[发明专利]带绒面导电氧化锌薄膜的晶体硅太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种带绒面导电氧化锌(下文简称为：ZnO)薄膜的晶体硅太阳能电池及其制造方法。

背景技术

现有的传统晶体硅电池包括以下结构：电池衬底、金字塔型绒面结构、PN结、SIN钝化层、正负电极。

传统晶体硅电池工艺基本步骤是这样的：

1、硅片检测后首先是表面制绒，一般采用NaOH(氢氧化钠)溶液腐蚀电池片形成金字塔型绒面结构，以增加电池的光吸收，此即所谓的湿法制绒技术；然后磷扩散形成PN结；

2、接着通过PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition等离子体辅助化学气相沉积)工艺生长SIN钝化电池表面，该层SIN起到减反射膜的作用；

3、最后再丝网印刷正负电极。通过丝印技术得到的栅线收集光生电流，但是栅线的存在又会遮挡部分电池的受光面积(约8％)，改进的办法是取折中，在串联电阻尽量小的情况下，采用最少数量的栅线。目前常见的是45条细栅，2条主栅，宽度各厂家不完全相同。尽管如此，栅线阻挡电池的受光面积的缺点还是不能完全克服。

在现有的薄膜非晶硅和微晶硅太阳能电池工艺中，陷光结构多是依靠在玻璃衬底上制备绒面结构的TCO(透明导电氧化物，transparent conductive oxide简称TCO)材料来实现的，例如SnO2:F或ZnO:Al或ZnO:Ga等，这类TCO薄膜的禁带宽度较大(约3ev)一般厚度在6000A左右，透过率高(大于90％)，方块电阻在5欧姆左右，对于ZnO:Al薄膜的陷光结构的制备，德国Julich太阳能研究所已经有相关的报道，制备方法简单，就是利用弱酸腐蚀高电导率的ZnO:Al薄膜得到类似月球坑的绒面结构，这种结构虽然不是金字塔型绒面结构，却可以产生与金字塔状的绒面TCO相同的光散射效果。

但是迄今为止，在晶体硅太阳能电池上还未见这种类似月球坑的绒面结构。如能将薄膜非晶硅和微晶硅太阳能电池工艺中的月球坑状的绒面陷光结构移植到晶体硅太阳能电池上，应该能够带来技术上和市场上的广阔前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种带绒面导电氧化锌薄膜的晶体硅太阳能电池及其制造方法，能够增大太阳能电池的受光面积，简化生产流程，从而得到一种廉价，高效的太阳能电池。

实现本发明目的的技术方案是：

一种带绒面导电氧化锌薄膜的晶体硅太阳能电池的制作方法，至少包括以下步骤：在电池衬底表面扩散PN结；在所述PN结表面生长本征氧化锌高阻层；在所述本征氧化锌高阻层上制备一层低阻氧化锌薄膜；用稀酸溶液腐蚀所述低阻氧化锌薄膜表面，形成具有月球坑状的绒面陷光结构的低阻氧化锌绒面薄膜；印刷引线电极和背场；烧结形成电池片。

其中所述电池衬底为无绒P型衬底；所述PN结结深为250～300nm。

其中所述本征氧化锌高阻层通过PECVD方法生长在所述PN结表面，厚度为10nm。

其中所述低阻氧化锌薄膜通过磁控溅射或电子束蒸发的方法生长于所述本征氧化锌高阻层表面，所述低阻氧化锌薄膜厚度为600～1500nm、方块电阻为5欧姆，可见光区平均透过率在90％以上。

其中所述稀酸溶液是稀盐酸，稀醋酸，或稀氢氟酸中的一种。

其中所述稀酸溶液是体积百分比为0.1％～1％的稀盐酸，对所述低阻氧化锌薄膜腐蚀20-50秒，形成月球坑状的绒面陷光结构的绒度为10％-70％。

其中所述引线电极和背场用丝网印刷的方法分别印刷于所述低阻氧化锌绒面薄膜表面以及所述电池背面。

本发明还提出了一种带绒面导电氧化锌薄膜的晶体硅太阳能电池，包括电池衬底、以及生长于所述衬底上的PN结；还包括：本征氧化锌高阻层，生长于所述PN结表面；低阻氧化锌绒面薄膜，生长于所述本征氧化锌高阻层表面，带有月球坑状绒面陷光结构；引线电极、以及背场。

其中所述本征氧化锌高阻层是通过PECVD的方法沉积于所述PN结表面，厚度为10nm。

其中所述低阻氧化锌绒面薄膜厚度为600～1500nm，其上的所述月球坑状绒面陷光结构的绒度为10％-70％，方块电阻为5欧姆，其可见光区平均透过率在90％以上。

其中所述引线电极印刷于所述低阻氧化锌绒面薄膜表面；所述背场印刷于所述电池背面。

其中所述引线电极为4个，分别印刷于所述低阻氧化锌绒面薄膜表面边缘的4个点，所述引线电极的材质为银。

本发明具有如下有益效果：