[发明专利]一种N型多晶硅电池片及其生产方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种电池片及其生产方法，特别涉及一种N型多晶硅电池片及其生产方法。

(二)背景技术

多晶硅电池片，是太阳能电池片的一种，是相对环保的一种电池片。电池片一般分为单晶硅、多晶硅和非晶硅，单晶硅太阳能电池是当前开发得最快的一种太阳能电池，它的构造和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面，这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料，生产成本较高，多晶硅电池片其成本远低于单晶硅电池，而效率又高于非晶硅薄膜电池。

目前全世界生产多晶硅电池片九成以上均以生产P型多晶硅电池片为主，传统的P型多晶硅电池是在N+射极层直接使用PECVD镀上SiNx抗反射层，这样高温会破坏N+射极层，且P型多晶硅电池片转换率低。业界没有公开发表量产N型多晶硅电池片，目前全世界N型多晶硅电池片的技术也并非完善。

(三)发明内容

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种转换效率提高的N型多晶硅电池片及其生产方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种N型多晶硅电池片，包括电池片，电池片上端设有银铝电极，下端设有银电极，电池片包括从上到下的SiNx抗反射层、P+射极层、N型硅片、N+射极层及SiNx抗发射层，其特征是：在SiNx抗反射层与P+射极层之间设有一层SiO₂钝化层。

在电池片正面P+射极层利用湿氧化学工艺形成SiO₂钝化层保护P+射极层，避免下一道工艺在使用PECVD镀上SiNx抗反射层时，因为高温而破坏P+射极层，不同于传统的P型多晶硅电池是在N+射极层直接使用PECVD镀上SiNx抗反射层。

一种N型多晶硅电池片的生产方法，包括如下步骤：(1)制绒，(2)磷扩散，(3)硼扩散(4)抗反射，(5)丝网印刷，(6)烧结，其特征是：步骤(3)与(4)之间还包括步骤(3-1)在P+射极层表面制备SiO₂钝化层，步骤(4)抗反射中，在SiO₂钝化层上面和N+射极层(4)下面分别镀上一层SiNx抗发射层。

本发明一种N型多晶硅电池片的生产方法，其特征是：包括如下步骤：

(1)制绒：将N型硅片放入混合酸性蚀刻液中对N型硅片表面进行方向性蚀刻，使暴露出的硅晶截面产生大小不一的金字塔形状的表面；

化学反应式为：

Si+4HNO3→SiO2+4NO2+H2O

SiO2+4HF→SiF4+2H2O；

(2)磷扩散：在N型硅片下面做N型磷扩散，磷原子经由高温扩散的方式进入硅晶格内，形成N+射极层；

化学反应式为：

4POCL₃+3O₂→2P₂O₅+6CL₂

2P₂O₅+5Si→4P+5SiO₂；

(3)硼扩散：在N型硅片上面做P型硼扩散，硼原子经由高温扩散的方式进入硅晶格内，形成P+射极层；

(3-1)湿化学制程：利用磷玻璃蚀刻机将残留物移除，将PN绝缘，利用湿氧化学作用在P+射极层表面长成一层SiO2钝化层；

(4)抗反射：利用电浆增强化学气象沉积法(PECVD)，分别在SiO2钝化层上面和N+射极层下面镀上一层SiNx抗发射层；

(5)丝网印刷：利用网版印刷技术，于N型硅片上印刷出所需要的电极样式，以收集电流；

(6)烧结：将正面的银铝胶及反面的银胶、铝胶，经由高温使其渗入硅晶体中形成牢固的电焊带。

步骤(3-1)中湿氧化学作用的具体做法是将氧气通入90-100℃的去离子水中，再通入氧化炉内对多晶硅电池片进行湿氧化处理，氧气流量为1-1.5L/min，用HF溶液去除氧化层，最后用去离子水冲洗至少一遍，烘干后备用。

HF溶液中HF与去离子水的体积比为1∶5-15。

步骤(1)中混合酸性蚀刻液为质量分数为45％-50％的氢氟酸，质量分数为57％-64％的硝酸以及纯水的混合酸溶液，氢氟酸、硝酸的体积分数分别为12％-20％、45％-50％，其余为水。

步骤(1)中蚀刻温度为-12℃-18℃，压力为0.1Mpa，蚀刻时间为25-230秒，蚀刻过程中通入0.2-0.8m³/h的氮气进行扰动。

步骤(2)、(3)中的温度为850-950℃，步骤(6)中温度为800-900℃。