[发明专利]一种单面电极晶体硅太阳能电池的制法

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池领域，尤其是一种主要利用激光制备单面电极晶体硅太阳能电池的方法。

背景技术

太阳能作为一种清洁的、没有任何污染的能源，以及太阳能发电作为动力供应主要来源之一的可能性，已日益引起人们关注。而解决这个技术的关键在于太阳能电池生产成本的降低和转化效率的提高。对于占主流地位的晶体硅太阳能电池，由于其正表面电极占了表面积的20％，减少了太阳能电池的受光面积，从而减少了其转化效率。

光伏行业的相关技术人员为了提高太阳能电池的转化效率，在传统结构的基础上做了大量的技术创新及改进。如专利号为201010141604.X的一种单面电极晶体硅太阳能电池及其制备方法。其结构包括晶体硅上表面的绒面，内部的栅状或者梳状PN结，及背面的栅状或者梳状电极，这是一种受光面可以得到充分利用的结构。本方案以一种新的制备方法，以充分发挥这种太阳能电池的优点，以一种更高效的办法制备这种电池。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对一种单面电极晶体硅太阳能电池，提供一种新的高效的，同时也更能发挥其结构优点的制法

技术方案：本发明公开了一种单面电极晶体硅太阳能电池的制法，包括激光制绒，镀钝化防反射复合膜，激光掺杂，激光制背电极，其中所述激光制绒包括激光制备绒面和化学溶液去除激光损伤层两个步骤，以制备出尺寸尽量精确符合光学原理的绒面结构；所述激光掺杂是在真空环境中，在掺杂工艺气体气氛下以激光照射需要掺杂的晶体硅表面以制备理想的栅状或者梳状PN结；所述激光制背电极包括真空镀背电极材料及激光烧结背电场工艺，以免接触的方式制备其背电场。

其中一个优选方案为激光制绒采用连续式绿激光器，以实现快速和精确制绒的目的。

其中所述激光制绒的后续工序为在70-90℃下，采用20％浓度的碱性溶液去除激光工艺损伤层。

做为其中一个优选方案，对于P型基片晶体硅太阳能电池，在所述激光掺杂工艺中，工艺气体应为5％-10％的PH₃与H₂混合气体，以强激光选择性照射形成栅状或者梳状掺杂PN深结。

做为其中另一个优选方案，若晶体硅基片选用N型，工艺气体应选择5％-10％的B₂H₆与H₂混合气体，以强激光选择性照射形成栅状或者梳状掺杂PN深结。

为了提高单面电极晶体硅的转化效率，做为其中一个优选方案，可以在掺杂制备栅状或者梳状PN深结之前，先对P型基片以相同工艺进行P⁺整体浅掺杂，

为了提高单面电极晶体硅的转化效率，做为其中另一个优选方案，可以在掺杂制备栅状或者梳状PN深结之前，对N型基片以相同工艺进行N⁺整体浅掺杂。

其中所述激光制背电场中，采用真空蒸发或真空溅射来设置背电极材料，以达到快速高效并节省材料的目的，其背面电极材料设置范围可优选在0.5-2.0μm之间。

在所述激光烧结过程中，采用连续式激光器对基片背面进行800-1000℃高温烧结制背电场。然后在基片背面进行激光划线，将正负电极分开。

有益成果：本发明提供了一种单面电极晶体硅太阳能电池的制法，其主要工艺以激光及真空镀膜方式完成。这种制法由于激光制绒可以得到更精确，更符合光学原理的金字塔图形，从而产生更高的转换效率，也因此减少激光制绒工序中的人为因素，使制绒工艺的稳定性更高，重复性更好。同时，由于背电极的制作采用真空镀膜方式，整个制做过程没有接触，可免去裂片的可能，这样硅片可以做得比较薄，其厚度可以做到40-100μm，使PN结距离受光面较近，吏有利于提高其转化效率。同时，这种工艺分布使整个工艺流程比常规流程大大简化，使用的设备较少也较容易设计成自动化半自动化生产线，对实现其产业化，尤其是实现规模化生产非常有帮助。

具体实施方式：

本发明提供了一种单面电极晶体硅太阳能电池的制法，包括激光制绒，镀钝化防反射复合膜，激光掺杂，激光制背电极，其中所述激光制绒包括激光制备绒面和化学溶液去除激光损伤层两个步骤，以制备出尺寸尽量精确符合光学原理的绒面结构；所述激光掺杂是在真空环境中，在掺杂工艺气体气氛下以激光照射需要掺杂的晶体硅表面以制备理想的栅状或者梳状PN结；所述激光制背电极包括真空镀背电极材料及激光烧结背电场工艺，以免接触的方式制备其背电场。

下面将以具体的实施例来进一步说明本方案：

实施例1