[发明专利]一种晶体硅太阳电池扩散死层的去除方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶体硅太阳电池扩散死层的去除方法，属于太阳电池领域。

背景技术

常规的化石燃料日益消耗殆尽，在所有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。目前，在所有的太阳电池中，晶体硅太阳电池是得到大范围商业推广的太阳能电池之一，这是由于硅材料在地壳中有着极为丰富的储量，同时晶体硅太阳电池相比其他类型的太阳能电池有着优异的电学性能和机械性能，因此，晶体硅太阳电池在光伏领域占据着重要的地位。

目前，常规的晶体硅太阳电池的生产工艺包括：制绒，扩散，绝缘，镀膜，丝印烧结。其中，扩散是太阳电池发电的关键步骤，因此扩散结的特性好坏影响了电池的效率；当横向薄层电阻低于100欧姆时，太阳电池表面会不可避免地存在一个区域，在该区域中由于光被吸收所产生的载流子会因为寿命太短而在扩散到PN结之前就被复合，从而对电池效率没有贡献，该特殊区域被称为扩散死层。扩散死层中存在着大量的填隙原子、位错和缺陷，少子寿命较低，太阳光在死层中发出的光生载流子都被复合掉了，导致电池的转换效率下降。

目前，去除扩散死层基本有二种方法，一是把扩散后的硅片进行氧化，然后去除其氧化层来去除死层；二是通过调整扩散工艺来减少死层的产生。然而，上述方法要么均匀性难以保证或者是时间过长工艺复杂很难大规模的应用，要么就是扩散的方块电阻难以保证。因而，大规模生产中还没有一种低成本、稳定的扩散死层的去除方法。因此，开发一种稳定、低成本的扩散死层的去除方法，具有积极的现实意义。

发明内容

本发明目的是提供一种晶体硅太阳电池扩散死层的去除方法，以去除太阳电池表面的死层。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种晶体硅太阳电池扩散死层的去除方法，包括如下步骤：(1) 将扩散后的硅片表面丝网印刷一层腐蚀性浆料，然后烘干；(2) 去除上述腐蚀性浆料；

所述腐蚀性浆料包括如下组分：以质量计，季氨碱10~50%，松油醇10~40%，乙基纤维素10~50%；

所述腐蚀性浆料的黏度为100~300 Pa·s。

上文中，所述腐蚀性浆料是一种具有流动性的粘稠膏状混合物。

上述技术方案中，所述步骤(1)中，扩散后的硅片为去除杂质玻璃后的硅片。当然也可以是没有去除杂质玻璃的硅片。杂质玻璃可以是磷硅玻璃或硼硅玻璃。

上述技术方案中，所述步骤(2)中，采用酸洗液清洗去除腐蚀性浆料；所述酸洗液为氢氟酸和盐酸的混合溶液，两者的体积比为3:1~2。

优选的技术方案，所述季氨碱为氢氧化四甲胺。

上述技术方案中，所述步骤(1)中的烘干在烘干炉中进行，其烘干温度为250~350℃，带速为200~300cm/min。

本发明的工作机理为：本发明的腐蚀性浆料可以直接将死层转化成能溶于水的硅酸盐，采用丝网印刷腐蚀的方法，其腐蚀均匀性通过印刷浆料的湿重和烘干的温度和时间等来控制，刻蚀厚度一般是扩散的死层的厚度，一般在10~50nm，其死层去除的标准是当从酸液中提起的硅片表面没有粘附水珠来判断。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1．本发明采用腐蚀性浆料的方法在扩散后的硅片表面进行腐蚀，刻蚀掉一层硅表面，去除了扩散死层，减少了表面高浓度扩散层的复合，提高了短波响应；试验证明：采用本发明的方法，太阳电池的短路电流可以提升30~60mA，电池的光电效率可以提高0.1~0.2%。

2．本发明的去除方法简单，易于实现，且成本较低，适于工业化应用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例一

以制备现有的常规电池为例，步骤如下：

(1) P型硅片去损伤层、制绒，

(2) 单面或双面扩散磷制备发射极；

(3) 将扩散后的硅片刻边或去背极后放入3~5vol%的HF中200s，以去除表面的磷硅玻璃；

(4) 在去除磷硅玻璃的硅片扩散面上丝网印刷一层腐蚀性浆料，湿重为1.2g左右，然后烘干；所述腐蚀性浆料包括如下组分：以质量计，季氨碱50%，松油醇40%，乙基纤维素10%；所述腐蚀性浆料的黏度为200 Pa·s，以满足丝网印刷的需求；

(5) 将烘干后的硅片放入体积比为2:1的HF与HCl混合溶液中进行清洗480s；

(6) 减反射膜沉积、背极背场以及正电极的印刷、烧结测试包装，即可得到晶体硅太阳电池。