[发明专利]N型双面背接触晶体硅太阳能电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种N型双面背接触晶体硅太阳能电池的制备方法，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，在现有的可持续能源中，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，在所有的太阳能电池中，晶体硅太阳能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，同时硅太阳能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。高效化是目前晶体硅太阳电池的发展趋势，通过改进表面织构化、选择性发射结、前表面和背表面的钝化，激光埋栅等技术来提高太阳能电池的转化效率，但由于其需要特殊的设备和复杂的工艺流程，产业化进程受到制约。

目前，背接触硅太阳电池（MWT太阳电池）受到了大家的广泛关注，由于背接触晶体硅太阳电池的受光面没有主栅线，这就大大降低了受光面栅线的遮光率，提高了电池片的转换效率，所以背接触晶体硅太阳能电池成为目前太阳电池研发的热点。

另一方面，N型硅片由于其材料本身的特点，材料体寿命高，且没有光衰减，因此被逐渐应用于高效太阳电池的研发。N型电池通常正面采用硼扩散形成PN结，背面采用磷扩散形成背面场，两面均镀有减反膜，属于双面电池结构，效率已经超过19%，而目前，N型双面电池结合背接触的结构使得电池的转化效率更是超过了20%。

在现有的N型背接触结构中，在扩散制结步骤中，要实现在背面局部的扩散比较困难，通常采用离子注入的方法。然而，离子注入成本比较高，距离大规模应用生产还有段距离。因此，开发一种相对简单的方法来实现N型背接触电池背面局部区域的磷掺杂，对于N型背接触晶体硅太阳能电池的大规模量产至关重要。

 

发明内容

本发明目的是提供一种N型双面背接触晶体硅太阳能电池的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种N型双面背接触晶体硅太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

(1) 在N型硅片的正面和背面进行制绒；

(2) 在上述硅片的正面和背面均设置氧化膜；

(3) 在硅片的背面印刷腐蚀浆料，腐蚀去除位于硅片背面的非通孔方块区域的氧化膜；所述硅片背面的通孔方块区域包括硅片背面的孔及孔的周围区域；

(4) 在硅片的背面进行扩磷，形成扩磷层；

(5) 在硅片上开孔；

(6) 刻蚀周边结、去除硅片正面和背面的阻挡层、清洗；

(7) 在硅片的正面和孔内进行扩硼，形成扩硼层；

(8) 刻蚀周边结；去除硅片表面的杂质玻璃；

(9) 在硅片的正面和背面设置钝化减反射膜；

(10) 在孔内设置孔金属电极；双面印刷金属电极，烧结；即可得到N型双面背接触晶体硅太阳能电池。

上文中，所述在硅片上开孔，可以采用现有技术，例如可以采用激光、机械、化学等方法；孔的数目可以为1~100个。

所述步骤(3)中硅片背面的非通孔方块区域，是相对于硅片背面的通孔方块区域而言的；所述硅片背面的通孔方块区域为硅片背面的孔及孔的周围区域；其中，孔的周围区域是指硅片背面以开孔的孔中心为圆心的2~10 mm的范围内的正方形、圆形、三角形或任意形状的区域。

上述技术方案中，所述步骤(2)中的氧化膜为二氧化硅膜或氮化硅膜，其厚度为40~200 nm。二氧化硅膜可以采用热氧化的方法生长，热氧化可以采用干氧氧化，湿氧氧化，或者干氧与湿氧相结合。氮化硅膜采用PECVD沉积的方法。

上述技术方案中，所述步骤(3)中的腐蚀浆料的主要成分为氟化氢铵或磷酸。

上述技术方案中，以氟化氢铵为主要成分的腐蚀浆料的腐蚀温度为室温，腐蚀时间为100~600 s。

上述技术方案中，以磷酸为主要成分的腐蚀浆料的腐蚀温度为200~400℃，腐蚀时间为200~600 s。

上述技术方案中，所述步骤(5)的打孔步骤位于所述步骤(4)和步骤(10)之间的任意位置。即开孔步骤可以在磷扩散之后、印刷之前的任意步骤进行；例如在步骤(7)的硼扩散之后进行打孔。

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：