[发明专利]晶硅太阳能电池及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，具体而言，涉及一种晶硅太阳能电池及其制作方法。

背景技术

晶硅太阳能电池已经被大规模应用到各个领域，其良好的稳定性和成熟的工艺流程是其大规模应用的基础。晶硅太阳能电池的生产工艺流程如图1所示，首先对硅片进行清洗，通过化学清洗达到对硅片表面的结构化处理；其次将清洗后的硅片进行扩散处理，硅片经硼扩散工艺形成p-n结；之后对形成p-n结的硅片进行周边刻蚀工艺，以去掉在扩散工艺中硅片边缘所形成的导电层；然后经过化学清洗工艺，以除去在扩散过程中在硅片表面形成的玻璃层；接着经PECVD（等离子体增强化学气相沉积法）工艺沉积减反射膜—氮化硅膜；最后再依次经丝网印刷工艺、烧结工艺等制作得到符合要求的晶硅太阳能电池。

在上述晶硅太阳能电池的制作过程中，通过在硅片上扩散杂质，使硅片表面的杂质浓度高于硅片内部杂质浓度，形成浓度差，进而将杂质扩散到硅片内形成一个N⁺-N层，这样的结构有利于后续电极的制备，因为N⁺层不仅可以和金属电极形成欧姆接触，降低接触电阻，以获得良好的填充系数，而且可以防止电极制备过程中金属原子扩散到硅片基体内部，进而降低电极带来的表面复合损失。但是，过高的掺杂容易形成“死层”，好的发射区只需要一定的掺杂浓度即可。因此，理想的p-n结应当具有以下结构：在硅片基体的表面附近，除了在电极下有一个重掺杂的N⁺区外，其余的部位都是一般浓度的掺杂。

由于“死层”的出现是不可避免的，目前一般是通过减小携带杂质的氮气的流量、或者控制扩散时的温度、扩散时间和杂质浓度等尽量减少“死层”的出现，申请号为201110378576.8的中国专利采用降低源温（作为杂质的三氯氧磷的温度）同时增大氮气的流量的方法得到了表面浓度较低的太阳能电池。而且，与上述专利的研究方向相似，目前本领域技术人员一般都是致力于控制扩散工艺的参数以得到表面浓度较低的太阳能电池。本发明的发明人的研究思路与上述研究方向完全不同，对已经扩散形成的电极正面进行处理，实现了降低表面浓度的目的。

发明内容

本发明旨在提供一种晶硅太阳能电池及其制作方法，以降低扩散表面的浓度。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种晶硅太阳能电池的制作方法，包括对硅片进行扩散制结、刻蚀、沉积减反射层、印刷电极及烧结的步骤，上述刻蚀的步骤包括：S1、将扩散制结后的硅片的边缘和背面采用等离子刻蚀法进行刻蚀；S2、采用含有硝酸和氢氟酸的第一混合酸液对刻蚀后的硅片正面进行处理，第一混合酸液中HNO₃与HF的质量比为10:1~15:1，且第一混合酸液中HF的浓度为10~80g/L。

进一步地，上述第一混合酸液中HNO₃与HF的质量比为10:1~12:1，第一混合酸液中HF的浓度为20~50g/L。

进一步地，上述步骤S2包括：S21、将刻蚀后的硅片在第一混合酸液中浸泡40~80s；S22、将经过浸泡的硅片利用高纯去离子水清洗。

进一步地，上述步骤S1包括：S11、采用含有硝酸和氢氟酸的第二混合酸液将扩散制结后的硅片的边缘和背面刻蚀；S12、采用氢氧化钾溶液将经过刻蚀处理的硅片进行清洗。

进一步地，上述第二混合酸液中HNO₃的浓度为400~600g/L，HF的浓度为20~50g/L，步骤S12中氢氧化钾溶液中KOH的质量含量为3~10%。

根据本发明的另一方面，还提供了一种晶硅太阳能电池，该晶硅太阳能电池通过上述的制作方法得到。

本发明采用两步刻蚀方法，首先采用等离子刻蚀法对硅片的边缘和背面进行刻蚀，实现将背面和正面绝缘的目的；然后，采用硝酸和氢氟酸的混合酸液对硅片的正面进行处理，在该过程中，氢氟酸首先和表面的二氧化硅进行反应生成易挥发的六氟化硅，从而去除扩散中形成的磷硅玻璃或硼硅玻璃；然后利用硝酸的氧化性能使磷硅玻璃或硼硅玻璃之下的扩散有磷或硼的硅氧化形成二氧化硅，混合酸液中的氢氟酸再次和二氧化硅反应形成易挥发的六氟化硅，由于扩散有磷或硼的硅被腐蚀掉，磷或硼由于失去附着物而一同被腐蚀，从而去除了硅片正面表层的高浓度磷掺杂区或高浓度硼掺杂区。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中晶硅太阳能电池的制作工艺流程；以及