[发明专利]一种用于超小绒面高效太阳电池的电极结构的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高效晶体硅太阳电池技术领域，尤其涉及一种用于超小绒面高效太阳电池的前表面栅线接触电极结构的制备方法。

背景技术

近年来，能源紧缺问题和全球变暖的环境问题日益严重，人类对清洁的可再生能源需求空前急切，而光伏太阳能是一种重要的可再生能源，具有能源广泛，地域限制少，安全可靠等诸多优势。

自1954年第一块硅太阳电池应用至今，太阳电池经过了第一代单晶硅太阳电池，第二代薄膜电池的发展，其技术发展趋势是成本降低，效率提高。

目前市场应用的太阳电池以晶体硅电池为主，但成本高仍然是限制光伏产业发展的瓶颈。如何提高效率以降低成本成为太阳电池研究的关注点。

从目前晶硅电池对太阳光的吸收角度看，太阳光照中很大一部分光由于电池表面的反射而损失掉，超小绒面能够减小表面的反射光损失，起到很好的陷光作用，提高了短路电流，但同时引入了金属电极的接触问题，接触面积小，接触电阻较大。并且栅线电极的遮光率很大，使太阳光不能很好被利用。如果把这些损失的光有效地利用起来，则可以实现电池效率的显著提高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于超小绒面高效太阳电池的前表面栅线接触电极结构的制备方法。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种用于超小绒面高效太阳电池的电极结构的制备方法，包括：清洗硅衬底；在硅衬底表面制备超小绒面；从制备有超小绒面的硅衬底表面对硅衬底进行淡磷扩散；在淡磷扩散后的硅衬底表面沉积一层Si₃N₄减反射膜；利用激光烧蚀方法对硅衬底表面的超小绒面进行激光烧蚀，形成栅线电极的沟槽；利用化学清洗方法对激光烧蚀区进行清洗，除去激光烧蚀区堆积物及激光烧蚀时造成的损伤层；对激光烧蚀区进行二次浓磷扩散；以及丝网印刷机在激光烧蚀区内采用精确对准方式印刷栅线电极。

上述方案中，所述清洗硅衬底的步骤，是使用标准清洗液RCA对硅衬底进行清洗，然后再用去离子水清洗，氮气吹干。

上述方案中，所述在硅衬底表面制备超小绒面的步骤中，超小绒面是使用HF和双氧水混合溶液湿法腐蚀制备的。

上述方案中，所述在硅衬底表面制备超小绒面的具体过程包括：将清洗后的硅衬底在HF和银盐溶液的混合溶液中腐蚀，时间30秒，然后将腐蚀后的硅衬底在HF和过氧化氢溶液的混合溶液中腐蚀3分钟，最后硅衬底浸泡在浓HNO₃中，去除残留的银颗粒，然后利用HF漂洗30秒，去离子水冲洗3遍以上，进而N₂吹干，得到带有超小绒面的硅衬底。

上述方案中，所述在淡磷扩散后的硅衬底表面沉积一层Si₃N₄减反射膜的步骤中，采用PECVD方法沉积Si₃N₄减反射膜，该Si₃N₄减反射膜的厚度为40nm-120nm。

上述方案中，所述利用激光烧蚀方法对硅衬底表面的超小绒面进行激光烧蚀形成栅线电极的沟槽的步骤中，激光波长为355nm、532nm或1064nm。

上述方案中，所述利用激光烧蚀方法对硅衬底表面的超小绒面进行激光烧蚀形成栅线电极的沟槽的步骤中，烧蚀宽度依据栅线设计的宽度而定，比栅线宽度宽10微米-20微米。

上述方案中，所述利用化学清洗方法对激光烧蚀区进行清洗，除去激光烧蚀区堆积物及激光烧蚀时造成的损伤层的步骤中，化学清洗方法采用的清洗腐蚀液为稀KOH溶液。

上述方案中，所述丝网印刷机在激光烧蚀区内采用精确对准方式印刷栅线电极的步骤中，丝网印刷具有的对准精度达到1微米。

上述方案中，该方法还包括：丝网印刷机在激光烧蚀区内采用精确对准方式印刷栅线电极之后，对栅线电极进行退火处理。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的这种用于超小绒面高效太阳电池的电极结构的制备方法，利用激光烧蚀和烧蚀区二次浓磷扩散的方法，结合丝网印刷电极技术，制备了一种应用于超小绒面面高效太阳电池的表面栅线。这种结构具有超低的遮光率和高效的陷光能力，应用在晶硅太阳电池上，电流密度高，埋栅电极深入硅衬底内部可增加对基区光生电子的收集，浓磷扩散降低浓磷区电阻功耗和栅线电极与衬底的接触电阻功耗，提高了电池的开路电压。