[发明专利]一种晶体硅太阳电池生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳电池生产工艺，更具体的讲是一种晶体硅太阳电池生产工艺。

背景技术

太阳电池是把吸收到的太阳光经过半导体材料的光电转换进行发电的，怎么提升太阳电池对太阳光的吸收是提高转换效率的关键因素之一。传统的太阳电池是通过酸/碱制绒工艺使其受光面形成绒面微米/亚微米结构，达到增加太阳光入射的目的。最近的研究表明，可以通过在绒面结构的微米/亚微米结构上通过各种方法进行更细结构的蚀刻，达到纳米结构，可以显著地提高太阳光的吸收。例如在制绒后的硅片上进行反应离子蚀刻（Reactive Ion Etching，RIE），可以提高太阳电池的效率0.5%左右。但是这种方法设备投入比较高，并且设备产能也有限，不利于该技术的量产化。

太阳电池的铝背场可以反射部分经过太阳电池后的太阳光，使这部分长波长的太阳光可以再次被太阳电池吸收，但是怎么更大限度的吸收这一部分光也是摆在太阳电池工作者面前的难题。一般的方法是将网印铝背场之前的硅片在碱溶液进行背面抛光，不但可以提高铝背场的网印效果，也可以提高太阳电池对长波光的吸收。

传统晶硅太阳电池的工艺路线包括：来料检验，制绒，扩散，磷硅玻璃去除，氮化硅镀膜，丝网印刷，烧结和分检工艺。以上两种方法是通过不同的工艺来分别提高太阳电池正面和背面的太阳光吸收，但是两种方法都不能同时提高太阳电池正面和背面的太阳光吸收，而且使用以上两种方法都需要增加高成本设备，增加成本。

发明内容

针对以上不足，本发明提供了一种方法设备成熟、成本低廉，易于操作的晶体硅太阳能电池生产工艺，该工艺在PECVD沉积氮化硅之后对含有氮化硅的硅片进行酸溶液清洗，不但进一步去除背面的氧化层，有利于背表面对长波太阳光的反射；而且可以在硅片的前表面——氮化硅表面形成细小的粗糙表面，有利于太阳光在电池正表面对短波的吸收。这样可以增加太阳电池在整个太阳光波段的吸收，达到提高短路电流的效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种晶体硅太阳电池生产工艺，包括如下步骤：制绒、扩散、去除磷硅玻璃、PECVD沉积氮化硅、硅片酸溶液清洗、烘干、丝网印刷、烧结和分检。

上述硅片酸溶液清洗为HF溶液和HCl溶液，不但可以进一步去除背面的氧化层，有利于背表面对长波太阳光的反射；而且可以在硅片的前表面——氮化硅表面形成细小的粗糙表面，有利于太阳光在电池正表面对短波的吸收。这样可以增加太阳电池在整个太阳光波段的吸收，达到提高短路电流的效果。

上述硅片酸溶液清洗方式之一是将有氮化硅的硅片放入HF和HCl的混合液中进行清洗。

上述HF的浓度为0.1%-80%，HCl的浓度为2%-50%，温度10-20℃，时间10 -1000秒。

优化的，上述HF的浓度为15%，HCl的浓度为2%，温度15℃，时间300秒。

上述硅片酸溶液清洗的另外一种方式是依次先后经过HF和HCl的溶液清洗。

上述HF的浓度为0.1%-80%，温度10-20℃，时间10 -1000秒。

上述HCl的浓度为2%-50%，温度10-20℃，时间10 -1000秒。

优化的，上述HF的浓度为5%，温度15℃，时间600秒；HCl的浓度为2%，温度18℃，时间200秒。

PECVD：是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这种CVD称为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。

本发明的有益效果是：使用酸处理有氮化硅的硅片不但可以进一步去除背面的氧化层，有利于背表面对长波太阳光的反射；而且可以在硅片的前表面——氮化硅表面形成细小的粗糙表面，有利于太阳光在电池正表面对短波的吸收。这样可以增加太阳电池在整个太阳光波段的吸收，最高比传统工艺的吸收率高7%，达到提高短路电流的效果，而且本发明酸处理设备成熟、成本低廉，操作简单。

附图说明

图1为实施例1和传统生产工艺制备的太阳电池对太阳光反射比较图；

图2为实施例1生产的太阳电池的效率分布图；

图3为传统工艺生产的太阳电池的效率分布图；

图中：1-传统工艺生产的太阳电池的反射率，2-本发明工艺生产的太阳电池反射率。

具体实施方式