[发明专利]一种N型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型晶体硅太阳能电池的制备方法，属于太阳能技术领域。

背景技术

目前，太阳能电池是光伏市场上的主导产品。近年来，随着科技水平的不断发展，原来困扰N型晶体硅太阳能电池的技术难题逐渐被攻克，极大的促进了N型晶体硅太阳电池在结构和工艺方面的发展。目前，美国Sun Power公司生产的背面接触太阳能电池（IBC）和Sanyo公司生产的HIT(Hetero-junction Intrinsic Thin-layer)太阳电池就是基于N型晶体硅衬底制作的商业化太阳电池。这两款电池是目前商业化生产转化效率最高的太阳能电池，也是商业化生产转换效率突破20%的仅有的两款太阳能电池。占据了极大的市场份额。

在N型衬底良好发展的态势下，越来越多的研究人员关注N型电池的研究。而PN结的制备是整个太阳能电池的核心。现有技术中，N型衬底制备PN结方式主要有硼掺杂和铝掺杂2种。其中，硼掺杂的方式普遍存在2点问题：一是利用氮气携带液态BBr₃源进行管式扩散时虽然效果最好，但是扩散的均匀性难以控制；二是扩散温度过高会使得晶体硅衬底性能变坏。因此，目前绝大多数的厂家都是采用铝掺杂制备PN结。

目前，国内大都通过铝合金化在N型晶体硅衬底上形成Al-p+发射极来制备太阳能电池，而对于铝合金化形成Al-p+发射极，主要集中在全铝背结和局域铝背结太阳能电池(即非电极区铝掺杂、电极区无掺杂)上，然而，这2种结构的太阳能电池结构都存在一些缺陷：对于全铝背结太阳电池而言，其在制备组件时存在背面无法焊接的难题。对于局域铝背结太阳电池而言，其虽然可以解决组件焊接问题，但是由于硅片背面存在较多的电极区域，而这部分区域是不存在PN结的，因此相对减少了PN结的面积，影响了电池效率。

发明内容

本发明目的是提供一种N型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型晶体硅太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

(1) 采用N型单晶硅为衬底，将硅片进行清洗、制绒；

(2) 在上述硅片的背面的电极区域印刷硼浆，烘干、退火后形成硼掺杂PN结，同时在硅片背面形成氧化层；

(3) 将上述硅片背靠背进行单面磷扩散，硅片的正面为扩散面；

(4) 对上述硅片的背面进行局部刻蚀，去除非电极区域的氧化层，保留电极区域的氧化层；

(5) 清洗，去除硅片正反面的杂质玻璃层；

(6) 在上述硅片的正面沉积钝化减反射膜；

(7) 在上述硅片的背面的非电极区印刷铝浆，形成铝背结，烘干；

(8) 在硅片的正面印刷正面电极，在硅片的背面的电极区印刷背面电极，烘干；即可得到N型晶体硅太阳能电池。

上述技术方案中，所述步骤(4)和(5)之间还设有如下步骤：以硅片背面的电极区域的氧化层为掩膜，对硅片背面的非电极区进行抛光处理。上述抛光处理的抛光液可以采用TMA溶液。

上述技术方案中，所述步骤(6)中，在硅片的正面依次沉积氧化硅、氮化硅，形成钝化减反射膜。

上述技术方案中，所述步骤(1)中，N型单晶硅衬底的电阻率为3~12 Ω·cm，厚度为170~200微米，少子寿命为1~3 ms。

上述技术方案中，所述步骤(2)中，烘干温度为200~300℃、带速250~350 cm/min。

上述技术方案中，所述步骤(2)中，退火温度为900~940℃、时间25~40 min，方块电阻为50~60 Ω/sq。

上述技术方案中，所述步骤(3)中，磷扩散温度为810~840℃，时间为20~30 min，扩散后方块电阻的范围控制在55~75 Ω/sq。

由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1．本发明开发了一种新的N型晶体硅太阳能电池的制备方法，在硅片背面的非电极区域进行铝浆掺杂形成铝背结，背面电极区域采用硼浆掺杂制备电极，不仅解决了组件焊接的难题，同时避免了因背面PN结面积减少而带来的电池效率降低的问题。

2．本发明的制备方法简单易行，可以在现有设备上实现，成本较低，适于推广应用。

3．实验证明：采用本发明的制备方法得到的太阳能电池的电池效率没有衰减，可量产性强。

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

一种N型晶体硅太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：