[发明专利]一种高效N型晶体硅刻槽埋栅电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池制造领域，具体是一种N型晶体硅太阳能电池正面低表面浓度的刻槽埋栅技术以及双面电池技术。

背景技术

现代化太阳能电池工业化生产朝着高效低成本化方向发展，正面选择性发射结加刻槽埋栅技术与双面电池技术相结合作为高效低成本发展方向的代表，其优势在于：

（1）    刻槽埋栅这一技术具有金属栅线遮光面积小，较高电流收集面积；

（2）选择性发射结技术有效地降低了金属栅线与硅基体材料的接触电阻，并           提高了电池的受光区域（非金属化区域）对短波段光的吸收；

（3）双面电池不仅能够利用正面入射的太阳光还能利用背面的散射光等，提高了电池的发电量。而且该种电池更适合建筑一体化， 以及垂直安装等应用；

（4）使用N型晶体硅做衬底，具有较高的少子寿命，可以减少光生载流子在太阳电池表面和体内复合，因此特别适合制作高效的双面电池。

本发明基于对刻槽埋栅技术、选择性发射结技术、喷墨打印技术以及N型双面电池技术，提出了结合三种技术的高效晶体硅太阳能电池制作方法。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明针对低成本可量产刻槽埋栅加选择性发射结与双面电池技术结合的晶硅太阳能电池制备方法的缺乏，提出了一种高效N型晶体硅刻槽埋栅电池的制备方法。

技术方案：本发明所述的一种N型晶体硅刻槽埋栅电池的制备方法，具体步骤包括：

(a)：单晶硅两面激光开槽

选择电阻率为0.3 ??cm~2 ??cm的N型硅片，在激光的脉冲能量为0.05uJ~0.8uJ，频率为50KHz~5000KHz的条件下，采用ns激光器在在衬底两侧按照电极图形开槽，槽宽为5um~50um，深为5um~100um，线间距为0.5mm~1.5mm；

(b)：制绒并对其清洗

用浓度为0.5%~2%的氢氧化钠溶液在75℃~80℃时对N型单晶硅表面进行化学腐蚀，制备出三角形的陷光结构绒面，然后将浓度为10%~12%的盐酸和浓度为8%~10%氢氟酸混合后对绒面进行清洗，除去表面杂质；

(c)：在N型硅衬底的前表面进行硼扩散

在温度为600-1000℃的扩散炉中，采用BBr₃进行硼扩散，使N型晶体硅的扩散面方阻为20-90ohm/sq，形成PN结；或者先在N型晶体的刻槽面注入硼源，在离子束能量为15keV、离子注入量为15×7cm^-2后，再在温度为800℃~1000℃的退火炉中退火，退火后的N型晶体硅方阻为20-90ohm/sq，形成PN结；

(d)：选择性发射极形成以及去背结、边结以及硼硅玻璃

用喷头在开槽部位喷上宽度为5μm~70μm掩膜，再在单面刻蚀的设备中，将浓度为8%~10%的氢氟酸和浓度为35%~40%的硝酸混合后，在常温下刻蚀硅片的背面和侧面，然后将浓度为7%~12%的氢氟酸和浓度为35%~40%的硝酸混合后，在温度为2℃~10℃时对硅片的刻槽面进行腐蚀，使得无掩膜区的方阻为70-150ohm/sq，然后去除掩膜和表面的硼硅玻璃，最后再烘干；

 (e)：背面离子注入磷并退火

在N型硅衬底的背面离子注入磷并进行退火处理，退火温度为600℃-800℃，形成N⁺层，退火后的方阻范围为20-80ohm/sq；

 (f)双面镀膜

在衬底的正面制备厚度为50nm~100nm的氧化铝和氮化硅或氧化硅和氮化硅或氧化铝、氧化硅和氮化硅复合膜，在背面镀厚度为50nm~100nm的氮化硅膜或氧化硅和氮化硅复合膜，

 (g) 制备电池的电极

采用喷墨打印技术在电池的正面开槽处喷印厚度为1-100um，宽度为5-60um的银铝浆形成电池的正极，背面开槽处喷印厚度为1-100um，宽度为5-60um的杜邦17F浆料或杜邦18A浆料形成电池的负极，在温度为400℃~800℃的烧结炉中进行共烧即可。

步骤a中对单晶硅的正面和背面分别进行开槽。

步骤c中对单晶硅的正面扩散，形成PN结，

步骤d中所述的掩膜的宽度大于或等于PN结一侧凹槽的宽度。

步骤e中对单晶硅的背面制NN⁺高低结。