[发明专利]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型晶体硅刻槽埋栅电池的制备方法。

背景技术

在煤炭石化燃料使用日趋广泛，环境污染日益严重的背景下，利用太阳能这一清洁可再生能源发电，受到世界各国的青睐，刻槽埋栅电池具有金属栅线遮光面积小，接触电阻损失小，较高电流收集效率等优点，在未来光伏的技术应用中具有一定的优势地位。

目前N型晶体硅做衬底，具有较高的少子寿命，可以减少光载流子在太阳电池表面和体内复合等优点，一直视为制作高效电池片的首要选择。本发明不同于传统刻槽埋栅电池电极的制作方法，通过喷墨打印一层镍作为种子层后，再电镀铜形成导电层的方式，并利用N型晶体硅做衬底，融合了背面点接触以及刻槽埋栅等技术元素制作出高效电池，解决现有技术空白。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种融合了背面点接触和喷墨打印、电镀以及刻槽埋栅等技术元素的N型晶体硅刻槽埋栅电池的制备方法，利用N型晶体硅做衬底并融合了背面点接触以及刻槽埋栅等技术元素制作出高效电池，解决现有技术空白。

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)：N型单晶硅正面激光开槽

选择电阻率为0.3 ??cm~10 ??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激光器在在衬底一侧开槽，槽宽为5um~50um，深为5um~100um，开槽间距为0.5mm~1.5mm；

(b)：制绒并对其清洗

将浓度为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)：正面扩散形成PN结

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20-90 ohm/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1×15 cm^-2~ 9×15 cm^-2，再在温度为600-1000℃的退火炉中退火，退火后的N型晶体硅方阻为20-90 ohm/sq，形成PN结；

(d)：去背结和硼硅玻璃

在刻蚀设备中，在室温条件下，将浓度为8%~10%的氢氟酸和浓度为35%~40%的硝酸混合后，刻蚀硅片的背表面和边缘，然后再用浓度为7%~12%的氢氟酸和浓度为35%~40%的硝酸混合后去除表面的硼硅玻璃，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℃-1000℃，形成N⁺层，退火后的方阻范围为20-100ohm/sq；

(f)双面镀膜

在衬底的正面采用等离子化学气相沉积的方法制备50nm~100nm的减反射膜，背面镀50nm~100nm的减反射膜；或在衬底的正面用原子沉积的方式沉积氧化铝，然后在氧化铝的表面沉积氮化硅得到厚度为50nm~100nm减反射膜，背面镀50nm~100nm减反射膜； 

(g)背面局部区域开膜

N型硅衬底的背面采用激光的方法开膜，开膜的图形是孔径为50um~400um的圆，或者是宽度为50~200um的线，开膜率为50%~90%；或者在N型硅衬底的背面采用印刷Merk BES浆料，从而去除氮化硅膜或氧化硅膜的方法开膜，开膜的图形是孔径为50um~400um的圆，或者是宽度为50~200um的线，开膜率为50%~90%； 

 (h)电极制作

采用喷墨打印技术在电池的正面开槽处喷印厚度为5-100um，宽度为5-60um的镍层形成正极，采用丝网印刷的方法在电池的背面印刷银铝浆而形成局部点接触式的负极，并在400℃~800℃的温度下在烧结炉中进行共烧，烧结后的电池片通过电镀的方式在镍层上镀一层起导电作用的铜层，或者在镍层上喷印一层起导电作用的铜层，铜层的厚度为5 um ~30um，宽度为5 um ~90um。

步骤c中所述的扩散面和刻槽面位于同一侧。