[发明专利]一种可量产的PERL晶体硅太阳电池的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于晶体硅太阳能电池制造领域，涉及到一种涉及晶体硅太阳能电池背面钝化以及金属化区域局域掺杂形成局域背场技术，特别涉及一种可量产的PERL晶体硅太阳电池的制作方法。

背景技术

在能源匮乏、资源短缺以及环境污染等问题日益突出的背景下，利用自然资源太阳能发电，已被当作解决全球变暖以及化石燃料枯竭问题的对策,受到世界各国的青睐。然而较高的生产成本制约着其应用范围，且随着政府补贴大幅削减，降低电池片的生产成本，提高发电效率成为各生产厂家迫在眉睫的问题。

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，背钝化与金属化区域局域重掺杂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)优异的背反射器：由于电池背面介质膜的存在使得内背反射从常规全铝背场65％增加到92-95％。一方面增加的长波光的吸收，另一方面尤其对未来薄片电池的趋势提供了技术上的保证；

(2)介质薄膜优越的背面钝化技术：由于背面介质膜的良好的钝化作用，介质薄膜区域的背面复合速率降低至10-50cm/s；

(3)金属化区域局域重掺杂技术：金属与硅的接触区域实行重掺杂，重掺杂使得该区域的少数载流子与多数载流子的差距数量级地拉大，复合需要两种载流子的参与，少数载流子的数量级降低少抑制了金属化区域的复合，这就使得背面金属化区域的复合速率可以地达到2000-5000cm/s。

虽然该电池结构，澳大利亚新南威尔士大学早在上世纪九十年代就已经提出，并且获得世界纪录25％的晶硅太阳电池，但是一种适合工业化生产的工艺方法并没有确定。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对目前现有技术中的不足，提出一种可量产的PERL晶体硅太阳电池的制作方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明采取了如下的技术方案：

一种可量产的PERL晶体硅太阳电池的制作方法，包括以下步骤：

(1)硅片去损伤并制绒、清洗：选择p型硅片作为硅基体，对选择的p型硅片去损伤后在碱液下进行表面绒面化，然后在酸性条件下进行化学清洗，除去表面杂质；

(2)磷扩散：对硅片的正面进行磷扩散形成n型层，扩散自然形成的磷硅玻璃作为电池正面的掩膜，实现背面去除发射结以及抛光的目的；

(3)背面磷硅玻璃去除，并实现背面抛光，去除磷硅玻璃并清洗；

(4)在硅片的背面氧化铝/氮化硅叠层薄膜生长；

(5)在硅片的正面氮化硅减反射薄膜生长；

(6)在硅片的背面印刷p型掺杂剂并烘干；

(7)在硅片的背面的p型掺杂剂印刷区域采用激光进行局域重掺杂；

(8)对硅片进行超声清洗；

(9)在硅片的背面印刷背电极及铝背场，正面印刷银栅线；

(10)烧结，测试。

优选的，步骤1中选择的p型硅片其电阻率为0.5-6ohm·cm，对硅片的制绒、清洗具体为：用质量分数为0.5-2％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液在75-85℃下对p型硅片表面进行化学腐蚀，制备出金字塔形状的绒面，随后用质量分数为0.5-30％的氢氟酸进行清洗。

优选的，步骤2中磷扩散采用管式磷扩散的方法，具体是在扩散炉中在600-900℃的温度下，采用POCL₃对硅片的正面进行磷扩散形成n型层，使p型晶体硅方阻为20-150ohm/sq。

优选的，步骤3中的背面磷硅玻璃去除，并实现背面抛光，去除磷硅玻璃并清洗的方法，是采用在线滚轮式设备，背面去除磷硅玻璃，实现背面抛光，然后去除正面磷硅玻璃，然后采用质量分数为0.5-30％的氢氟酸溶液清洗。

优选的，步骤4中的电池背面氧化铝/氮化硅叠层薄膜生长采用SiNx、SiCx或TiOx进行钝化，所述的氧化铝薄膜的厚度为1-100nm。

优选的，步骤5中采用PECVD的方法生长氮化硅减反射薄膜，其中氮化硅减反射膜的厚度为50-120nm，所述步骤4和步骤5的顺序可以颠倒。

优选的，步骤6中在硅的背面采用丝网印刷或喷墨打印的方法印刷p型掺杂剂，所述的p型掺杂剂为硼浆，印刷的图形为平行的直线，线宽为5-150um，线间距为200um-5mm；步骤7中采用激光对硅片的背面的p型掺杂剂进行局域重掺杂，掺杂区域线宽10-150um，所述的p型掺杂剂为硼浆。

优选的，超声清洗时所用的清洗溶液为质量浓度为0.5-2％的NaOH和异丙醇混合溶液。

优选的，步骤9中采用铝浆丝网印刷的方法或PVD蒸镀铝的方法来印刷背电极及铝背场。