[发明专利]一种低反射率晶体硅太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种低反射率晶体硅太阳能电池及其制备方法。

背景技术

晶硅太阳能电池的光电转换效率的损失有各种形式，包括：光学损失，电阻热损失和电子空穴复合损失等，其中，光学损失是阻碍太阳电池效率提高的重要障碍之一。对晶体硅而言，禁带宽度约为1.12eV，对应的本征吸收波长为1.1μm，即波长大于1.1μm的光子不能被利用而损失掉。此外，波长较长的近红外或红光，由于吸收系数小，一般直到靠近电池背表面处才能被吸牧，甚至需要通过背面反射回硅片体内才能被吸收，这样产生的电子空穴在硅片内部的运输路径长，复合几率提高。再者，硅片表面的反射率的大小也直接影响达到p-n的光子数量，反射率越低越有利于增加光生载流子的数量。

减小太阳电池表面的反射率主要有两种途径，一是利用减反射薄膜，二是利用陷光结构。减反射薄膜是利用光的相干性，在硅片表面镀上一层或多层薄膜，如氮化硅，氧化硅薄膜及其复合结构等。陷光结构是通过制作一些表面结构来降低表面反射率，如金字塔结构，纳米阵列结构等。目前，由于纳米绒面在降低反射率方面的效果十分显著，成为了制备高效太阳能电池的一个最重要的方法，出现了干法刻蚀和湿法刻蚀技术，但是这种技术有很多的弊端：干法刻蚀成本高，对硅片的损伤严重，碎片率高等；湿法刻蚀腐蚀液严重污染环境。因此，如何开发一种制备成本低，硅片损伤小、反射率低、转化效率高的晶硅太阳能电池成为研究者关注的重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种硅片损伤小和低反射率的晶体硅太阳能电池及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种低反射率晶体硅太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：a)对硅片依次进行去损伤层，扩散制p-n结和去磷硅玻璃；b)在硅片正面制备第一减反薄膜；c)在第一减反薄膜上进行激光打孔，形成纳米陷光结构；d)在第一减反薄膜表面和纳米孔内制备第二减反薄膜，第二减反薄膜覆盖在第一减反薄膜上形成复合减反薄膜；e)快速退火；f)在第二减反薄膜表面制备Ag正电极，在硅片背面制作Al背场和Ag背电极。

作为上述方案的改进，所述纳米陷光结构由均匀分布的纳米孔组成。

作为上述方案的改进，所述纳米孔正好穿透所述第一减反薄膜。

作为上述方案的改进，步骤a)中去损伤层是通过酸或者碱在硅片表面腐蚀掉一层1-5μm的硅损伤层。

作为上述方案的改进，所述第一减反薄膜为氮化硅薄膜，厚度为60-75nm，折射率为2.05-2.10。

作为上述方案的改进，所述纳米孔的直径为50-500nm，纳米孔占硅片正面面积的5-25％。

作为上述方案的改进，所述第二减反薄膜为氮化硅薄膜，厚度为10-25nm，折射率为2.0-2.05。

作为上述方案的改进，所述第二减反薄膜为氧化硅薄膜，厚度为10-25nm，折射率为1.4-1.7。

作为上述方案的改进，所述复合减反薄膜的反射率为0.5-2.0％。

作为上述方案的改进，所述步骤g)是采用快速退火炉进行退火，退火温度600-800℃，退火时间50-100s。

相应地，本发明还提供一种低反射率晶体硅太阳能电池,其由上述的制备方法制得。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明将纳米陷光结构设置在第一减反膜上，避免了对晶体硅的表面损伤，减少了硅表面的载流子复合速率；同时，快速退火消除了激光刻蚀导致的氮化硅机械损伤，复合减反膜填补了激光刻蚀部位氮化硅的缺失，这样在降低反射率的同时保证了减反膜的钝化效果，可以大大提高电池的转换效率。

附图说明

图1是本发明的一种低反射率晶体硅太阳能电池制备流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，一种低反射率晶体硅太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：对硅片依次进行去损伤层，扩散制p-n结和去磷硅玻璃，去损伤层是通过酸或者碱在硅片表面腐蚀掉一层1-5μm的硅损伤层。

步骤2：在硅片正面制备第一减反薄膜。

步骤3：在第一减反薄膜上进行激光打孔，形成纳米陷光结构；第一减反薄膜为氮化硅薄膜，厚度为60-75nm，折射率为2.05-2.10；纳米陷光结构由均匀分布的纳米孔组成，纳米孔正好穿透所述第一减反薄膜；纳米孔的直径为50-500nm，纳米孔占硅片正面面积的5-25％。