[发明专利]一种高效彩色多晶太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池，具体涉及一种高效彩色多晶太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

晶硅太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junction)上，形成新的空穴-电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。

晶硅太阳能电池的制备工艺分为制绒、扩散、刻蚀、正面镀膜、丝网印刷、烧结六大工序。其中，制绒的目的是在硅片正面形成凹凸不平的织构化绒面结构，增加太阳光的吸收面积，降低太阳光的反射率。正面镀膜的目的是在硅片正面沉积氮化硅，起减反射和钝化作用。

为实现高光电转换效率的目的，多晶电池的正面氮化硅膜设定在80-90nm，达到减反射的最佳效果。不同厚度的氮化硅膜表现出不同的颜色，当膜厚在80-90nm时，呈蓝色。由于多晶电池由取向各异的晶粒组成，当氮化硅的膜厚在20-70nm范围内，电池的外观呈现彩色。

在实际应用过程中，为了增加观赏性，彩色多晶电池也有一定的市场需求。传统制造彩色多晶电池的方法是简单的降低氮化硅的膜厚。但由于降低膜厚，会减弱氮化硅膜的减反射效果，大幅度降低电池的光电转换效率。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种高效彩色多晶太阳能电池及其制备方法，有效提高彩色多晶太阳能电池的光电转换效率。

为了实现上述目的，本发明采用的一种高效彩色多晶太阳能电池的制备方法，包括以下步骤，

1)对多晶硅片进行硝酸银催化制绒；

2)在硅片正面进行高方阻磷扩散；

3)去除所述磷扩散形成的正面磷硅玻璃和周边PN结；

4)对硅片管式氧化形成二氧化硅；

5)在硅片正面进行PECVD镀膜；

6)在硅片背面印刷背电极和铝背场；

7)在硅片正面印刷正电极浆料形成正电极；

8)对硅片进行烧结形成彩色多晶太阳能电池。

作为改进，所述步骤1)中，硝酸银催化制绒的具体步骤包括，

将硅片置于浓度为1.0-2.5mol/L的AgNO₃溶液中，通过AgNO₃溶液在硅片上电化学沉积Ag纳米颗粒，再采用H₂O₂和HF的混合溶液刻蚀该带有Ag纳米粒的硅片，待硅片上形成高低差为1-5μm的绒面，再采用HCL和H₂O₂的混合溶液去除硅片上的Ag颗粒。

作为改进，所述步骤1)中，所述H₂O₂和HF的质量比为2.0:1-4.5:1。

作为改进，所述步骤1)中，采用HCL和H₂O₂的质量比为1:1-2:1。

作为改进，所述步骤4)中，采用管式扩散炉对硅片进行氧化，在硅片表面生长厚度为25-60nm的二氧化硅。

作为改进，管式扩散炉的工作条件为，扩散温度为800-850℃，氧化时间为10-30min。

作为改进，所述步骤5)中，采用PECVD镀膜在硅片正面形成厚度为20-55nm的单层彩色氮化硅膜。

作为改进，所述氮化硅膜的折射率为1.85-2.0。

作为改进，在PECVD镀膜时，采用流量比为3.5:1-7.5:1的氨气和硅烷的混合工艺气体,沉积时间为5-15min。

另外，还提供了一种利用上述任一项所述制备方法制得高效彩色多晶太阳能电池。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明利用硝酸银催化制绒，形成高低差为1-5μm的绒面，大于普通酸法制绒的绒面尺寸，大幅度降低了光的反射率，避免了后续减薄氮化硅膜对反射率的负面效果。

2)同时，采用二氧化硅钝化，提高电池的开路电压和短路电流，从而在不降低电池光电转换效率的同时，制备彩色多晶太阳能电池。

附图说明

图1为本发明的制备工艺流程图；

图2为本发明制备太阳能电池的结构示意图；

图中：1、正银电极，2、氮化硅膜，3、二氧化硅，4、N型硅，5、P型硅衬底，6、铝背场，7、背银电极。

具体实施方式