[发明专利]一种PERC多晶硅太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种PERC多晶硅太阳能电池，涉及一种以包含叠加倒四棱锥绒面结构的多晶硅片为基材的PERC太阳能电池及其制备，属于太阳能电池技术领域。本发明提供一种PERC多晶硅太阳能电池，所用的硅片表面随机分布有倒四棱锥组，所述倒四棱锥组包括二个或多个至少部分相互叠加的倒四棱锥。所述倒四棱锥组还包括至少部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合，所述长方体沿与倒四棱锥中心线平行的方向上叠加。采用该绒面结构的硅片作为基材，其PERC电池的转换效率得到了提升。

技术领域

本发明涉及多晶硅太阳能电池及其制备方法，尤其涉及一种以包含叠加倒四棱锥绒面结构的多晶硅片为基材的PERC多晶硅太阳能电池及其制备，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

太阳能电池，又称光伏电池，是一种能够将太阳能直接转换成电能的器件，其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应。由于直接对太阳能进行转化，不会引起环境污染，而且利用的是可再生能源，因此在当今能源紧缺的情形下，太阳能电池是一种具有广阔发展前途的清洁能源。

局部接触背钝化(PERC)太阳能电池是新开发的一种高效太阳能电池，其最早是由新南威尔士大学研发的。由于对电池进行了双面钝化，背面电极采用局域接触的形式，有效地降低了表面复合，提高开路电压，增加背表面反射，提高短路电流，从而提电池效率，目前得到了业界的广泛关注。

传统的PERC太阳能电池的制备流程主要包括如下步骤：制绒扩散、去背结、背面抛光、双面镀膜、背面开膜、印刷烧结。

通常为了提高PERC太阳能电池的转换效率，一般采用对镀膜工艺、印刷烧结(开口)工艺进行改良。

例如专利CN105470347A公开的PERC电池的制作方法中，在硅片的背面覆盖掩膜网版，并利用所述掩膜网版沉积Al₂O₃薄膜，退火后再沉积Si₃N₄薄膜，取下所述掩膜网版，形成开槽式钝化膜图案，因此既能实现晶硅电池的局部背接触，又能避免激光开槽所带来的损伤，从而降低复合，降低接触电阻，提高电池转换效率。

专利CN106057975A公开的PERC太阳能电池的制备方法中，在背面沉积氧化铝钝化膜之前进行了预处理步骤，使电池片背面在沉积氧化铝前，对背表面进行了清洁，去除了脏污，从而提升了氧化铝的钝化作用。

专利CN104882498A公开的PERC太阳能电池结构中，通过将开口区设于正面电极的正下方，使2个区域合二为一，从而减少了电池的低效区，提高了电池效率。

然而上述PERC电池及其工艺仅局限于对硅片结构外的薄膜层进行修饰改性，对转换效率的改进有限。

发明人发现，对PERC太阳能电池中的基材-多晶硅片，进行表面织构以形成特殊绒面结构，可有效降低硅片反射率，从而对电流有较大的提升，此外，对于接触电阻Rs，由于纳米结构表面的平整度比微米的蠕虫结构要平整，因此电极接触要好一些，使得填充因子有较大的提升。因此对PERC太阳能电池硅片进行改进，有效地、质变地提高整个太阳能电池的光电转化效率。

常规的表面织构处理形成的结构往往趋向于两种形貌，一种是具有规则形貌的金字塔或倒金字塔形状的绒面结构，另一种是形成完全无规则的“蠕虫”状或多孔状的绒面结构。

其中，金字塔或倒金字塔形状的绒面结构多见于碱性或酸性处理条件直接获得，形成的结构较为单一，比表面积有限的提升极限有限，因此，减反性能具有相应的理论极限，以倒金字塔结构为例，理论上反射率可以降低至5％～15％。

例如，专利CN103733357A为克服上述缺陷，刻意的形成了大小不同的两种正金字塔结构的绒面结构，以期提高单一形貌的金字塔结构的减反理论极限。