[发明专利]一种单晶硅基类倒金字塔绒面结构背钝化太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种单晶硅基类倒金字塔绒面结构背钝化太阳电池，其特征在于：该电池包括单晶硅基底，单晶硅基底的正表面采用硅基类倒金字塔结构发射极，单晶硅基底的背表面采用背钝化结构；所述硅基类倒金字塔结构发射极由硅类倒金字塔结构和2层钝化介质膜构成。

2.根据权利要求1所述的单晶硅基类倒金字塔绒面结构背钝化太阳电池，其特征在于：所述硅类倒金字塔结构由{111}晶面族的8个面组成。

3.根据权利要求1或2所述的单晶硅基类倒金字塔绒面结构背钝化太阳电池，其特征在于：所述硅类倒金字塔结构上开口边长2μm—3μm，优选2.7μm，斜面与底面夹角为52°—58°，优选54.7°，深度为1μm—3μm，优选2μm。

4.根据权利要求1所述的单晶硅基类倒金字塔绒面结构背钝化太阳电池，其特征在于：所述2层钝化介质膜中：内层钝化介质膜为PECVD沉积的SiO₂薄膜，厚度为9.5nm—10.5nm，优选10 nm，外层钝化介质膜为PECVD沉积的SiN_x（x为正数，下同）薄膜，厚度为66nm—74nm，优选70 nm。

5.根据权利要求1所述的单晶硅基类倒金字塔绒面结构背钝化太阳电池，其特征在于：所述背钝化结构采用TiO₂/SiN_x叠层钝化。

6.根据权利要求1或5所述的单晶硅基类倒金字塔绒面结构背钝化太阳电池，其特征在于：所述背钝化结构由2层钝化介质膜组成，内层钝化介质膜为ALD沉积的TiO₂薄膜，厚度为3nm—8nm，优选5 nm；外层钝化介质膜为PECVD沉积的SiN_x薄膜，厚度为240nm—260nm，优选250 nm。

7.一种单晶硅基类倒金字塔绒面结构背钝化太阳电池的制备方法，其特征在于：其步骤如下：

（1）硅片准备：采用n型面切割的、太阳级的Cz硅片作基材，将硅片进行RCA标准工艺清洗，得到单晶硅基底；

（2）多孔硅制备：在由HF、AgNO₃、H₂O₂组成的混合液中，采用MACE即金属辅助化学刻蚀方法在单晶硅基底正表面刻蚀多孔硅结构，刻蚀时间55秒—65秒，再用HNO₃溶液将残余的银清洗干净；混合液中：HF的浓度为1.95M—2.05M，AgNO₃的浓度为0.0045M—0.0055M，H₂O₂的浓度为1.02M—1.08M；

（3）酸修饰：将带有多孔的硅片在6℃—9℃的HF/HNO₃=1:3(vol)混合酸溶液中，刻蚀85s—95s，将表面一层多孔硅去除，同时将底部的纳米孔洞结构进行“扩孔”；

（4）类倒金字塔结构制备：将“扩孔”后的硅片放进76℃—84 ℃的NaOH溶液中，进行各向异性刻蚀，得到分布均匀的类倒金字塔结构；

（5）p⁺发射极制备：将带有类倒金字塔结构的硅片放入石英扩散管中，在900℃—980℃的条件下，采用硼酸三甲酯热扩散的方法扩散40min—52min，在硅片表面形成硅基类倒金字塔结构p⁺发射极；

（6）背表面处理：在单晶硅基底背表面经过碱工艺抛光后，用ALD原子层沉积方法，在硅片背表面沉积叠层钝化膜TiO₂/SiN_x，沉积温度为430 ℃—470 ℃，沉积时间58 分钟—64分钟，TiO₂沉积源为TDMAT，SiN_x沉积源为NH₄和SiH₄；

（7）正表面处理：将正面的磷硅玻璃用4.5%—6.5%的稀HF溶液去掉后，继续用PECVD化学沉积方法，在硅片正面沉积叠层钝化膜SiO₂ /SiN_x，沉积温度为430 ℃—470 ℃，沉积时间58分钟—64分钟；

（8）背表面开口：在沉积TiO₂ /SiN_x叠层钝化膜后的背表面，采用激光开窗的方式，在叠层膜上形成线状开口，露出单晶硅基底；

（9）成品：通过丝网印刷工艺，印刷正面银电极、背电极以及背面铝浆，再经过烧结，形成正面、背面欧姆接触以及铝背场，即得。