[发明专利]铸造单晶硅片黑丝的去除方法、HIT异质结太阳能电池及其制备方法

说明书

本技术方案公开了一种铸造单晶硅片黑丝的去除方法，HIT异质结太阳能电池及其制备方法，铸造单晶硅片黑丝的去除方法包括：高温磷扩散退火，将铸造单晶硅片放入热处理炉中，抽真空，并加热温度至不低于1200℃，在保护气氛下通三氯氧磷进行表面磷扩散，在上述硅片的表面形成一层磷硅玻璃层，并保温10‑120min，保温结束后在以2‑15℃/min的冷却速率降温至常温。通过高温磷扩散退火工艺，有效减少铸造单晶硅片的黑丝面积，不仅有效降低电池片的EL不良比例，且能有效提升电池片的效率。

技术领域

本发明涉及硅片和太阳能电池制备技术领域，尤其涉及一种铸造单晶硅片黑丝的去除方法和HIT异质结太阳能电池及其制备方法。

背景技术

HIT异质结电池(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer)全称是晶体硅异质结太阳电池，如图1所示，HIT异质结电池主要采用较高少子寿命寿命的N型单晶硅片作为衬底，通过化学气相沉积在其前后表面沉积本征非晶硅层和P/N型非晶硅层，然后通过物理气相沉积在其前后表面沉积透明导电层(TCO膜)，最后在前后表面低温印刷栅格电极。HIT技术通过在晶体硅上沉积非晶硅薄膜，综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势，是高转换效率硅基太阳能电池的重要发展方向之一，但由于其高昂的生产原材料以及设备投入制约了其发展。

铸造单晶硅片为近几年快速发展的一种晶体硅片产品，其单次投料量大，但其生产成本远低于直拉单晶硅。同时，铸造单晶硅片的生长晶向为[001]，可使用碱制绒工艺得到金字塔形状的绒面，但在制备过程中，由于铸造单晶硅片采用定向凝固生长，其籽晶多数采用薄硅块按照一定的规则铺底拼接而成，且在生长过程中排杂不如直拉单晶工艺，导致铸造单晶硅片仍存在少量晶界和位错，如图2中采用PL(Photoluminescence，光致发光)测试仪测量的铸造单晶硅片的PL图，图中团聚黑色线条即为黑丝，这些黑丝不仅影响电池片的EL不良比例，而且影响电池片的最终效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提出一种铸造单晶硅片黑丝的去除方法和一种HIT异质结太阳能电池及其制备方法。

本发明的一个方面，提供了一种铸造单晶硅片黑丝的去除方法，其步骤包括：高温磷扩散退火，将铸造单晶硅片放入热处理炉中，抽真空，并加热温度至不低于1200℃，在保护气氛下通三氯氧磷进行表面磷扩散，在上述硅片的表面形成一层磷硅玻璃层，并保温10-120min，保温结束后在以2-15℃/min的冷却速率降温至常温，通过高温磷扩散并退火去除上述硅片的黑丝面积。

通过高温磷扩散退火工艺，可以有效减少铸造单晶硅片的黑丝面积，不仅有效降低电池片的EL不良比例，且能有效提升电池片的效率。

进一步地，上述高温磷扩散退火步骤中，上述加热温度为1200-1350℃，上述保温时间为10-60min，上述冷却速率为2-15℃/min。

进一步地，上述高温磷扩散退火步骤中，上述加热温度为1300-1350℃，上述保温时间为10-20min，上述冷却速率为2-5℃/min。

进一步地，上述高温磷扩散退火步骤中，上述保护气体为氩气。

本发明的另一方面，提供了一种HIT异质结太阳电池的制备方法，其步骤包括：

预清洗，预清洗去除硅片的表面沾污；

制绒，对上述硅片进行碱制绒，制备金字塔绒面；

非晶硅沉积，化学气相沉积在上述硅片的表面制备非晶硅层；

透明导电膜沉积，物理气相沉积在上述硅片的表面制备透明导电膜；

丝网印刷，在上述硅片的表面制备栅格电极；

固化烧结，形成电池；