[发明专利]太阳能电池的制备方法

权利要求书

1.一种PERL太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

1）硅片清洗制绒：使用碱溶液制绒，单晶硅片经过表面织构，形成金字塔状，降低表面反射，并且进行表面清洁去除杂质和金属离子，工艺温度60～80℃，腐蚀时间为20min；

2）磷扩散：制绒面磷扩形成pn结，扩散温度850℃，扩散后方阻为150ohm/sq；

3）正面激光局部重掺：利用磷硅玻璃作为掺杂源实现选择性发射结，正面激光掺杂区的方阻为70ohm/sq；正面激光局部重掺的工艺参数：激光波长为300～780nm，激光功率为1～50w，频率为1～50MHz，扫描速度为1～50m/s，光斑尺寸为1～100um；

4）链式氧化：在链式设备中对硅片进行氧化处理，使正面激光掺杂区表面形成一层氧化硅，保护碱抛过程中不受影响，厚度为10nm；

5）去PSG和背面抛光：先用水膜保护去除硅片背面PSG，之后采用碱抛工艺实现背面抛光，去除硅片正面磷硅玻璃及边缘pn结，工艺温度为60～80℃，工艺时间为20min；

6）背面氧化：在硅片背面氧化形成一层氧化硅，厚度为10nm；

7）背面沉积钝化膜：在硅片背面用PECVD的方法生长氮氧化硅、氮化硅叠层膜，叠层膜的厚度为150nm；

8）正面沉积减反膜：在硅片正面用PECVD的方法生长氮化硅减反膜，厚度75nm；

9）在硅片背面沉积激光局部掺杂用纳米硅硼浆：采用非接触式激光转印方式在硅片背面沉积激光局部掺杂用纳米硅硼浆栅线，精准控制纳米硅硼浆栅线尺寸和形貌，激光脉冲10～20ns，激光线直径控制在15～20μm，转印衬底底面与硅片的距离控制在20～40μm，纳米硅硼浆栅线宽度控制在60～100μm；

10）背面激光局部掺杂：采用纳米级激光对纳米硅硼浆栅线进行掺杂，在硼浆位置形成重掺区，掺杂浓度为1E+20，深度为0.8～1.2um；

11）沉积背面金属栅线电极：采用非接触式激光转印方式在硅片背面沉积背面金属栅线电极，使背面金属栅线电极完全覆盖硼浆栅线；

12）沉积正面金属栅线电极：采用非接触式激光转印方式在硅片正面沉积正面金属栅线电极；

13）烧结；

所制备PERL太阳能电池的结构，自电池一侧面至另一侧面的分层结构包括：正电极，正电极细栅重掺区，正面氮化硅减反膜，磷扩散层，硅衬底，钝化层，氮化硅层，纳米硅硼浆重掺区，纳米硅硼浆栅线，背电极；

其中，

步骤9）在硅片背面沉积激光局部掺杂用纳米硅硼浆、步骤11）沉积背面金属栅线电极、步骤12）沉积正面金属栅线电极采用的非接触式激光转印方式，包括如下具体步骤：

将硅片置于具有加热功能的承载台上；在硅片上方设置转印衬底，转印衬底采用满足透光性、耐高温、耐腐蚀且化学性质稳定的材料，转印衬底底面与硅片的距离控制在20～40μm；转印衬底上方设置激光器；转印衬底的底面涂覆待转印材料；采用激光转印在硅片背面沉积激光局部掺杂用纳米硅硼浆栅线时，所用的待转印材料为纳米硅硼浆；采用激光转印在硅片背面沉积背面金属栅线电极，所用的待转印材料为铝浆；采用激光转印在硅片正面沉积正面金属栅线电极时，所用的待转印材料为银浆；

激光转印之前，承载台对硅片进行加热，使硅片达到预定温度；

利用激光器产生激光将转印衬底底面的待转印材料扫描转印至硅片上；激光转印过程中：激光线直径控制在15～20μm，激光脉冲控制在10～20ns；转印图形的主栅线数目为9，且纳米硅硼浆栅线宽度为60～100μm，正面副栅线宽度为10～40μm，背面副栅线宽度为100～120μm。