一种高效晶硅太阳能电池制备方法及其制备的电池技术

本发明专利技术公开了一种高效晶硅太阳能电池制备方法及其制备的电池，对经过扩散、刻蚀后的硅片采用浓硝酸在硅片的正反两面同时反应生成超薄二氧化硅层，本发明专利技术方法制备双面超薄二氧化硅层的温度低，试剂不易挥发，安全性增加。本发明专利技术制备的背表面二氧化硅钝化层进一步减少了背表面的载流子复合，提高了开路电压，增加了背反射，使电池内部产生的光生电子数目增加，另外，正面二氧化硅钝化层的存在进一步饱和了一部分悬挂键，降低了界面复合，更进一步提高了太阳能电池的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高效晶硅太阳能电池制备方法及其制备的电池
本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种高效晶硅太阳能电池制备方法及其制备的电池。
技术介绍
目前，太阳能发电技术的发展越来越迅速，传统的晶硅太阳能电池基于P型硅衬底，制绒形成表面绒面结构，在其正面磷扩散形成PN结，并沉积氮化硅减反射膜，背面印刷银电极、铝背场，正面印刷银栅线，形成传统的晶硅太阳能电池。目前产业化的传统晶体硅太阳能电池生产的表面复合仍然是制约其效率提升的因素，提高晶体硅太阳能电池的开路电压一直是技术突破的关键。近年来人们致力于开发新型电池结构的高效电池，其中选择性发射极、表面钝化是广受关注的。传统湿氧氧化法制备双面超薄二氧化硅层需要在共沸点温度进行长时间氧化，现在工业化生产双面氧化的晶硅太阳能电池由于受到技术限制，很难进行，因此，目前市面上仍然是以单面氧化的太阳能电池为主。传统工艺生产时间长、无法同时进行双面氧化，有的工艺温度高、试剂挥发性大，需要额外增加密封设备，对大规模生产而言增加了设备成本，生产危险性较高，对工艺的工业化大规模应用有极大限制。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述存在的缺陷而提供一种高效晶硅太阳能电池制备方法及其制备的电池。减少了目前传统晶硅太阳能电池的表面的载流子复合，提高开路电压，进而提高电池效率；改善传统方法制备的单面氧化晶硅太阳能电池，以使得在工业化生产中得到应用。本专利技术的一种高效晶硅太阳能电池制备方法及其制备的电池技术方案为，一种高效晶硅太阳能电池制备方法，对经过扩散、刻蚀后的硅片采用浓硝酸在硅片的正反两面同时反应生成超薄二氧化硅层。所述的一种高效晶硅太阳能电池制备方法，包括以下步骤：(1)对硅片进行清洗、制绒、扩散、刻蚀、洗磷；(2)将洗磷后烘干的硅片浸入浓硝酸溶液，利用浓硝酸的氧化性，在硅片的正反两面反应生成超薄二氧化硅层；(3)用去离子水清洗步骤（2）得到的电池片，然后甩干；(4)对步骤(3)的电池片进行镀减反射膜、丝网印刷电极、烘干、烧结，得到高效晶硅太阳能电池。步骤(2)中浓硝酸的质量浓度为60~70%，硅片浸泡时间4~40min，浸泡温度15~60℃。一种高效晶硅太阳能电池，采用上述方法制备，包括硅衬底，硅衬底前表面由内到外依次设置有发射区、前表面二氧化硅层和氮化硅减反射膜，设置于硅衬底正表面表层的正面银电极依次穿过氮化硅减反射膜、前表面二氧化硅层与发射区接触，硅衬底背表面由内到外依次设置有二氧化硅钝化层和铝背场，设置于硅衬底背表面表层的背面银电极依次穿过铝背场、二氧化硅钝化层和硅衬底接触。所述二氧化硅钝化层为超薄二氧化硅层，厚度为0.6nm-2nm。优选的，所述二氧化硅钝化层为超薄二氧化硅层，厚度为1.2nm。所述前表面二氧化硅层为超薄二氧化硅层，厚度为0.6-2nm。优选的，所述前表面二氧化硅层厚度为1.2nm。所述硅衬底为P型或N型晶体硅。所述氮化硅减反射膜厚度为80-85nm。本专利技术的有益效果是：本专利技术方法制备双面超薄二氧化硅层的温度低，试剂不易挥发，安全性增加。本专利技术的高效晶硅太阳能电池结构，在硅衬底及铝背场之间设有一层背表面二氧化硅钝化层，提供背场钝化效果，降低晶硅太阳能电池的背表面的载流子复合，增加了背反射，使电池内部产生的光生电子数目增加，提高开路电压；另外，正面二氧化硅钝化层的存在进一步饱和了一部分悬挂键，降低了界面复合，更进一步提高了太阳能电池的光电转换效率。附图说明：图1所示为本专利技术的高效晶硅太阳能电池结构示意图；图2所示为本专利技术的方法工艺流程图。图中，1.正面银电极，2.氮化硅减反射膜，3.前表面二氧化硅层，4.发射区，5.硅衬底，6.背表面二氧化硅钝化层，7.铝背场。具体实施方式：为了更好地理解本专利技术，下面用具体实例来详细说明本专利技术的技术方案，但是本专利技术并不局限于此。如说明书附图图1所示，高效晶硅太阳能电池结构：包括硅衬底5，硅衬底5前表面由内到外依次设置有发射区4、前表面二氧化硅层3和氮化硅减反射膜2，设置于硅衬底5正表面表层的正面银电极1依次穿过氮化硅减反射膜2、前表面二氧化硅层3与发射区4接触，硅衬底5背表面由内到外依次设置有二氧化硅钝化层6和铝背场7，设置于硅衬底5背表面表层的背面银电极8依次穿过铝背场7、二氧化硅钝化层6和硅衬底5接触；所述的前表面二氧化硅层3和二氧化硅钝化层6同时通过浓硝酸氧化而成。所述二氧化硅钝化层6为超薄二氧化硅层，厚度为0.6nm-2nm。所述前表面二氧化硅层3为超薄二氧化硅层，厚度为0.6-2nm。实施例1一种高效晶硅太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：(1)对原始硅片进行清洗、制绒、扩散、刻蚀、洗磷；(2)将洗磷后烘干的硅片浸入浓硝酸溶液，硝酸浓度为60%，浸泡时间为40min，浸泡温度为60℃，利用浓硝酸的氧化性，在硅片的正反两面反应生成超薄二氧化硅层；(3)用去离子水清洗步骤（2）得到的电池片；(4)对步骤(3)的电池片进行镀减反射膜、丝网印刷电极、烘干、烧结，得到高效晶硅太阳能电池。使用本专利技术制得的超薄二氧化硅层的厚度为1.2nm，其平均光电转换效率可达18.77%。实施例2一种高效晶硅太阳能电池的制备方法，它包括以下步骤：(1)对原始硅片进行清洗、制绒、扩散、刻蚀、洗磷；(2)将洗磷后烘干的硅片浸入浓硝酸溶液，硝酸浓度为70%，浸泡时间为4min，浸泡温度为15℃，利用浓硝酸的氧化性，在硅片的正反两面反应生成超薄二氧化硅层；(3)用去离子水清洗步骤（2）得到的电池片；(4)对步骤(3)的电池片进行镀减反射膜、丝网印刷电极、烘干、烧结，得到高效晶硅太阳能电池。使用本专利技术制得的超薄二氧化硅层的厚度为0.6nm，其平均光电转换效率可达18.72%。实施例3一种高效晶硅太阳能电池的制备方法，它包括以下步骤：(1)对原始硅片进行清洗、制绒、扩散、刻蚀、洗磷；(2)将洗磷后烘干的硅片浸入浓硝酸溶液，硝酸浓度为68%，浸泡时间为10min，浸泡温度为25℃，利用浓硝酸的氧化性，在硅片的正反两面反应生成超薄二氧化硅层；(3)用去离子水清洗步骤（2）得到的电池片；(4)对步骤(3)的电池片进行镀减反射膜、丝网印刷电极、烘干、烧结，得到所述高效晶硅太阳能电池。使用本专利技术制得的超薄二氧化硅层的厚度为0.7nm，其平均光电转换效率可达18.72%。实施例4一种高效晶硅太阳能电池的制备方法，它包括以下步骤：(1)对原始硅片进行清洗、制绒、扩散、刻蚀、洗磷；(2)将洗磷后烘干的硅片浸入浓硝酸溶液，硝酸浓度为66%，浸泡时间为10min，浸泡温度为60℃，利用浓硝酸的氧化性，在硅片的正反两面反应生成超薄二氧化硅层；(3)用去离子水清洗步骤（2）得到的电池片；(4)对步骤(3)的电池片进行镀减反射膜、丝网印刷电极、烘干、烧结，得到所述高效晶硅太阳能电池。使用本专利技术制得的超薄二氧化硅层的厚度为1nm，其平均光电转换效率可达18.75%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效晶硅太阳能电池制备方法，其特征在于，对经过扩散、刻蚀后的硅片采用浓硝酸在硅片的正反两面同时反应生成超薄二氧化硅层。

【技术特征摘要】
1.一种高效晶硅太阳能电池制备方法，其特征在于，对经过扩散、刻蚀后的硅片采用浓硝酸在硅片的正反两面同时反应生成超薄二氧化硅层。2.根据权利要求1所述的一种高效晶硅太阳能电池制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对硅片进行清洗、制绒、扩散、刻蚀、洗磷；(2)将洗磷后烘干的硅片浸入浓硝酸溶液，利用浓硝酸的氧化性，在硅片的正反两面反应生成超薄二氧化硅层；(3)用去离子水清洗步骤（2）得到的电池片，然后甩干；(4)对步骤(3)的电池片进行镀减反射膜、丝网印刷电极、烘干、烧结，得到高效晶硅太阳能电池。3.根据权利要求2所述的一种高效晶硅太阳能电池制备方法，其特征在于，步骤(2)中浓硝酸的质量浓度为60~70%，硅片浸泡时间4~40min，浸泡温度15~60℃。4.一种高效晶硅太阳能电池，其特征在于，采用如权利要求1所述方法制备，包括硅衬底（5），硅衬底（5）前表面由内到外依次设置有发射区（4）、前表面二氧化硅层（3）和氮化硅减反射膜（2），设置于硅衬底（5）正表面表层的正面银电极（1）依次穿过氮化硅减反射...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹振，刘林华，宁纪林，武婷婷，刘珊珊，任现坤，姜言森，
申请(专利权)人：山东力诺太阳能电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37