一种提高太阳能电池转化效率的方法技术

本发明专利技术涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种提高太阳能电池转化效率的方法，具体包括：将硅片基底清洗、扩散、蚀刻、减反射膜沉积；在经过减反射膜沉积后的硅片基底的背面印刷银电极，同时将印刷了银背电极的硅片基底在氮气氛围中烘干；在烘干后印刷了银背电极的硅片基底上印刷铝背电场，同时将印刷了铝被电场的硅片基底在氮气氛围中烘干；在烘干后的印刷了铝被电场的硅片基底上印刷正面银栅电极，同时将印刷了正面银栅电极的硅片基底在氮气氛围中烘干；将烘干后的印刷了正面银栅电极的硅片基底在氮气氛围中高温烧结，形成太阳能电池。本发明专利技术中在烘干和烧结工艺中分别将硅片基底置于氮气氛围中进行保护，提高了电极的金属化质量，实现提高太阳能电池的转换效率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种提高太阳能电池转化效率的方法
本专利技术涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种改善太阳能电池转化效率的方法。
技术介绍
近年来，环境保护成为了世界各国面临的重要课题之一，采用清洁能源代替传统能源，不仅可以改善居住环境，同时可以提高环境质量，尤其作为用于从太阳能产生电能的电池，尤为受到关注。通常太阳能电池包括由半导体形成的基板和射极层、以及分别在基板和射极层上形成的电极，其中，形成基板和射极层的半导体存在不同的导电类型，如，P型和N型，从而在基板和射极层之间形成P-N结。当入射光在太阳能电池上时，半导体中的电子-空穴对通过光伏效应分离为电子和空穴，且分离出的电子移动到n型半导体，空穴移动到P型半导体，进而分别由电连接到射极层和基板的电极进行收集。目前，生产量和使用量最大的是晶体硅太阳能电池，在制造的过程中，一般首先对具有平面结构的P型多晶硅进行湿法蚀刻，使其表面粗糙；随后再采用离子扩散的方法在该晶片的衬底上形成PN结；接着采用等离子增强化学气相沉积方法或现有的其他方法在该晶片表面形成抗反射层，以进一步提高最终得到的太阳能电池的表面反射率；最后，在晶片的底层通过丝网印刷技术，将接触的银和铝制造在该晶片的底层，进行高温烧结，得到太阳能电池。
技术实现思路
在太阳能电池的制造过程中，每个工艺流程都会影响电池的光电转换效率，由于太阳能电池的转换效率直接关系生产成本，因此，要降低生产成本，就必须尽可能提高太阳能电池的转换效率，而在目前的工艺中，如果想再进一步改善工艺来提高太阳能电池的效率，可行性很低。针对上述问题，本专利技术提供了一种改善太阳能电池转化率的方法，在烘干和烧结过程中分别对硅片基底进行氮气保护，使硅片上所印刷的电极与氧气隔离不易被氧化，提高了电极的金属化质量，从而提高太阳能电池的转换效率。本专利技术提供的提高太阳能电池转化效率的方法，其技术方案如下：一种提高太阳能电池转化效率的方法，具体包括以下步骤：S1将硅片基底通过化学腐蚀的方法进行清洗，随后将所述清洗后的硅片基底置于扩散炉内进行扩散，随后将所述扩散后的硅片基底进行蚀刻；最后将所述蚀刻后的硅片基底的扩散面进行减反射膜沉积；S2在经过所述减反射膜沉积后的硅片基底的背面印刷银背电极，同时将所述印刷了银背电极的硅片基底在温度范围为100～200℃，氮气流量为1000～20000ml/min的氛围中烘干10～20min；S3在所述烘干后印刷了银背电极的硅片基底上印刷铝背电场，同时将所述印刷了铝背电场的硅片基底在温度范围为100～200℃，氮气流量1000～20000ml/min的氛围中烘干10～20min；S4在所述烘干后的印刷了铝背电场的硅片基底的正面印刷银栅电极，同时将所述印刷了正面银栅电极的硅片基底在温度范围为100～200℃，氮气流量1000～20000ml/min的氛围中烘干10～20min；S5将所述烘干后的印刷了正面银栅电极的硅片基底在温度范围为500～800℃，氮气流量1000～20000ml/min的氛围中，烧结15～25min，形成太阳能电池。具体地，当把P型半导体和N型半导体制作在一起时，在交界处，两种载流子的浓度相差很大，因而P区的空穴必然向N区扩散，与此同时，N区的自由电子也必然向P区扩散，这种由于浓度差而产生的运动称为扩散运动。在太阳能电池的制作过程中，背电极通常使用银浆印刷，银浆直接印刷在P型硅表面，在烧结后银与硅形成合金层，进而形成了无定型非晶高密度结构。增加背电场是提高电池效率的有效途径。如在P型材料的电池中，背面增加一层P+浓掺杂层，形成P+-P的结构，那么在P+-P的界面就产生了一个由P区指向P+的内建电场。由于这个内建电场所分离出的光生载流子的积累，形成一个以P+端为正，P端为负的光生电压，这个光生电压与电池结构本身的PN结两端的光生电压极性相同，从而提高了开路电压。另外，由于背电场的存在，使光生载流子受到加速，这也可以看作是增加了载流子的有效扩散长度，因而增加了这部分载流子的收集几率，短路电流也就得到提高。另外，背电场的存在迫使少数载流子远离表面，复合率降低，使暗电流减少。优选地，在步骤S2、步骤S4以及步骤S6中，分别采用丝网印刷银背电极、铝背电场以及正面银栅电极。优选地，在步骤S2中，所述印刷了银背电极的硅片基底在温度150～180℃，氮气流量5000～15000ml/min的氛围中烘干10～15min。优选地，在步骤S3中，所述印刷了铝背电场的硅片基底在温度180～200℃，氮气流量5000～15000ml/min的氛围中烘干10～15min。优选地，在步骤S4中，所述印刷了银栅电极的硅片基底在温度170～190℃，氮气流量5000～15000ml/min的氛围中烘干10～15min。优选地，在步骤S5中，所述烘干后的印刷了正面银栅电极的硅片基底在烘干炉中烧结。优选地，在步骤S5中，所述烘干后的印刷了正面银栅电极的硅片基底在温度650～800℃，氮气流量5000～15000ml/min的氛围中，烧结15～25min，实现所述印刷了正面银栅电极的硅片基底的金属化。本专利技术提供的提高太阳能电池转化效率的方法，其有益效果在于：1.本专利技术中在烘干和烧结工艺中分别将硅片基底置于氮气氛围中进行保护，使硅片基底上印刷的电极在烘干和烧结的过程中都与氧气隔离，从而不易被氧化，进而提高电极的金属化质量、以及提高短路电流和填充因子，实现提高太阳能电池的转换效率的目的。2.与传统的烘干、烧结工艺相比，本专利技术不改变原有设备，只是对工艺进行了改变，其操作简单，以及可控性及可重复性强。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：图1为本专利技术中提高太阳能电池转化效率的方法流程示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面结合附图和实施例对本专利技术进行具体的描述。下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。本专利技术提供了一种提高太阳能电池转化效率的方法，具体包括以下步骤：随后将所述扩散后的硅片进行蚀刻；最后将所述刻蚀后的硅片的扩散面进行减反射膜沉积；S2在经过所述减反射膜沉积后的硅片基底的背面印刷银电极，同时将印刷了银背电极的硅片基底在温度范围为100～200℃，氮气流量为1000～20000ml/min的氛围中烘干10～20min；S3在烘干后印刷了银背电极的硅片基底上印刷铝背电场，同时将印刷了铝背电场的硅片基底在温度范围为100～200℃，氮气流量1000～20000ml/min的氛围中烘干10～20min；S4在烘干后的印刷了铝背电场的硅片基底正面上印刷正面银栅电极，同时将印刷了正面银栅电极的硅片基底在温度范围为100～200℃，氮气流量1000～20000ml/min的氛围中烘干10～20min；S5将烘干后的印刷了正面银栅电极的硅片基底在温度范围为500～800℃，氮气流量1000～20000ml/min的氛围中，烧结15～25min，形成太阳能电池。具体地，在步骤S1中，在硅片基底切片的过程中，会形成表面机械切痕和损伤，因此在本专利技术中，在制作太阳能电池的第一道工序就是采用化学腐蚀的方法去除硅片表面的损伤，其不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高太阳能电池转化效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1将硅片基底通过化学腐蚀的方法进行清洗，随后将所述清洗后的硅片基底置于扩散炉内进行扩散，随后将所述扩散过后的硅片基底进行蚀刻，最后将蚀刻后的硅片基底进行减反射膜沉积；S2在经过所述减反射膜沉积后的硅片基底的背面印刷银电极，同时将所述印刷了银背电极的硅片基底在温度范围为100～200℃，氮气流量为1000～20000ml/min的氛围中烘干10～20min；S3在所述烘干后印刷了银背电极的硅片基底上印刷铝背电场，同时将所述印刷了铝被电场的硅片基底在温度范围为100～200℃，氮气流量1000～20000ml/min的氛围中烘干10～20min；S4在所述烘干后的印刷了铝被电场的硅片基底上印刷正面银栅电极，同时将所述印刷了正面银栅电极的硅片基底在温度范围为100～200℃，氮气流量1000～20000ml/min的氛围中烘干10～20min；S5将所述烘干后的印刷了正面银栅电极的硅片基底在温度范围为500～800℃，氮气流量1000～20000ml/min的氛围中，烧结15～25min，形成太阳能电池。

【技术特征摘要】
1.一种提高太阳能电池转化效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1将硅片基底通过化学腐蚀的方法进行清洗，随后将所述清洗后的硅片基底置于扩散炉内进行扩散，随后将所述扩散过后的硅片基底进行蚀刻，最后将蚀刻后的硅片基底进行减反射膜沉积；S2在经过所述减反射膜沉积后的硅片基底的背面印刷银电极，在烧结后银与硅形成合金层，进而形成了无定型非晶高密度结构，同时将所述印刷了银背电极的硅片基底在温度范围为100～200℃，氮气流量为1000～20000ml/min的氛围中烘干10～20min；S3在所述烘干后印刷了银背电极的硅片基底上印刷铝背电场，同时将所述印刷了铝背电场的硅片基底在温度范围为100～200℃，氮气流量1000～20000ml/min的氛围中烘干10～20min；S4在所述烘干后的印刷了铝背电场的硅片基底上印刷正面银栅电极，同时将所述印刷了正面银栅电极的硅片基底在温度范围为100～200℃，氮气流量1000～20000ml/min的氛围中烘干10～20min；S5将所述烘干后的印刷了正面银栅电极的硅片基底在温度范围为500～800℃，氮气流量1000～20000ml/min的氛围中，烧结15～25min，形成太阳能电池。2.如权利要求1所述提高太阳能电池转化效率的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏青峰，张根发，刘长柱，
申请(专利权)人：上海联孚新能源科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31