一种背面抛光晶硅太阳能电池及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种背面抛光晶硅太阳能电池，包括：背面电极、背面铝电场、背面抛光层、P型硅片、N型发射极、钝化膜和正面电极，所述背面电极、所述背面铝电场、所述背面抛光层、所述P型硅片、所述N型发射极、所述钝化膜和所述正面电极从下至上依次连接；所述背面抛光层为所述P型硅片的背面经过背面抛光处理生成的膜层，所述背面抛光层的背面为金字塔微结构阵列，所述金字塔微结构阵列为等距排列的若干个金字塔，所述金字塔的纵截面为倒三角形。本发明专利技术还公开了一种背面抛光晶硅太阳能电池的制备方法。采用本发明专利技术，可加强对透射光的反射，提升钝化效果，增加电流密度以及开路电压，进而提高了电池转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种背面抛光晶硅太阳能电池，相应地，本专利技术还涉及一种背面抛光晶硅太阳能电池的制备工艺。
技术介绍
太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junction)上，形成新的空穴-电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。由于是利用各种势垒的光生伏特效应将太阳光能转换成电能的固体半导体器件，故又称太阳能电池或光伏电池，是太阳能电池阵电源系统的重要组件。太阳能电池主要有晶硅(Si)电池，三五族半导体电池(GaAs，Cds/Cu2S，Cds/CdTe，Cds/InP，CdTe/Cu2Te)，无机电池，有机电池等，其中晶硅太阳能电池居市场主流主导地位。晶硅太阳能电池的基本材料为纯度达0.999999、电阻率在10欧·厘米以上的P型单晶硅，包括正面绒面、正面p-n结、正面减反射膜、正背面电极等部分。在组件封装为正面受光照面加透光盖片（如高透玻璃及EVA）保护，防止电池受外层空间范爱伦带内高能电子和质子的辐射损伤。常规单/多晶硅太阳能电池由于陷光的需要，在表面采用化学方式织构绒面，增加了表面积，通过对光的对比反射/吸收降低反射率。但绒面的存在同时也产生了负面影响，与金属产生接触不良的现象。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种可加强对透射光的反射，提升钝化效果的背面抛光晶硅太阳能电池。本专利技术所要解决的技术问题还在于，提供一种可加强对透射光的反射，提升钝化效果的背面抛光晶硅太阳能电池的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种背面抛光晶硅太阳能电池，包括：背面电极、背面铝电场、背面抛光层、P型硅片、N型发射极、钝化膜和正面电极，所述背面电极、所述背面铝电场、所述背面抛光层、所述P型硅片、所述N型发射极、所述钝化膜和所述正面电极从下至上依次连接；所述背面抛光层为所述P型硅片的背面经过背面抛光处理生成的膜层，所述背面抛光层的背面为金字塔微结构阵列，所述金字塔微结构阵列为等距排列的若干个金字塔，所述金字塔的纵截面为倒三角形。作为上述方案的改进，所述背面抛光层是通过使用HF溶液去除所述N型发射极正面及所述P型硅片背面扩散过程中形成的磷硅玻璃层，后使用背面抛光溶液对所述P型硅片背面进行背面抛光制备而成的；所述背面抛光溶液为5%wt KOH溶液和CHX的混合溶液，混合比例为KOH溶液:CHX= 1:1~3。需要说明的是，CHX为1,4-环己二醇。作为上述方案的改进，所述倒三角形的底边长为0.3~0.5μm，高度为 0.2~0.3μm；相邻的两个所述倒三角形之间的间距为 0.8~1μm。作为上述方案的改进，所述背面抛光层的减薄量为3~10μm。相应地，本专利技术还提供了一种如权利要求1所述背面抛光晶硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制绒，选用湿法或者干法刻蚀技术，在P型硅片表面形成绒面，反射率控制在1%-30%；（2）扩散，通过扩散在P型硅片上方形成N型发射极，并在所述P型硅片和所述N型发射极之间形成PN结；（3）背面抛光，使用HF溶液去除所述N型发射极正面及所述P型硅片背面扩散过程中形成的磷硅玻璃层，后使用背面抛光溶液对所述P型硅片背面进行背面抛光，形成具有金字塔微结构阵列的背面抛光层；（4）钝化，通过PECVD方式在所述N型发射极正面形成氧化硅、氮化硅或者氧化硅-氮化硅复合膜，厚度为80-100nm；（5）丝网印刷，通过丝网印刷浆料在P型硅片背面形成背面电极和背面铝电场，在N型发射极正面形成正面电极；（6）烧结，在氧气和氮气体积比为3～15：80，750~850℃温度的气氛中进行烧结，得到所述背面抛光晶硅太阳能电池。作为上述方案的改进，所述步骤（3）具体包括以下步骤：将P型硅片的背面置于HF溶液酸槽中浸泡，去除磷硅玻璃层；用去离子水溢流水洗P型硅片的背面；再将P型硅片背面用背面抛光溶液进行背面抛光，反应温度为80~90℃，形成减薄量为3~10μm的背面抛光层；用去离子水溢流水洗经背面抛光后的P型硅片；将N型发射极的正面置于HF酸槽中浸泡，去除磷硅玻璃层；用去离子水溢流水洗N型发射极的正面；最后经过40~50℃的热氮表面干燥，在P型硅片背面形成具有金字塔微结构阵列的背面抛光层。作为上述方案的改进，所述背面抛光溶液为5%wt KOH溶液和CHX的混合溶液，混合比例为KOH溶液:CHX= 1:1~3。作为上述方案的改进，所述金字塔微结构阵列为等距排列的若干个金字塔，所述金字塔的纵截面为倒三角形；所述倒三角形的底边长为0.3~0.5μm，高度为 0.2~0.3μm；相邻的两个所述倒三角形之间的间距为 0.8~1μm。作为上述方案的改进，所述步骤（2）在扩散时需控制方块电阻为75-100ohm/□。作为上述方案的改进，在所述N型发射极和所述背面抛光层上分别丝网印刷导电浆料经烧结制得所述正面电极和所述背面电极；所述N型发射极正面和所述背面抛光层背面上采用的电极印刷材料皆为Ag浆料。实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：本专利技术通过对P型硅片的背面进行背面抛光处理生成背面抛光层，由于该背面抛光层的下表面为排列紧密、晶粒尺寸一致的金字塔微结构，可产生镜面效果，加强对透射光的反射，减小了光的透射损失，从而增加了电流密度Jsc以及开路电压Voc，进而提高了太阳能电池转换效率。同时，抛光后的硅片背面平滑，使得背场合金层有效面积增加，限制了表面复合损失，少子寿命显着提升，提升钝化效果。另外，由于P型硅片背面的反向p-n结，在抛光工艺过程中被去除干净，因此增强了太阳电池正向电势，从而提高了开路电压Voc。而且本专利技术的太阳能电池制造成本低，其制备方法简单，适用于工业化大规模的生产。附图说明图1是本专利技术一种背面抛光晶硅太阳能电池的结构示意图；图2是本专利技术一种背面抛光晶硅太阳能电池的背面抛光层的截面图；图3是本专利技术一种背面抛光晶硅太阳能电池的制备工艺的流程示意图；图4是本专利技术一种背面抛光晶硅太阳能电池背面抛光层的制备工艺的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。如图1所示，本专利技术一种背面抛光晶硅太阳能电池，包括：背面电极7、背面铝电场4、背面抛光层3、P型硅片1、N型发射极2、钝化膜5和正面电极6，所述背面电极7、所述背面铝电场4、所述背面抛光层3、所述P型硅片1、所述N型发射极2、所述钝化膜5和所述正面电极6从下至上依次连接；所述背面抛光层3为所述P型硅片1的背面经过背面抛光处理生成的膜层，所述背面抛光层3的背面为金字塔微结构阵列，所述金字塔微结构阵列为等距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背面抛光晶硅太阳能电池，其特征在于，包括：背面电极、背面铝电场、背面抛光层、P型硅片、N型发射极、钝化膜和正面电极，所述背面电极、所述背面铝电场、所述背面抛光层、所述P型硅片、所述N型发射极、所述钝化膜和所述正面电极从下至上依次连接；所述背面抛光层为所述P型硅片的背面经过背面抛光处理生成的膜层，所述背面抛光层的背面为金字塔微结构阵列，所述金字塔微结构阵列为等距排列的若干个金字塔，所述金字塔的纵截面为倒三角形。

【技术特征摘要】
1.一种背面抛光晶硅太阳能电池，其特征在于，包括：背面电极、背面铝电场、背面抛光层、P型硅片、N型发射极、钝化膜和正面电极，所述背面电极、所述背面铝电场、所述背面抛光层、所述P型硅片、所述N型发射极、所述钝化膜和所述正面电极从下至上依次连接；
所述背面抛光层为所述P型硅片的背面经过背面抛光处理生成的膜层，所述背面抛光层的背面为金字塔微结构阵列，所述金字塔微结构阵列为等距排列的若干个金字塔，所述金字塔的纵截面为倒三角形。
2.如权利要求1所述背面抛光晶硅太阳能电池，其特征在于，所述背面抛光层是通过使用HF溶液去除所述N型发射极正面及所述P型硅片背面扩散过程中形成的磷硅玻璃层，后使用背面抛光溶液对所述P型硅片背面进行背面抛光制备而成的；
所述背面抛光溶液为5%wt KOH溶液和CHX的混合溶液，混合比例为KOH溶液:CHX= 1:1~3。
3.如权利要求1所述背面抛光晶硅太阳能电池，其特征在于，所述倒三角形的底边长为0.3~0.5μm，高度为 0.2~0.3μm；
相邻的两个所述倒三角形之间的间距为 0.8~1μm。
4.如权利要求1所述背面抛光晶硅太阳能电池，其特征在于，所述背面抛光层的减薄量为3~10μm。
5.一种如权利要求1所述背面抛光晶硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制绒，选用湿法或者干法刻蚀技术，在P型硅片表面形成绒面，反射率控制在1%-30%；
（2）扩散，通过扩散在P型硅片上方形成N型发射极，并在所述P型硅片和所述N型发射极之间形成PN结；
（3）背面抛光，使用HF溶液去除所述N型发射极正面及所述P型硅片背面扩散过程中形成的磷硅玻璃层，后使用背面抛光溶液对所述P型硅片背面进行背面抛光，形成具有金字塔微结构阵列的背面抛光层；
（4）钝化，通过PECVD方式在所述N型发射极正面形成氧化硅、氮化硅或者氧化硅-氮化硅复合膜，厚度为80-100 nm；
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【专利技术属性】
技术研发人员：秦崇德，方结彬，石强，黄玉平，何达能，
申请(专利权)人：广东爱康太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44