一种太阳能单晶PERC电池的制备方法技术

本发明专利技术属于太阳能电池生产制造技术领域，尤其为一种太阳能单晶PERC电池的制备方法,包括以下步骤：清洗、织构、扩散和刻蚀、背面钝化、正背面二氧化硅制膜、正背面氮化硅制膜、激光开槽和正背面电极制备。本发明专利技术通过洗涤灵去除单晶硅片表面油渍和污物，再通过氢氧化钠溶液对单晶硅片表面的损伤层轻微腐蚀，这样可降低单晶硅片表面激活能，为碱性腐蚀液腐蚀单晶硅片织构化打下基础，以氨基三乙酸钠盐、碳酰胺和乳酸组成的混合液，对清洗处理的单晶硅片表面进行均匀喷淋，可将混合液粘附于单晶硅片表面，能够有效降低碱性腐蚀液对单晶硅片的腐蚀速度，使得织构化后的单晶硅片能够形成均匀、尺寸较小的金字塔，有利于太阳能吸收。有利于太阳能吸收。有利于太阳能吸收。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能单晶PERC电池的制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池生产制造
，具体为一种太阳能单晶PERC电池的制备方法。

技术介绍

[0002]低成本、高效率的太阳能电池一直是人们追逐的焦点，目前单晶硅太阳能电池表面织构化是提高太阳能电池转换效率的有效手段之一。通常，织构化的方法主要是碱腐蚀法，碱腐蚀法是在碱腐蚀液中加入各种缓冲液，比如异丙醇、乙醇、硅酸钠等来控制反应速度，以得到具有微米量级金字塔形貌的绒面，金字塔形貌的尺寸越小，越均匀，单晶硅的吸光能力越强，太阳能电池的转换效率也就越高。
[0003]目前，大规模太阳能电池生产上主要使用异丙醇作为缓冲液，浓度通常采用5％～10％。但是，由于异丙醇成本较高，挥发性大，用量大，而且在生产过程中需要不断的补充溶液，从而导致成本升高。在硅片表面形成均匀小绒面的同时，还要控制腐蚀厚度。由于上述腐蚀液使得单晶硅腐蚀掉的厚度偏大，很难控制，厚度越来越薄易碎，使生产成本进一步提高。为此，本专利技术提供一种太阳能单晶PERC电池的制备方法。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种太阳能单晶PERC电池的制备方法，解决了目前的太阳能电池通过以异丙醇作为腐蚀液，导致单晶硅腐蚀掉的厚度偏大，很难控制，厚度越来越薄易碎，使生产成本进一步提高的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]本专利技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
[0008]一种太阳能单晶PERC电池的制备方法，包括以下步骤：
[0009]步骤A、清洗：取电阻率为0.5～1.5Ω.cm、厚度为180μm、尺寸为4
×
4cm2的单晶硅片浸入由浓度为0.008％～0.012％的洗涤灵中进行超声清洗10min，去除表面油渍和污物，然后再加入浓度为30％的氢氧化钠溶液，以80℃温度下水浴处理20min，去除表面损伤层；
[0010]步骤B、织构：然后配制以质量百分比为2％～4％氨基三乙酸钠盐、0.02％～0.04％碳酰胺和0.0015％～0.01％乳酸组成的混合液，对清洗处理的单晶硅片表面进行均匀喷淋，并在恒温超声槽内配制碱性腐蚀液，将均匀喷淋处理的单晶硅片放置碱性腐蚀液中腐蚀形成金字塔状表面形貌，其中碱性腐蚀液由1％～1.5％的KOH、0.3％～2％的异丙醇和0.5％～0.8％的烷基磺酸盐水溶液配制而成；
[0011]步骤C、扩散和刻蚀：通入三氯氧磷与单晶硅片进行反应,对单晶硅片进行高温磷扩散形成PN结，然后将磷扩散的单晶硅片放入刻蚀清洗机中，去除扩散后单晶硅片正面磷硅玻璃和背面PN结，并使用浓度为2～10wt％的抛光化学试剂水溶液中对单晶硅片背表面实现化学抛光；
[0012]步骤D、背面钝化：在单晶硅片背部通过ALD方式沉积三氧化二铝钝化膜层；
[0013]步骤E、二氧化硅制备：采用高温快速热氧化法，在硅片的正背表面分别均生长一层厚度为1.2～1.5nm的二氧化硅隧穿层；
[0014]步骤F、氮化硅制备：采用等离子体增强化学气相沉积法，射频为13.56MHz，沉积腔体的本底真空优于1
×
10
‑
3Pa，射频功率密度为0.5～1.0W/cm2，以电子级氨气和硅烷分别为氮源和硅源，氨气和硅烷的流量比为1:3～5，工作气压为120～180Pa，生长温度为220～260℃，在单晶硅片的正背表面生长厚度为80～100nm的氮化硅薄膜；
[0015]步骤G、激光开槽和正、背面电极制备：利用激光相融原理进行背面叠层钝化膜局部开槽，并采用丝网印刷法制备正、背面电极，其中正面采用浆料型号为9642B的银浆，背面采用浆料型号为06E2
‑
B的铝浆，而背面设计为印刷铝线，以实现双面电池设计，印刷烘干后再进入带式烧结炉中共烧，形成最终成品电池。
[0016]进一步地，步骤B中碱性腐蚀液与单晶硅片反应温度为75～85℃、腐蚀时间为15～20min。
[0017]进一步地，步骤B中织构化后的单晶硅片表面形成金字塔边长为2～5μm均匀的绒面，其中被腐蚀掉的单晶硅厚度为8～10μm。
[0018]进一步地，步骤A中选取的单晶硅片采用P型或N型，步骤B中烷基磺酸盐水溶液的浓度范围为5
×
10
‑
5～5
×
10
‑
3mol/L。
[0019]进一步地，步骤C中扩散温度为850～880℃、扩散时间为1.5～2h和扩散后表面方块电阻为90～120Ω。
[0020]进一步地，步骤C中光化学试剂为四甲基氢氧化铵和氢氧化钾组成的混合液，其中抛光化学试剂水溶液的温度为75～85℃，抛光处理时间为180～360S。
[0021](三)有益效果
[0022]与现有技术相比，本专利技术提供了一种太阳能单晶PERC电池的制备方法，具备以下有益效果：
[0023]1、本专利技术，通过洗涤灵去除单晶硅片表面油渍和污物，再通过氢氧化钠溶液对单晶硅片表面的损伤层轻微腐蚀，这样可降低单晶硅片表面激活能，为碱性腐蚀液腐蚀单晶硅片织构化打下基础，以氨基三乙酸钠盐、碳酰胺和乳酸组成的混合液，对清洗处理的单晶硅片表面进行均匀喷淋，可将混合液粘附于单晶硅片表面，能够有效降低碱性腐蚀液对单晶硅片的腐蚀速度，使得织构化后的单晶硅片能够形成均匀、尺寸较小的金字塔，有利于太阳能吸收。
[0024]2、本专利技术，通过背面采用铝线印刷方式完成背面电极，比使用银铝电极节约成本，另外有双面发电的功能。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例中一种太阳能单晶PERC电池的制备方法流程图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]实施例1
[0028]如图1所示，本专利技术一个实施例提出的一种太阳能单晶PERC电池的制备方法，包括以下步骤：
[0029]步骤A、清洗：取电阻率为0.5Ω.cm、厚度为180μm、尺寸为4
×
4cm2的单晶硅片浸入由浓度为0.008％的洗涤灵中进行超声清洗10min，去除表面油渍和污物，然后再加入浓度为30％的氢氧化钠溶液，以80℃温度下水浴处理20min，去除表面损伤层；
[0030]步骤B、织构：然后配制以质量百分比为2％氨基三乙酸钠盐、0.02％碳酰胺和0.0015％乳酸组成的混合液，对清洗处理的单晶硅片表面进行均匀喷淋，并在恒温超声槽内配制碱性腐蚀液，将均匀喷淋处理的单晶硅片放置碱性腐蚀液中腐蚀形成金字塔状表面形貌，其中碱性腐蚀液由1％的KOH、0.3％的异丙醇和0.5％的烷基磺酸盐水溶液配制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能单晶PERC电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤A、清洗：取电阻率为0.5～1.5Ω.cm、厚度为180μm、尺寸为4
×
4cm2的单晶硅片浸入由浓度为0.008％～0.012％的洗涤灵中进行超声清洗10min，去除表面油渍和污物，然后再加入浓度为30％的氢氧化钠溶液，以80℃温度下水浴处理20min，去除表面损伤层；步骤B、织构：然后配制以质量百分比为2％～4％氨基三乙酸钠盐、0.02％～0.04％碳酰胺和0.0015％～0.01％乳酸组成的混合液，对清洗处理的单晶硅片表面进行均匀喷淋，并在恒温超声槽内配制碱性腐蚀液，将均匀喷淋处理的单晶硅片放置碱性腐蚀液中腐蚀形成金字塔状表面形貌，其中碱性腐蚀液由1％～1.5％的KOH、0.3％～2％的异丙醇和0.5％～0.8％的烷基磺酸盐水溶液配制而成；步骤C、扩散和刻蚀：通入三氯氧磷与单晶硅片进行反应,对单晶硅片进行高温磷扩散形成PN结，然后将磷扩散的单晶硅片放入刻蚀清洗机中，去除扩散后单晶硅片正面磷硅玻璃和背面PN结，并使用浓度为2～10wt％的抛光化学试剂水溶液中对单晶硅片背表面实现化学抛光；步骤D、背面钝化：在单晶硅片背部通过ALD方式沉积三氧化二铝钝化膜层；步骤E、正背面二氧化硅制膜：采用高温快速热氧化法，在硅片的正背表面分别均生长一层厚度为1.2～1.5nm的二氧化硅隧穿层；步骤F、正背面氮化硅制膜：采用等离子体增强化学气相沉积法，射频为13.56MHz，沉积腔体的本底真空优于1
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3Pa，射频功率密度为0.5～1.0W/cm2，以电子级氨气和硅烷分别为氮源和硅源，氨气和硅烷的流量比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭万武，康海涛，李建飞，严前程，
申请(专利权)人：中建材浚鑫桐城科技有限公司，
类型：发明
国别省市：