一种新型P型晶体硅太阳电池的制备方法技术

本发明专利技术提供一种新型P型晶体硅太阳能电池的制备方法，包括对P型单晶硅片的正面制绒，和形成磷摻杂面，制备选择性发射极；且采用单卡位单插的方式放置，在P型单晶硅片的正面和背面同时形成AlOx层，然后在背面沉积SiNx层，以及在背面采用刻蚀浆料开孔，刻蚀掉开孔部位的氧化铝层和氮化硅层，形成电极。本发明专利技术通过在正面和背面形成全覆盖的AlOx层且正面的AlOx层位于SiNx层上方，实现了折射率的变化次序，更有利于光线的全反射，背面刻蚀形成触点，增加电池对入射光的有效吸收，提升电池的光电转换效率。换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种新型P型晶体硅太阳电池的制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池领域，特别涉及一种新型P型晶体硅太阳电池的制备方法。

技术介绍

[0002]常规的化石燃料日益消耗殆尽，在所有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。目前，在所有的太阳能电池中，硅太阳能电池相比其他类型的太阳能电池，有着优异的电学性能和机械性能，在光伏领域占据着重要的地位。因此，研发高性能的硅太阳能电池已经成为各国光伏企业的主要研究方向。
[0003]目前，P型PERC晶体硅太阳电池将AlO
x
钝化层引入在P型晶体硅电池的背面，提升了P型晶体硅电池的光电转换效率；在制备中，通常采用化学气相沉积(CVD)方式在P型晶体硅电池的背面制备，在P型晶体硅电池背面沉积AlO
x
的同时，P型晶体硅电池的的正面(磷摻杂面)的部分区域也将沉积AlO
x
薄层，并将在后续由SiN
x
减反层覆盖；而AlO
x
层对P型电池的正面(磷摻杂面)没有钝化作用，正面的部分区域覆盖AlO
x
层，部分区域未覆盖AlO
x
层，会在正面不同区域形成不同的金属浆料接触特性，造成电池的光电转换效率损失。
[0004]而且在正面覆盖AlO
x
薄层的区域，从硅片到空气，依次为晶体硅、AlO
x
层、SiN
x
层，其中晶体硅折射率为3.3，AlO
x
折射率为1.7，SiN
x
折射率为2。晶体硅、AlO
x
层、SiN
x
层的折射率变化顺序为3.3、1.7、2，不符合光线全反射所需的折射率由高到低的变化规律，在一定程度影响晶体硅太阳电池对入射光的有效吸收，影响电池的光电转换效率。
[0005]因此，亟待通过优化P型晶体硅电池制备方法产生一种提升电池光电转换效率的P型晶体硅太阳电池。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种新型P型晶体硅太阳能电池的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]S1、对P型单晶硅片的正面制绒，在所述正面形成陷光绒面；
[0008]S2、在所述P型单晶硅片的正面进行磷扩散形成磷摻杂面，包括在去除绕镀后的P型单晶硅片表面通过POCl3液态扩散源热在正面进行磷扩散以形成发射极PN结作为选择性发射极，且去除所述正面的磷硅玻璃；
[0009]S3、清洗所述P型单晶硅片的背面的氧化层，并利用强酸或强碱溶液抛光所述背面，所述背面为电池的非磷掺杂面；
[0010]S4、对所述P型单晶硅片的背面进行氧化，形成SiO2氧化层；
[0011]S6、在所述正面沉积SiN
x
层；
[0012]S7、所述P型单晶硅片采用单卡位单插的方式放置，在所述正面和背面同时形成AlO
x
层，所述P型单晶硅片的正面的AlO
x
层为全覆盖且位于SiN
x
层上方，用于使得折射率的次序发生调换的变化，进而有利于光线的全反射，增加电池对入射光的有效吸收；所述AlO
x
层厚度为1
‑
4nm；
[0013]S8、在所述背面沉积SiN
x
层；
[0014]S9、在所述背面采用刻蚀浆料开孔，刻蚀掉开孔部位的氧化铝层和氮化硅层；
[0015]S10、在所述正面和背面形成金属电极，具体包括丝网印刷背面铝浆，银浆和正面银浆，或采用热蒸发或溅射制备背面金属铝电极。
[0016]作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述S1之前还包括去除硅片表面杂质及机械损伤，去除酸或碱液制绒形成减反射结构及化学清洗；
[0017]所述P型单晶硅片包括P型硅片、P型硅片经过硼重掺后的P
+
硅片以及N型硅片经过硼掺杂后的P型硅片。
[0018]作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述步骤S9中刻蚀浆料开孔后，将制备的硅片漂过含有HF酸或HF和HCl混酸的溶液，即开孔的背表面与溶液接触，正面不与溶液接触，刻蚀去边pn+结，同时去除残留浆料和去除浆料刻蚀开孔处硅表面损伤层；然后去离子水清洗，吹干；所述氢氟酸为体积比HF∶H2O＝1∶10
‑
50；所述HF和HCl混酸为体积比HF∶HCl∶H2O＝2∶5∶50。
[0019]作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述S4中氧化方法具体包括采用浓硝酸氧化，具体包括采用质量浓度为65％
‑
75％的浓硝酸氧化硅片的表面，控制温度为20
‑
120℃，反应时间不超过10min，完成浓硝酸氧化。
[0020]作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述S4中氧化方法具体包括采用臭氧氧化，具体包括采用浓度为10～500ppm的臭氧氧化硅片的表面，控制温度为20
‑
100℃，反应时间不超过10min，完成臭氧氧化。
[0021]作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述S4中氧化方法具体包括在氧气或者氮氧混合气氛围中对硅片表面进行加热，氧气体积浓度为10％
‑
100％，控制温度为500
‑
800℃，时间不超过30min，完成热氧化。
[0022]作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述步骤S6具体包括在发射极表面采用等离子体化学气相沉积形成厚度为60
‑
100nm、折射率为1.7
‑
2.8的非晶氮化硅薄膜。
[0023]作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述步骤S7具体包括采用原子层沉积系统同时在氮化硅层表面和背面制备厚度为10
‑
100nm的氧化铝层。
[0024]作为本专利技术实施方式的进一步改进，在沉积氧化铝层前，采用HF酸或HF和HCl混酸清洗得到的硅片表面0.5
‑
2分钟；所述氢氟酸为体积比HF∶H2O＝1∶10
‑
50；所述HF和HCl混酸为体积比HF∶HCl∶H2O＝2∶5∶50；
[0025]沉积氧化铝后在氮气或氩气氛围中退火5
‑
15分钟，退火温度350
‑
450℃。
[0026]作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述步骤S8具体包括在背面的氧化铝层表面采用传统PECVD淀积厚度为60
‑
200nm、折射率为1.7
‑
2.8的氮化硅薄膜。
[0027]作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述S2中磷扩散具体包括在去除绕镀后的P型单晶硅片表面通过POCl3液态扩散源热在正面进行磷扩散以形成发射极PN结。
[0028]作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述方法还包括在所述磷扩散后，去除所述正面的磷硅玻璃。
[0029]作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型P型晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、对P型单晶硅片的正面制绒，在所述正面形成陷光绒面；S2、在所述P型单晶硅片的正面进行磷扩散形成磷摻杂面，包括在去除绕镀后的P型单晶硅片表面通过POCl3液态扩散源热在正面进行磷扩散以形成发射极PN结作为选择性发射极，且去除所述正面的磷硅玻璃；S3、清洗所述P型单晶硅片的背面的氧化层，并利用强酸或强碱溶液抛光所述背面，所述背面为电池的非磷掺杂面；S4、对所述P型单晶硅片的背面进行氧化，形成SiO2氧化层；S6、在所述正面沉积SiN
x
层；S7、所述P型单晶硅片采用单卡位单插的方式放置，在所述正面和背面同时形成AlO
x
层，所述P型单晶硅片的正面的AlO
x
层为全覆盖且位于SiN
x
层上方，用于使得折射率的次序发生调换的变化，进而有利于光线的全反射，增加电池对入射光的有效吸收；所述AlO
x
层厚度为1
‑
4nm；S8、在所述背面沉积SiN
x
层；S9、在所述背面采用刻蚀浆料开孔，刻蚀掉开孔部位的氧化铝层和氮化硅层；S10、在所述正面和背面形成金属电极，具体包括丝网印刷背面铝浆，银浆和正面银浆，或采用热蒸发或溅射制备背面金属铝电极。2.根据权利要求1所述的新型P型晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述S1之前还包括去除硅片表面杂质及机械损伤，去除酸或碱液制绒形成减反射结构及化学清洗；所述P型单晶硅片包括P型硅片、P型硅片经过硼重掺后的P
+
硅片以及N型硅片经过硼掺杂后的P型硅片。3.根据权利要求1所述的新型P型晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤S9中刻蚀浆料开孔后，将制备的硅片漂过含有HF酸或HF和HCl混酸的溶液，即开孔的背表面与溶液接触，正面不与溶液接触，刻蚀去边pn+结，同时去除残留浆料和去除浆料刻蚀开孔处硅表面损伤层；然后去离子水清洗，吹干；所述氢氟酸为体积比HF∶H2O＝1∶10
‑
50；所述HF和HCl混酸为体积比HF∶HCl∶H2O＝2∶5∶50。4.根据权利要求1所述的新型P型晶体硅太阳能电池的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱洪强，周海龙，张俊巍，李怡洁，王晓蕾，
申请(专利权)人：苏州腾晖光伏技术有限公司，
类型：发明
国别省市：