一种钙钛矿异质结叠层电池中底电池的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钙钛矿异质结叠层电池中底电池的制备方法，具体包括以下步骤：将硅片正背面制绒，沉积硼掺杂硅薄膜层，抛光处理，清洗处理和镀膜。本发明专利技术通过采用化学气相沉积的方式在硅片的其中一面沉积一层硼掺杂硅薄膜层，添加了抛光添加剂的碱溶液将未沉积硼掺杂硅薄膜层的硅片金字塔绒面进行抛光处理，形成一面抛光一面制绒的硅片结构，大大的降低了的硅片单面抛光的制备成本，之后采用氢氟酸加氧化剂溶液对硅片进行清洗，以去除硼掺杂硅薄膜层，避免硼掺杂硅薄膜层由于具有非常高的缺陷密度而导致后续电池效率降低。陷密度而导致后续电池效率降低。陷密度而导致后续电池效率降低。

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿异质结叠层电池中底电池的制备方法


[0001]本专利技术涉及钙钛矿异质结叠层电池
，具体为一种钙钛矿异质结叠层电池中底电池的制备方法。

技术介绍

[0002]随着光伏行业的快速发展，目前单结晶硅电池转换效率已经达到26.8％，而单结晶硅电池理论极限效率约为29.5％，所以单结晶硅电池进一步提升效率已经非常困难；目前提出一种新的叠层太阳电池技术，采用钙钛矿和异质结太阳能电池叠层、其目前最高效率已经达到32％，并且其理论界限能达到43％，具有非常大的高效率潜力。
[0003]但是钙钛矿叠层电池目前主要采用溶液悬涂法工艺制备，因此需要对衬底表面平整度有着较高的要求，否则会导致电池转换效率下降；现有技术一般是首先使用碱溶液对硅片表面进行双面制绒处理，然后采用物理球磨的方式对硅片进行单面抛光，以得到一面制绒一面抛光的结构，物理球磨能够得到较高平整度的表面，但是该方式成本太高，成本约100元/片，并且生产速率很慢完全无法进行量产；同时物理球磨的方式会在硅片表层20um的深度产生机械损伤，导致最后电池片的绝对效率降低3％以上。此外，现有技术还有使用碱溶液对硅片表面进行双面制绒，然后将硅片移至石英管内进行高温氧化在硅片表面生成氧化硅，接着将硅片放置链式设备上采用HF去除一面的氧化硅，最后使用HF+HNO3将去除氧化硅这面的金字塔绒面刻蚀形成抛光面，但是该方法存在以下缺点：
[0004](1)该技术需要高温处理生成氧化硅，而氧化硅的生长速率很慢，生产速率慢；且需要很长时间的高温处理，能耗成本较高。/>[0005](2)设备较为复杂，做成单面抛光结构加上清洗需要至少3套设备，设备成本增加。
[0006](3)在链式设备上使用HF+硝酸溶液腐蚀硅片表面金字塔时产生的NO2气体会使得硅片振动，导致抛光均匀性差。
[0007](4)采用酸体系进行抛光平整度较差，反射率只能达到30％左右，难以达到钙钛矿对底电池平整度的要求。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是针对
技术介绍
中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种钙钛矿异质结叠层电池中底电池的制备方法，具体包括以下步骤：
[0009]双面制绒：将硅片正背面制绒；
[0010]沉积硼掺杂硅薄膜层：采用化学气相沉积的方式在硅片的其中一面沉积一层硼掺杂硅薄膜层；
[0011]抛光处理：采用碱溶液将硅片未沉积硼掺杂硅薄膜层的硅片表面进行抛光处理，其中碱溶液中添加有抛光添加剂；
[0012]清洗处理：采用氢氟酸加氧化剂溶液对硅片进行清洗，氧化剂溶液将硼掺杂硅薄膜氧化成氧化硅，氢氟酸将氧化硅去除，以去除硼掺杂硅薄膜层；
[0013]镀膜：对清洗后的硅片进行镀膜，以得到钙钛矿底电池。
[0014]进一步的方案是，所述镀膜的步骤之后包括：
[0015]在得到的钙钛矿底电池抛光处理的一面制备顶电池，钙钛矿未抛光处理的一面进行金属栅线印刷。
[0016]进一步的方案是，所述双面制绒的步骤具体包括：
[0017]在槽式制绒设备将硅片双面制绒，在硅片正背面形成金字塔绒面，硅片表面的反射率8％
‑
20％。
[0018]进一步的方案是，所述沉积硼掺杂硅薄膜层的步骤具体包括：
[0019]将双面制绒的硅片置于真空设备中，将硅片的其中一面贴合在载盘上沉积一层硼掺杂硅薄膜层，其中硅薄膜可以是非晶硅薄膜、微晶硅薄膜、多晶硅薄膜中的一种或多种的混合物，源气体为硅烷、氢气以及硼掺杂气体的混合物，其中源气体中含硼元素的气体占总气体比例的2％
‑
10％。
[0020]进一步的方案是，所述硼掺杂硅薄膜层中的硼原子掺杂浓度为10E20cm
‑3～10E22cm
‑3，硼掺杂硅薄膜层厚度为10nm
‑
100nm。
[0021]进一步的方案是，所述抛光处理的步骤具体包括：
[0022]在制绒设备中采用2％
‑
20％的碱溶液将硅片未沉积硼掺杂硅薄膜层的一面进行刻蚀，其中碱溶液中添加了0.1％
‑
3％的抛光添加剂，抛光添加剂用于提高刻蚀后的硅片表面抛光程度，使得硅片抛光面的反射率达到50％
‑
70％，表面粗糙度为0.3um
‑
1.2um；硼掺杂硅薄膜层用于阻碍硅片另一面被刻蚀。
[0023]进一步的方案是，所述清洗处理的步骤具体包括：
[0024]采用氢氟酸加氧化剂溶液去除硅片表面的硼掺杂硅薄膜层，其中氧化剂为臭氧水溶液或者双氧水或者硝酸中的一种或多种混合物；
[0025]采用标准的RCA清洗流程对硼掺杂硅薄膜硅片表面进行清洁，去除包括有机物和金属离子污染。
[0026]进一步的方案是，所述镀膜的步骤具体包括：
[0027]将清洗处理后的硅片放置于PECVD设备中进行镀膜，硅片抛光面沉积本征硅薄膜和磷掺杂硅薄膜；制绒面沉积本征硅薄膜和硼掺杂硅薄膜；
[0028]将镀膜后的硅片放置于PVD设备中继续进行镀膜，抛光面沉积5nm
‑
30nm的ITO薄膜；制绒面沉积50nm
‑
200nm的ITO薄膜。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种钙钛矿异质结叠层电池中底电池的制备方法，通过采用化学气相沉积的方式在硅片的其中一面沉积一层硼掺杂硅薄膜层，添加了抛光添加剂的碱溶液基于各向同性刻蚀原理能够将未沉积硼掺杂硅薄膜层的硅片金字塔绒面进行抛光处理，而沉积的硼掺杂硅薄膜层能够保护硅片表面的金字塔绒面不被刻蚀；从而形成一面抛光一面制绒的硅片结构，大大的降低了的硅片单面抛光的制备成本，之后采用氢氟酸加氧化剂溶液对硅片进行清洗，氧化剂溶液将硼掺杂硅薄膜氧化成氧化硅，氢氟酸将氧化硅去除，以去除硼掺杂硅薄膜层，避免硼掺杂硅薄膜层由于具有非常高的缺陷密度而导致后续电池效率降低，从而够提供高效率的底电池同时也大大的降低硅片单面抛光的制备成本，可以用于高效率底电池的量产。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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。
[0031]图1为本专利技术实施例所提供的一种钙钛矿异质结叠层电池中底电池的制备方法的流程示意图；
[0032]图2为本专利技术实施例所提供的双面制绒后的硅片结构示意图；
[0033]图3为本专利技术实施例所提供的沉积硼掺杂硅薄膜层后的硅片结构示意图；
[0034]图4为本专利技术实施例所提供的抛光处理后的硅片结构示意图；
[0035]图5为本专利技术实施例所提供的去除硼掺杂硅薄膜层后的硅片结构示意图；
[0036]图6为本专利技术实施例所提供的底电池结构示意图。
[0037]附图标记：硼掺杂硅薄膜层1、第一硅薄本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿异质结叠层电池中底电池的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：双面制绒：将硅片正背面制绒；沉积硼掺杂硅薄膜层：采用化学气相沉积的方式在硅片的其中一面沉积一层硼掺杂硅薄膜层；抛光处理：采用碱溶液将硅片未沉积硼掺杂硅薄膜层的硅片表面进行抛光处理，其中碱溶液中添加有抛光添加剂；清洗处理：采用氢氟酸加氧化剂溶液对硅片进行清洗，氧化剂溶液将硼掺杂硅薄膜氧化成氧化硅，氢氟酸将氧化硅去除，以去除硼掺杂硅薄膜层；镀膜：对清洗后的硅片进行镀膜，以得到钙钛矿底电池。2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿异质结叠层电池中底电池的制备方法，其特征在于，所述镀膜的步骤之后包括：在得到的钙钛矿底电池抛光处理的一面制备顶电池，钙钛矿未抛光处理的一面进行金属栅线印刷。3.根据权利要求1所述的一种钙钛矿异质结叠层电池中底电池的制备方法，其特征在于，所述双面制绒的步骤具体包括：在槽式制绒设备将硅片双面制绒，在硅片正背面形成金字塔绒面，硅片表面的反射率8％
‑
20％。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种钙钛矿异质结叠层电池中底电池的制备方法，其特征在于，所述沉积硼掺杂硅薄膜层的步骤具体包括：将双面制绒的硅片置于真空设备中，将硅片的其中一面贴合在载盘上沉积一层硼掺杂硅薄膜层，其中硅薄膜可以是非晶硅薄膜、微晶硅薄膜、多晶硅薄膜中的一种或多种的混合物，源气体为硅烷、氢气以及硼掺杂气体的混合物，其中源气体中含硼元素的气体占总气体比例的2％
‑
10％。5.根据权利要求1所述的一种钙钛矿异质结叠层电池中底电池的制备方法，其特征在于，所述硼掺杂硅薄膜层中的硼原子掺杂...

【专利技术属性】
技术研发人员：宿世超，宫元波，胡海文，王伟，田宏波，李世岚，邹翔，
申请(专利权)人：国家电投集团新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：