【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能电池，涉及一种选择性钝化的晶硅太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、topcon电池(隧穿氧化层钝化接触电池)最早是2013年德国夫琅禾费太阳能系统研究所提出的，相比于perc电池(发射极钝化和背面接触电池)的局部背面钝化，采用超薄氧化硅/重掺杂多晶硅结构，可以实现电池背面的全钝化接触。超薄氧化硅一方面起到硅表面的化学钝化作用，另一方面允许硅片中产生的光生载流子以量子隧穿的方式通过，而重掺杂的多晶硅则起到场致钝化的功能，减少光生载流子在界面处的复合。从目前的研究结果来看，topcon电池的载流子输运机理还存在一些争议，对于氧化硅厚度大于2.0nm而言，在实验上还可以观察到较大的输运电流，这说明通过氧化硅的量子隧穿不是载流子的主要输运方式，而可能是量子隧穿和针孔或缺陷输运的混合输运机制导致的。在高温退火过程中，超薄氧化硅由于存在与硅片热膨胀系数的差异，导致氧化硅中出现针孔或缺陷，尽管这些针孔或缺陷对氧化硅中载流子输运是有利的，但是它们在一定程度上减少了氧化硅对硅表面的化学钝化效果，从而导致电池的饱和暗电流密度(j0)的增大。另外，在高温退火过程中，重掺杂多晶硅中的掺杂原子会通过超薄氧化硅扩散至衬底硅，使得硅片在与氧化硅界面的载流子浓度大幅增加，降低多晶硅的场致钝化效果，也会导致j0的增大。
2、尽管topcon电池的超薄氧化硅中存在针孔和掺杂原子的扩散，一定程度上降低了对硅片背面的钝化功能，但是topcon电池的钝化效果还是要优于perc电池的钝化效果。由于perc电池背面沉积的钝化层是绝缘的介电
3、区域选择性原子层沉积工艺可以直接获得图形化薄膜，而无需任何后续工艺，因此省去了复杂的蚀刻工艺(如光刻、激光烧蚀等)，降低了图形化工艺成本。原子层沉积(ald)是通过一系列自限制化学吸附反应来沉积薄膜的生长技术，气相前驱体与反应物交替吸附至表面官能团上，在含有表面oh终端基团的亲水性基底上有利于发生成核，促进与前驱体的化学反应。因此，可以对表面oh终端基团进行钝化，或采用表面非活性基团(如ch3)终端来阻止ald反应。自组装分子单层(sam)被广泛用来作为阻止ald前驱体成核的阻挡剂，sam是通过范德华引力相互吸引的单体，从而在表面上形成致密堆积，能够阻止前驱体分子的扩散和渗透，从而导致薄膜的选择性沉积。
4、以三甲基铝(tma)前驱体作为金属铝源、水蒸气作为氧源，采用ald方法沉积氧化铝(al2o3)薄膜。理论研究表明，ch3终端的sam对与tma的化学反应没有热力学驱动力，成核受到抑制，因此在ch3终端的sam表面上不能形成氧化铝薄膜。然而，在实验上可以观察到ald可以在ch3终端的sam上沉积氧化铝层，以及当在硅衬底上沉积厚度大于5nm的氧化铝时，sam不能阻挡氧化铝沉积。如果晶硅电池的背面氧化铝钝化层厚度小于5nm，则后续的高温烧结会导致金属铝会通过氧化铝扩散至硅内部，从而减弱氧化铝的钝化效果。
5、目前硅片表面预清洗工艺一般采用粗抛，粗抛虽然可去除表面损伤层，在一定程度上去除表面污染物，但粗抛工艺耗碱量大，硅片减薄量很大，碎片率较高。此外，粗抛清洗后所得硅片表面光滑度较高，但是在后续制绒工艺中较难产生成核中心，成核较低，硅片表面反应速率不均，制绒获得的绒面均匀性较差。
6、采用清洗添加剂、碱溶液混合配置而成的太阳能电池硅片清洗液，清洗添加剂在清洗过程中对硅片的腐蚀较轻微，且清洗后会有部分组分吸附在硅片表面，带入到制绒槽中反应时，会降低硅表面反应能，协助制绒添加剂强化晶面反应各向异性，增加成核密度，能够形成较优的绒面，增强硅片的陷光效应，从而获得较低的反射率，提升了电池光电转换效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服上述缺陷，提供一种不需要激光开槽以及沉积掺杂非晶硅薄膜的局部钝化的晶硅太阳能电池制备方法，并得到相应的太阳能电池。
2、本专利技术采用了如下的技术方案：选择性局部钝化的晶硅太阳能电池制备方法，包括下述步骤：
3、1)模板及弹性印章制备：
4、(1.1)选用双面抛光的硅片为基材，清洗硅片，在硅表面旋涂一层对紫外光敏感的光刻胶，然后进行烘烤，去除有机溶剂；
5、(1.2)采用紫外光透过光掩膜板，对光刻胶进行曝光，获得图形化结构；光掩膜板的透光面积与不透光面积之比等于非钝化区域面积与钝化区域面积之比；
6、(1.3)通过显影处理，清洗掉未曝光的光刻胶，剩下的图案结构抗腐蚀膜；
7、(1.4)放入蚀刻剂中蚀刻未保护部分的硅，蚀刻深度为高度为2～5μm，形成反转图文结构的硅模板；
8、(1.5)对模板进行清洗除尘，然后在表面涂布十二烷基硫酸钠，以防止弹性印章与模板的粘连；
9、(1.6)将液态的聚二甲基硅氧烷pdms浇注在模板上，加入交联剂，在50～80℃温度下加热固化30～50小时，使之固化成型；
10、(1.7)将制作好的印章从模板上剥离下来，裁剪成合适的形状，用于微接触印刷；
11、2)硅片清洗：采用双面未抛光的n型单晶硅片，厚度为160～200μm，电阻率为1～5ω.cm。硅片清洗液由清洗添加剂、氢氧化钠、去离子水混合配置而成，其重量比为1:100:10000。按照重量百分比，清洗添加剂由0.02～1.0％的表面活性剂、0.1～0.8％的螯合剂、0.02～1.0％的复合酶、0.03～2.0％盐、余量的水组成；
12、3)硅片前表面制绒：采用浓度为1～2wt％的氢氧化钠水溶液以及8～12vol％异丙醇溶液，配置而成制绒液，步骤2)所得的清洗后的硅片放入温度为80～83℃制绒液中处理10～20min，在硅片表面获得表面金字塔结构；
13、4)硅片前表面磷扩散：采用75wt％偏磷酸与25wt％焦磷酸硅作为固态磷扩散源，通入氮气作为保护气体，扩散温度为950～1050℃，扩散时间为5～15min。磷扩散完成后，利用氢氟酸去除硅片表面残留的磷硅玻璃。最后，采用等离子体干法刻蚀，去除硅片边缘的磷扩散层。
14、5)硅片前表面沉积氮化硅薄膜：利用等离子体化学气相沉积(pecvd)方法沉积氮化硅薄膜作为钝化层和抗反层，以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种选择性局部钝化的晶硅太阳能电池制备方法，包括下述步骤：
2.如权利要求1上述的方法制得的太阳能电池。
【技术特征摘要】
1.一种选择性局部钝化的晶硅太阳能电池制备方法，包括下述步骤...
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