一种N型多晶硅电池片及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种电池片及其生产方法，特别公开了一种N型多晶硅电池片及其生产方法。该N型多晶硅电池片，包括电池片，电池片上端设有银铝电极，下端设有银电极，电池片包括从上到下的SiNx抗反射层、P+射极层、N型硅片、N+射极层及SiNx抗发射层，其特征是：在SiNx抗反射层与P+射极层之间设有一层SiO2钝化层。本发明专利技术的有益效果是：N型硅片材料金属杂质比较少，因此N型硅片材料比P型硅片材料有比较长的少数载子寿命和扩散长度，N型多晶硅电池比P型多晶硅电池容易获得比较高的电池转换效率，使用本发明专利技术N型多晶硅电池片生产方法生产出来的电池片转换效率提高到17.3％-17.5％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池片及其生产方法，特别涉及一种N型多晶硅电池片及其生产 方法。
技术介绍
多晶硅电池片，是太阳能电池片的一种，是相对环保的一种电池片。电池片一般分 为单晶硅、多晶硅和非晶硅，单晶硅太阳能电池是当前开发得最快的一种太阳能电池，它的 构造和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面，这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒 为原料，生产成本较高，多晶硅电池片其成本远低于单晶硅电池，而效率又高于非晶硅薄膜 电池。目前全世界生产多晶硅电池片九成以上均以生产P型多晶硅电池片为主，传统的 P型多晶硅电池是在N+射极层直接使用PECVD镀上SiNx抗反射层，这样高温会破坏N+射 极层，且P型多晶硅电池片转换率低。业界没有公开发表量产N型多晶硅电池片，目前全世 界N型多晶硅电池片的技术也并非完善。
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种转换效率提高的N型多晶硅电池片 及其生产方法。本专利技术是通过如下技术方案实现的一种N型多晶硅电池片，包括电池片，电池片上端设有银铝电极，下端设有银电 极，电池片包括从上到下的SiNx抗反射层、P+射极层、N型硅片、N+射极层及SiNx抗发射 层，其特征是在SiNx抗反射层与P+射极层之间设有一层SiO2钝化层。在电池片正面P+射极层利用湿氧化学工艺形成SiO2钝化层保护P+射极层，避免 下一道工艺在使用PECVD镀上SiNx抗反射层时，因为高温而破坏P+射极层，不同于传统的 P型多晶硅电池是在N+射极层直接使用PECVD镀上SiNx抗反射层。一种N型多晶硅电池片的生产方法，包括如下步骤(1)制绒，(2)磷扩散，(3)硼 扩散(4)抗反射，(5)丝网印刷，(6)烧结，其特征是步骤(3)与(4)之间还包括步骤(3-1) 在P+射极层表面制备SiO2钝化层，步骤(4)抗反射中，在SiO2钝化层上面和N+射极层(4) 下面分别镀上一层SiNx抗发射层。本专利技术一种N型多晶硅电池片的生产方法，其特征是包括如下步骤(1)制绒将N型硅片放入混合酸性蚀刻液中对N型硅片表面进行方向性蚀刻，使 暴露出的硅晶截面产生大小不一的金字塔形状的表面；化学反应式为Si+4HN03 — Si02+4N02+H20Si02+4HF — SiF4+2H20 ；(2)磷扩散在N型硅片下面做N型磷扩散，磷原子经由高温扩散的方式进入硅晶3格内，形成N+射极层；化学反应式为4P0CL3+302 — 2P205+6CL22P205+5Si — 4P+5Si02 ；(3)硼扩散在N型硅片上面做P型硼扩散，硼原子经由高温扩散的方式进入硅晶 格内，形成P+射极层；(3-1)湿化学制程利用磷玻璃蚀刻机将残留物移除，将PN绝缘，利用湿氧化学作 用在P+射极层表面长成一层Si02钝化层；(4)抗反射利用电浆增强化学气象沉积法(PECVD)，分别在Si02钝化层上面和 N+射极层下面镀上一层SiNx抗发射层；(5)丝网印刷利用网版印刷技术，于N型硅片上印刷出所需要的电极样式，以收 集电流；(6)烧结将正面的银铝胶及反面的银胶、铝胶，经由高温使其渗入硅晶体中形成 牢固的电焊带。步骤(3-1)中湿氧化学作用的具体做法是将氧气通入90-100°C的去离子水中，再 通入氧化炉内对多晶硅电池片进行湿氧化处理，氧气流量为1-1. 5L/min，用HF溶液去除氧 化层，最后用去离子水冲洗至少一遍，烘干后备用。HF溶液中HF与去离子水的体积比为1 5_ 15。步骤(1)中混合酸性蚀刻液为质量分数为45% -50%的氢氟酸，质量分数为 57% -64%的硝酸以及纯水的混合酸溶液，氢氟酸、硝酸的体积分数分别为12% -20%, 45% -50%，其余为水。步骤(1)中蚀刻温度为-12°C -18°C，压力为0. IMpa,蚀刻时间为25-230秒，蚀刻 过程中通入0. 2-0. 8m3/h的氮气进行扰动。步骤(2)、(3)中的温度为850_950°C，步骤(6)中温度为800-9000C0步骤(3-1)中SiO2钝化层的厚度为5-lOnm，步骤(4)中SiNx抗发射层的厚度为 60-80nm。N型多晶硅电池片是以N型硅片为基材且经由硼扩散(B doped)形成P+射极层， 不同于P型多晶硅电池片的生产工艺，P型多晶硅电池片是以P型硅片为基材且经由磷扩 散(P doped)形成N+射极层。N型多晶硅电池片技术指标如下表编项目说明要求1.Efficienc转换效率> 17. 3%2.Imp最大输出电流> 8. 09A3.Vmp最大输出电压> 0. 514V4.Isc短路电流> 8. 72A5.Voc开路电压> 0. 622V6.FF填充因子> 77. 18%本专利技术的有益效果是N型硅片材料金属杂质比较少，因此N型硅片材料比P型硅 片材料有比较长的少数载子寿命和扩散长度，以N型硅片为基材做成的N型多晶硅电池比P 型硅片为基材做成的P型多晶硅电池容易获得比较高的电池转换效率，使用本专利技术N型多 晶硅电池片生产方法生产出来的电池片转换效率提高到17. 3% -17. 5%。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为P型多晶硅电池片的结构示意图；图2为本专利技术N型多晶硅电池片的结构示意图。图中，IP型硅片，2银电极，3铝电极，4N+射极层，5SiNx抗反射层，6N型硅片，7银 铝电极，SSiO2钝化层，9P+射极层。具体实施例方式附图为本专利技术的一种具体实施例。该N型多晶硅电池片，包括电池片，电池片上端 设有银铝电极7，下端设有银电极2，电池片包括从上到下的SiNx抗反射层5、P+射极层9、 N型硅片6、N+射极层4及SiNx抗发射层5，在SiNx抗反射层5与P+射极层9之间设有一 层SiO2钝化层8。P型多晶硅电池片，包括电池片，电池片上端设有银电极2，下端设有铝电极3，电 池片包括从上到下的SiNx抗反射层5、N+射极层4及P型硅片1。该N型多晶硅电池片的生产方法，其特征是包括如下步骤(1)制绒将N型硅片6放入混合酸性蚀刻液中对N型硅片6表面进行方向性蚀 刻，使暴露出的硅晶截面产生大小不一的金字塔形状的表面；化学反应式为Si+4HN03 — Si02+4N02+H20Si02+4HF — SiF4+2H20 ；酸制绒后，再进行稀碱洗，此方法为现有技术，不再详述。硅晶的截面产生大小不一的金字塔形状的表面(超粗化)，这种结构可以将硅芯 片的反射率由30-40%降至10-20%，借此增加光电流提高效率，使用混合酸性蚀刻液对N 型硅片6进行蚀刻，混合酸性蚀刻液包括质量分数为49%的氢氟酸15升、质量分数为62% 的硝酸48升，其余为水，蚀刻温度为15°C，压力为0. IMpa，蚀刻时间为100秒，蚀刻过程中 通入0. 5m3/h的氮气进行扰动。制绒目的a.去除N型硅片6因机械切割所产生的应变及污染；b.形成N型硅片6表面金字塔状之凹凸结构，增加光折射进入N型硅片6中，提高 转换效率的目的。(2)磷扩散在N型硅片6下面做N型磷扩散，使用POCl3 (磷)加上氧(0)和氮气(N)在高温炉管进行扩散，磷原子经由高温扩散的方式进入硅晶格内，形成N+射极层4 ；材料=POCL3 (三氯氧化磷)、O2 (氧气)、N2 (氮气)本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种Ｎ型多晶硅电池片，包括电池片，电池片上端设有银铝电极（７），下端设有银电极（２），电池片包括从上到下的ＳｉＮｘ抗反射层（５）、Ｐ＋射极层（９）、Ｎ型硅片（６）、Ｎ＋射极层（４）及ＳｉＮｘ抗发射层（５），其特征是：在ＳｉＮｘ抗反射层（５）与Ｐ＋射极层（９）之间设有一层ＳｉＯ２钝化层（８）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴春林，王象明，谢明宏，王丽萍，池玉娟，陈魏玮，
申请(专利权)人：山东舜亦新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：37