一種n型背發(fā)射極太陽電池的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種N型背發(fā)射極太陽電池的制備方法，包括如下步驟：(1)對N型硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散、背面拋光；(2)在硅片背面的拋光面上絲網(wǎng)印刷P型摻雜漿料，燒結(jié)，得到背發(fā)射極；(3)采用腐蝕液處理上述背發(fā)射極；(4)刻蝕、正面PECVD；(5)印刷背場、前表面印刷正電極、燒結(jié)。本發(fā)明先對硅片背面進(jìn)行拋光，然后對背發(fā)射極進(jìn)行腐蝕處理，改善背發(fā)射極的質(zhì)量，同時(shí)制備相對均勻背發(fā)射極，從而減少背結(jié)區(qū)的載流子復(fù)合；實(shí)驗(yàn)證明：本發(fā)明的方法可以明顯改善開路電壓和短路電流，電池效率可以提升0.3%左右，取得了意想不到的技術(shù)效果，具有創(chuàng)造性。
【專利說明】一種N型背發(fā)射極太陽電池的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種N型背發(fā)射極太陽電池的制備方法，屬于太陽電池領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的化石燃料日益消耗殆盡，在現(xiàn)有的可持續(xù)能源中，太陽能無疑是一種最清潔、最普遍和最有潛力的替代能源。太陽能發(fā)電裝置又稱為太陽電池或光伏電池，可將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能，其發(fā)電原理是基于半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)。由于它是綠色環(huán)保產(chǎn)品，不會引起環(huán)境污染，而且是可再生資源，所以在當(dāng)今能源短缺的情形下，太陽能電池是一種有廣闊發(fā)展前途的新型能源。
[0003]隨著太陽能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，為改善太陽的光電轉(zhuǎn)化的效率，人們開發(fā)出了不同種類的太陽電池。其中，背發(fā)射極技術(shù)是目前光伏科學(xué)家看好的一項(xiàng)具有產(chǎn)業(yè)化潛力的一項(xiàng)技術(shù)。此外，N型硅片由于具有少子壽命高無衰減等優(yōu)勢成為現(xiàn)在研發(fā)的熱點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中，制備N型背發(fā)射極太陽電池的方法主要是通過在背面局部區(qū)域開孔或槽、背面印刷Al漿的方式取代硼擴(kuò)散形成背發(fā)射極，其具體的工藝步驟大致如下:制絨、擴(kuò)散、去雜質(zhì)玻璃(PSG)、正面PECVD、背面開孔或槽、背面印刷Al、前表面印刷正電極、燒結(jié)測試。
[0004]然而，上述方法中，雖然通過印刷的方式取代高溫?cái)U(kuò)散的過程更簡單，但燒結(jié)過程中形成的鋁硅合金層會帶來嚴(yán)重的背面復(fù)合，特別是對短路電流與開路電壓的提升產(chǎn)生很大的挑戰(zhàn)。
[0005]針對上述問題，為了改善開路電壓和短路電流，目前一般都采用增加背面印刷Al的濕重、增加燒結(jié)的溫度等調(diào)整方法。但這些調(diào)整方法不但會增加片子翹曲的風(fēng)險(xiǎn)，而且會導(dǎo)致正電極過 燒等一系列不良因素的產(chǎn)生，此外，同樣也增加了制備成本。以上不足也是目前不能規(guī)?；a(chǎn)的主要原因。
[0006]因此，開發(fā)一種N型背發(fā)射極太陽電池的制備方法，改善開路電壓和短路電流，提高光電轉(zhuǎn)換效率，且不增加制備成本，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明目的是提供一種N型背發(fā)射極太陽電池的制備方法。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種N型背發(fā)射極太陽電池的制備方法，包括如下步驟:
(1)對N型硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散、背面拋光；
(2)在硅片背面的拋光面上絲網(wǎng)印刷P型摻雜漿料，燒結(jié)，得到背發(fā)射極；
(3)采用腐蝕液處理上述背發(fā)射極；
腐蝕的溫度為25~50°C，時(shí)間為5~30min ;處理后的結(jié)深為0.5^7微米，其方塊電阻為 50~80 Ω / □;
(4)刻蝕、正面PECVD;
(5)印刷背場、前表面印刷正電極、燒結(jié)；即可得到所述N型背發(fā)射極太陽電池。[0009]上文中，所述步驟(3)中的腐蝕液可以是混合酸液，也可以堿液和混合酸液配合使用；堿液可以選用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3~20%。
[0010]對背面進(jìn)行拋光的目的是保證燒結(jié)后背面結(jié)的均勻性，從而增強(qiáng)長波響應(yīng)，提升短路電流。對背發(fā)射極的腐蝕處理主要是通過控制腐蝕液的強(qiáng)度來改善背發(fā)射極的質(zhì)量，同時(shí)可以制備相對均勻背發(fā)射極，從而明顯減少背結(jié)區(qū)的載流子復(fù)合，改善電池性能。
[0011 ] 上述技術(shù)方案中，所述步驟(2)中的P型摻雜漿料為Al漿料或B漿料。
[0012]所述的P型摻雜漿料可以是金屬漿料，也可以是非金屬漿料。這些都是現(xiàn)有技術(shù)。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述步驟(2)中，燒結(jié)后得到的背發(fā)射極的結(jié)深為:3-10微米，方塊電阻為10~30 Ω/ 口。
[0014]上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中的腐蝕液為混合酸液。
[0015]優(yōu)選的，所述混合酸液包括氫氟酸、硝酸和水，三者的體積比為1:60:100(Tl:20:500。
[0016]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明開發(fā)了一種新的N型背發(fā)射極太陽電池的制備方法，先對硅片背面進(jìn)行拋光，以保證燒結(jié)后背面結(jié)的均勻性，然后對背發(fā)射極進(jìn)行腐蝕處理，改善背發(fā)射極的質(zhì)量，同時(shí)制備相對均勻背發(fā)射極，從而減少背結(jié)區(qū)的載流子復(fù)合；實(shí)驗(yàn)證明:本發(fā)明的方法可以明顯改善開路電壓和短路電流，電池效率可以提升0.3%左右，取得了意想不到的技術(shù)效果，具有創(chuàng)造性。
[0017]2.本發(fā)明的制備方法簡單易行，與現(xiàn)有的工業(yè)化生產(chǎn)工藝兼容性好，不增加任何其它設(shè)備、工序和附加成本，具有良好的可行性和適應(yīng)性，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一與對比例一的內(nèi)量子效率對比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
實(shí)施例一
參見圖1所示，一種N型背發(fā)射極太陽電池的制備方法，包括如下步驟:
(1)對N型硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散、背面拋光；
(2)在硅片背面的拋光面上絲網(wǎng)印刷金屬鋁漿料，燒結(jié)，得到背發(fā)射極；其結(jié)深為5微米左右，其發(fā)射極方塊電阻為20Ω/? ;
(3)采用腐蝕液處理上述背發(fā)射極；腐蝕的溫度為25~50°C，時(shí)間為5~30min；
所述腐蝕液為混合酸液，具體是體積比為1:60:900的氫氟酸、硝酸和水的混合酸液，處理后，其結(jié)深為I微米，方塊電阻為70Ω / □;
(4)RENA 刻蝕、正面 PECVD ；
(5)印刷背場、前表面印刷正電極、燒結(jié)；即可得到N型背發(fā)射極太陽電池。
[0020]對比例一
一種N型背發(fā)射極太陽電池的制備方法，包括如下步驟:
(I)制絨；(2)擴(kuò)散，其方塊電阻為75Ω/ □;
(3)RENA 刻蝕和 PECVD ；
(4)將N型硅片背面通過絲網(wǎng)印刷與例一同樣濕重的金屬鋁漿料，烘干；
(5)印刷正電極并燒結(jié)，得到N型背發(fā)射極太陽電池。
[0021]然后對實(shí)施例一和對比例一的太陽電池進(jìn)行測試，采用200片批量對比數(shù)據(jù)，結(jié)果如下表和圖1所示
【權(quán)利要求】
1.一種N型背發(fā)射極太陽電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)對N型硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散、背面拋光； (2)在硅片背面的拋光面上絲網(wǎng)印刷P型摻雜漿料，燒結(jié)，得到背發(fā)射極； (3)采用腐蝕液處理上述背發(fā)射極； 腐蝕的溫度為25~50°C，時(shí)間為5~30min ;處理后的結(jié)深為0.5^7微米，其方塊電阻為 50~80 Ω / □; (4)刻蝕、正面PECVD; (5)印刷背場、前表面印刷正電極、燒結(jié)；即可得到所述N型背發(fā)射極太陽電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的P型摻雜漿料為Al漿料或B漿料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中，燒結(jié)后得到的背發(fā)射極的結(jié)深為3~10微米，方塊電阻為10-30Ω/ 口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中的腐蝕液為混合酸液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:所述混合酸液包括氫氟酸、硝酸和水，三者的體積比為I:60:10·00~1:20:500ο
【文檔編號】H01L31/0224GK103855230SQ201410102407
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】張為國, 龍維緒, 王栩生, 章靈軍 申請人:蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司