本發(fā)明涉及一種太陽能電池結構的制備方法，具體涉及一種全背電極P型晶硅異質結太陽電池的制備方法。

背景技術：
隨著晶硅太陽能電池技術不斷發(fā)展，高效單晶硅太陽能電池研究已取得巨大成就。美國Sunpower公司開發(fā)的全背電極(IBC)電池結構，將其柵狀電極全部設計到電池背面，正負極交叉排列，量產(chǎn)效率可達23％，實驗室最高效率達到24.2％。2014年4月，松下公司宣布通過將異質結技術(HIT)和背面接觸電極技術(IBC)相結合，其最新研發(fā)的商用尺寸(143.7cm2)單晶硅電池光電轉換效率已達到25.6％，去年2月，松下采用101.8cm2硅片的HIT電池已經(jīng)達到的24.7％的轉換效率。松下公司此次的突破將效率提高了0.9個百分點，也打破了澳洲新南威爾士大學25％的晶硅電池效率世界記錄。然而，Sunpower的IBC全背電極電池結構的制備工藝步驟已經(jīng)非常繁多，松下公司提出的HIT和IBC結合電池，成本高勢必也將成為大規(guī)模量產(chǎn)推廣的瓶頸。此外，這類電池前表面絨面仍采用常規(guī)結構，因此前表面對光的吸收方面有很大提升空間。此外，由于HIT和IBC技術結合的電池需要厚度比常規(guī)電池厚度更薄，這勢必會降低硅片對光的吸收效果。然而，這類技術(如公開號為CN102214720A和CN102185031A等)都沒有對硅片表面織構做特殊處理，會降低短路電流，所以需要增強硅片表面的陷光能力。在公開號為CN102214720A和CN102185031A的中國專利中采用PECVD法在硅片前表面沉積摻雜非晶硅薄膜，雖然也能達到提升開壓的效果，但與傳統(tǒng)擴散制備的晶硅擴散層無疑增加了生產(chǎn)成本。最致命的問題是，CN102214720A專利中“N型區(qū)域形成p+a-si/i-a-si/P-c-si/P+c-si/i-a-si/n-a-si異質結結構”中“背面P+c-si擴散晶硅層”的存在導致了勢壘增加，大大降低了開路電壓，因此需要去除N型區(qū)域該P+擴散層；而CN102185031A專利中P型區(qū)域的“前表面p+非晶硅薄膜/P型硅基底/P區(qū)電極”同樣使得空穴很難越過勢壘到達P區(qū)電極?；谏鲜霈F(xiàn)有的技術的不足，需要開發(fā)一種簡單廉價的太陽電池結構，進一步增強陷光能力，提高短路電流；優(yōu)化電池結構和工藝，增加開路電壓。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題是：提出一種新的HIT與IBC制備電池技術相結合的工藝，并采用黑硅技術將P型硅基底前表面制備成納米絨面結構，設計出全新的電池結構，該方法所制備的太陽能電池結構不僅提高電池對光的吸收能力、轉換效率，提高短路電流，而且簡化工藝步驟、降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明的技術方案是：一種全背電極P型晶硅異質結太陽電池的制備方法，包括以下具體步驟：(1)采用金屬催化化學刻蝕法或等離子體刻蝕法在P型硅基底前表面制備納米絨面，所述納米絨面為類金字塔狀或蜂窩狀；(2)通過硼源高溫擴散或離子注入法，在P型硅基底背面重擴硼制備P++型硼重擴散晶硅層；(3)通過硼源高溫擴散或離子注入法，在P型硅基底前表面淺擴硼制備P+型硼淺擴散晶硅層；(4)在P型硅基底前表面的納米絨面上依次沉積SiOx薄膜和SiNx薄膜作為鈍化層和減反層，得SiOx鈍化/SiNx減反層；(5)將P型硅基底背面的P++型硼重擴散晶硅層采用絲網(wǎng)印刷腐蝕性漿料腐蝕，將P++型硼重擴散晶硅層局部去除，部分露出P型硅基底；(6)再采用PECVD沉積法，在步驟(5)的基礎上，依次沉積一層本征非晶硅薄膜層和一層n型非晶硅薄膜層；(7)在P型硅基底背面的P++型硼重擴散晶硅層區(qū)域上方印刷腐蝕性漿料，去除其表面生長的本征非晶硅薄膜層和n型非晶硅薄膜層，露出P++型硼重擴散晶硅層；(8)在步驟(7)的基礎上，在P型硅基底背面濺射一層透明導電薄膜層；(9)用激光將P型硅基底背面刻蝕開膜，開膜寬度為1μm～50μm，將P型硅基底背面分為P區(qū)和N區(qū)；(10)最后在P型硅基底背面絲網(wǎng)印刷背電極，在100℃～300℃的溫度下燒結，燒結時間為10s～600s，得全背電極P型晶硅異質結太陽電池。所述全背電極P型晶硅異質結太陽電池包括P型硅基底，在所述P型硅基底的前表面上由里至外依次有納米絨面、P+型硼淺擴散晶硅層以及SiOx鈍化/SiNx減反層；所述P型硅基底的背面分為P區(qū)、N區(qū)和位于P區(qū)、N區(qū)之間的開膜區(qū)；所述N區(qū)從上到下包括本征非晶硅薄膜層、n型非晶硅薄膜層、透明導電薄膜層和背電極，且所述本征非晶硅薄膜層與P型硅基底的背表面連接；所述P區(qū)從上到下包括P++型硼重擴散晶硅層、透明導電薄膜層以及背電極，且所述P++型硼重擴散晶硅層與所述P型硅基底的背表面連接。優(yōu)選方案：步驟(1)所述P型硅基底為P型單晶硅或多晶硅，厚度為50μm～300μm。優(yōu)選方案：步驟(1)所述納米絨面的厚度為50nm～900nm。所述的硅片前表面納米絨面結構具有極低的反射率，具有提高對光的吸收，增加太陽電池電流的作用。優(yōu)選方案：步驟(2)所述P++型硼重擴散晶硅層的厚度為0.1μm～0.5μm，方塊電阻為20～150ohm/Sq。優(yōu)選方案：步驟(3)所述P+型擴散晶硅層的厚度為0.1μm～0.5μm，方塊電阻為50～200ohm/Sq。優(yōu)選方案：步驟(4)所述SiOx鈍化/SiNx減反層的總厚度為25nm～150nm，所述的SiOx薄膜作為鈍化層是通過熱氧化法制備獲得，SiNx薄膜作為減反層是通過PECVD法制備獲得，其中SiOx厚度為5nm～50nm，SiNx為20nm～100nm，SiNx折射率為1.9～2.3。它具有很好的鈍化作用，減少前表面載流子復合，并且具有很好的減反作用，降低前表面光的反射，增加光的吸收。優(yōu)選方案：步驟(5)中，所述的腐蝕漿料為堿性，通過控制烘干溫度和時間，將硅片背面漿料局部覆蓋的P++型硼重擴散晶硅層去除，露出P型硅基底，使得其為“指插狀”，見圖5.優(yōu)選方案：步驟(6)所述本征非晶硅薄膜層的厚度為1nm～50nm，所述n型非晶硅薄膜層厚度為2nm～20nm，方阻為10～100ohm/Sq。它能起到很好的背面鈍化作用。優(yōu)選方案：步驟(7)中，所述的腐蝕漿料為堿性，通過控制烘干溫度和時間，在剩余P++型硼重擴散晶硅層區(qū)域上方印刷腐蝕性漿料，去除其表面生長的本征非晶硅薄膜層和n型非晶硅薄膜層，露出P++型硼重擴散晶硅層。優(yōu)選方案：步驟(8)所述透明導電薄膜層的厚度為50nm～500nm，所述的透明導電薄膜層通過磁控濺射或反應離子沉積制備獲得，材料可為In2O3:Sn(ITO)、In2O3、SnO2、SnO2:F(FTO)、ZnO:Al(ZAO)、In2O3:Mo(IMO)、SnO2:Sb(ATO)、ZnO2-SnO2、ZnO2-In2O3、ZnAl2O4、In4Sn3O12、CdIn2O4、Zn2SnO4、GaInO3中一種。優(yōu)選方案：步驟(10)所述背電極的材料為Ag、Au、Al、Ni、Cu/Ni或Ti/Pd/Ag，背電極的厚度為10μm～100μm。下面對本發(fā)明做進一步解釋和說明：通過本發(fā)明的方法所制備得到的電池結構的N型區(qū)域從上到下由P+型硼淺擴散晶硅層(P+-c-Si)、P型硅片層(P-c-Si)、本征非晶硅薄膜層(i-a-Si)、n型非晶硅薄膜層(n-a-Si)、透明導電薄膜(TCO)、背電極構成，形成P+-c-Si/P-c-Si/i-a-Si/n-a-Si異質結構，可以提高太陽電池的轉換效率。本發(fā)明的電池結構的P型區(qū)域由P+型硼淺擴散晶硅層(P+-c-Si)、P型晶體硅(P-c-Si)、P++型硼重擴散晶硅層(P++-c-Si)、透明導電薄膜(TCO)、背電極構成。所述的硅片背面由P型區(qū)域的硼重擴散晶硅層(P++-c-Si)、P型晶硅基底(P-c-Si)和前表面硼淺擴散晶硅層(P+-c-Si)形成高低結，起到背面鈍化和提升開路電壓的作用。該電池結構受光面沒有電極，不僅增加了受光面積，而且降低組件生產(chǎn)成本。通過本發(fā)明的方法所制備得到的電池結構前表面納米絨面結構大大增加了光的吸收；全背電極結構與晶硅/非晶硅異質結結構的相結合，將金屬電極全部移至電池背面，受光面沒有電極，降低了組件生產(chǎn)成本、電池的復合損失，從而光學損失和電阻均顯著減少，效率大幅提升。因此，本發(fā)明能快速的應用于當前常規(guī)硅基太陽電池產(chǎn)業(yè)，可以顯著提高太陽能電池的效率。本發(fā)明的優(yōu)勢在于：通過本發(fā)明的方法所制備得到電池結構的全背電極有效降低了受光面的遮光面積和接觸電阻，簡化了后續(xù)組件生產(chǎn)的焊接工序，從而提高了太陽電池轉換效率，并降低了生產(chǎn)成本；表面納米絨面結構大大降低了光的反射率，增加了光的吸收，從而大大提高了電池的短路電流，有效提高了電池的轉化效率。附圖說明下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明的步驟(1)的結構示意圖；圖2是本發(fā)明的步驟(2)的結構示意圖；圖3是本發(fā)明的步驟(3)的結構示意圖；圖4是本發(fā)明的步驟(4)的結構示意圖；圖5是本發(fā)明的步驟(5)的結構示意圖；圖6是本發(fā)明的步驟(6)的結構示意圖；圖7是本發(fā)明的步驟(7)的結構示意圖；圖8是本發(fā)明的步驟(8)的結構示意圖；圖9是本發(fā)明的步驟(9)的結構示意圖；圖10是本發(fā)明的步驟(10)的結構示意圖；其中，1是P型硅基底，2是納米絨面層，3是P++型硼重擴散晶硅層，4是P+型硼淺擴散晶硅層，5是SiOx鈍化/SiNx減反層，6.是本征非晶硅薄膜層，7是n型非晶硅薄膜層，8是透明導電薄膜層，9是背電極，10是開膜區(qū)，11是P區(qū)，12是N區(qū)。具體實施方式下面結合實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的解釋和說明：一種全背電極P型晶硅異質結太陽電池結構，包括P型硅基底1，在所述P型硅基底1的前表面上由里至外依次有納米絨面層2、P+型硼淺擴散晶硅層4以及SiOx鈍化/SiNx減反層5；所述P型硅基底1的背面分為N區(qū)12、P區(qū)11和位于N區(qū)12、P區(qū)11之間的開膜區(qū)10；所述N區(qū)12從上到下包括本征非晶硅薄膜層6、n型非晶硅薄膜層7、透明導電薄膜層8和背電極層9，且所述本征非晶硅薄膜層6與P型硅基底1的背表面連接；所述P區(qū)11從上到下包括P++型硼重擴散晶硅層3、透明導電薄膜層8以及背電極層9，且所述P++型硼重擴散晶硅層3與所述P型硅基底1的背表面連接。實施例1，如圖1-10所示，一種全背電極P型晶硅異質結太陽電池的制備方法，包括以下步驟，(1)采用金屬催化化學刻蝕法，在P型硅基底前表面制備出類金字塔的納米絨面，納米絨面尺度為200nm，再用清洗工藝將殘留金屬粒子等有害物質清洗掉；(2)通過硼源高溫擴散，在P型硅基底背面制備獲得p++型硼重擴散層晶硅層，其厚度為0.3μm，方塊電阻為80ohm/Sq；(3)通過硼源高溫淺擴散，在P型硅基底背面制備獲得p+型硼淺擴散層晶硅層，其厚度為0.3μm，方塊電阻為130ohm/Sq；(4)通過熱氧化法，在P型硅基底前表面納米絨面上先沉積SiOx薄膜作為鈍化層，然后通過PECVD沉積法沉積SiNx薄膜作為減反層，其中SiOx厚度為20nm，SiNx厚度為50nm，SiNx折射率為2.2；(5)通過控制腐蝕性漿料的烘干溫度和時間，將硅片背面漿料局部覆蓋的p++型硼重擴散層晶硅層去除，露出P型硅基底；(6)通過PECVD沉積法，在硅片背面采用PECVD沉積法依次沉積一層本征非晶硅薄膜層和一層n型非晶硅薄膜層，其中本征非晶硅薄膜層厚度為10nm，n型非晶硅薄膜層厚度為10nm，方阻為80ohm/Sq；(7)在硅片背面剩余p++型硼重擴散層晶硅層區(qū)域上方印刷腐蝕性漿料，通過控制烘干溫度和時間，去除其表面生長的本征非晶硅薄膜層和n型非晶硅薄膜層，露出p++型硼重擴散層晶硅層；(8)通過磁控濺射法，在硅片背面濺射一層透明導電薄膜層，其厚度為200nm。(9)激光開膜法，將P型硅基底背面的本征非晶硅薄膜層、n型非晶硅薄膜層和TCO透明導電膜用激光劃開，使得硅片背面的P區(qū)和N區(qū)分開，開膜寬度為20μm。(10)P型硅基底背面通過絲網(wǎng)印刷銀電極，低溫燒結，燒結溫度200℃，其厚度為20μm。實施例2，如圖1-10所示，一種全背電極P型晶硅異質結太陽電池的制備方法，包括以下步驟，(1)采用金屬催化化學刻蝕法，在P型硅基底前表面制備出類金字塔的納米絨面，納米絨面尺度為150nm，再用清洗工藝將殘留金屬粒子等有害物質清洗掉；(2)通過離子注入法，在P型硅基底背面制備獲得p++型硼重擴散層晶硅層，其厚度為0.2μm，方塊電阻為70ohm/Sq；(3)通過離子注入法，在P型硅基底背面制備獲得p+型硼淺擴散層晶硅層，其厚度為0.2μm，方塊電阻為150ohm/Sq；(4)通過熱氧化法，在P型硅基底前表面納米絨面上先沉積SiOx薄膜作為鈍化層，然后通過PECVD沉積法沉積SiNx薄膜作為減反層，其中SiOx厚度為15nm，SiNx厚度為50nm，SiNx折射率為2.0；(5)通過控制腐蝕性漿料的烘干溫度和時間，將硅片背面漿料局部覆蓋的p++型硼重擴散層晶硅層去除，露出P型硅基底；(6)通過PECVD沉積法，在硅片背面采用PECVD沉積法依次沉積一層本征非晶硅薄膜層和一層n型非晶硅薄膜層，其中本征非晶硅薄膜層厚度為15nm，n型非晶硅薄膜層厚度為15nm，方阻為10～100ohm/Sq；(7)在硅片背面剩余p++型硼重擴散層晶硅層區(qū)域上方印刷腐蝕性漿料，通過控制烘干溫度和時間，去除其表面生長的本征非晶硅薄膜層和n型非晶硅薄膜層，露出p++型硼重擴散層晶硅層；(8)通過磁控濺射法，在硅片背面濺射一層透明導電薄膜層，其厚度為180nm。(9)激光開膜法，將P型硅基底背面的本征非晶硅薄膜層、n型非晶硅薄膜層和TCO透明導電膜用激光劃開，使得硅片背面的P區(qū)和N區(qū)分開，開膜寬度為10μm。(10)P型硅基底背面通過絲網(wǎng)印刷銀電極，低溫燒結，燒結溫度200℃，其厚度為18μm。