(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種選擇性發(fā)射極太陽能電池的制備方法。

(二)

背景技術(shù)：

晶硅太陽能電池占了目前世界上產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用的太陽能電池85％以上。由于晶硅太陽能電池具有高效率和衰減低的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于建筑屋頂和大型光伏電站。在國內(nèi)由于光伏可并網(wǎng)發(fā)電的新政，將會有越來越多的家庭選擇在屋頂安裝晶硅太陽能電池的電池組件進(jìn)行發(fā)電。

常規(guī)的p型襯底的晶硅太陽能能電池的效率一般在18％以上。由于晶硅太陽能電池在實(shí)際應(yīng)用中有可達(dá)25年壽命的生命周期，所以其衰減率是一個非常重要的技術(shù)參數(shù)，相比薄膜太陽能電池、染料敏化太陽能電池的高衰減率，晶硅太陽能電池在25年應(yīng)用周期里的衰減率在20％以內(nèi)。

選擇性發(fā)射極太陽能電池是在表面形成一個選擇性的重擴(kuò)散層。由于電池的電極是印刷在電池的正反表面，而電極處正是電極的薄弱之處，如果可以進(jìn)行金屬電極區(qū)鈍化，或?qū)饘匐姌O區(qū)進(jìn)行重擴(kuò)，將提高鈍化性能，降低反向飽和電流密度(j0)和降低接觸電阻率(rho)，對于提高電池的開路電壓(voc)、電流密度(jsc)和填充因子(ff)是有很大作用的，從而最終提高電池的效率。

然而，現(xiàn)有的選擇性發(fā)射極技術(shù)工藝較繁瑣，工藝穩(wěn)定性不夠，特別是選擇性擴(kuò)散層的制備工藝還不夠完善?，F(xiàn)有選擇性發(fā)射極太陽能電池的制備技術(shù)激光開槽工藝費(fèi)時長，不能滿足大規(guī)模高速度的生產(chǎn)要求。其次是激光燒蝕工藝也會帶來一些對電池片的污染，還有就是電池的加工效率不高，難以和產(chǎn)線的高速度生產(chǎn)相匹配。

(三)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單高效，可獲得高方阻、高電池效率的選擇性發(fā)射極太陽能電池的制備方法。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)其目的所采用的技術(shù)方案是：

一種高效晶體硅太陽能電池的制備方法，其步驟包括對硅片進(jìn)行拋光、制絨、擴(kuò)散、印刷漿料、刻蝕、清洗、鍍膜、印刷電極、燒結(jié)，所述印刷漿料是指絲網(wǎng)印刷阻擋性油墨漿料。

進(jìn)一步地，所述阻擋性油墨漿料是sunchemical公司生產(chǎn)的的rstinkscrclear或pvgs公司生產(chǎn)的resistink。

進(jìn)一步地，所述拋光具體為：對硅片用koh進(jìn)行拋光，以去除裸硅片表面的劃痕和不平整區(qū)域。

進(jìn)一步地，所選擇的硅片是性能良好、高純度、電阻率在3～10ohm/cm的p型裸硅片。

進(jìn)一步地，所述制絨具體為：將硅片置于堿性溶液里反應(yīng)，制成倒金字塔的絨面結(jié)構(gòu)。

在制絨液中可以加入含維生素的有機(jī)溶液，它能增強(qiáng)制絨反應(yīng)的氣泡的流動，形成整齊的、一致性好的金字塔絨面。

進(jìn)一步地，制絨之后進(jìn)行酸清洗，以去除硅片表面的劃痕損傷層、有機(jī)物和金屬離子。

進(jìn)一步地，所述擴(kuò)散具體為：使用液態(tài)pocl3磷源加熱擴(kuò)散或旋涂液體磷源加熱擴(kuò)散或固體擴(kuò)散。

進(jìn)一步地，使用液態(tài)pocl3作為擴(kuò)散源，在850℃進(jìn)行擴(kuò)散，在硅片表面形成n⁺層，方阻為20ohm/sq。

進(jìn)一步地，在擴(kuò)散之后使用氫氟酸去除表面磷硅玻璃。

進(jìn)一步地，所述印刷漿料具體為：絲網(wǎng)印刷阻擋性油墨漿料于硅片的正表面。

進(jìn)一步地，絲網(wǎng)印刷的設(shè)備精度要求在50μm以下。

進(jìn)一步地，印刷漿料之后進(jìn)行uv固化或加熱固化。

進(jìn)一步地，所述刻蝕是指使用體積比為1～2∶4～6∶5～8的氫氟酸、硝酸、水的混合溶液對非阻擋的表面進(jìn)行酸性刻蝕1～5分鐘，所得方塊電阻為60ohm/sq。

進(jìn)一步地，所述清洗具體為：使用堿性溶液清洗硅片表面殘留的油墨漿料，使得表面形成高低方阻交叉出現(xiàn)的選擇性擴(kuò)散區(qū)域，同時使用機(jī)器去除背面的擴(kuò)散層。

進(jìn)一步地，所述鍍膜具體為：使用pecvd鍍上sinx膜，使得擴(kuò)散硅片表面鈍化。

進(jìn)一步地，sinx膜的厚度是80nm。

進(jìn)一步地，所述印刷電極具體為：在正面印刷銀漿，在背面印刷銀鋁漿或鋁漿。

進(jìn)一步地，在900℃進(jìn)行燒結(jié)，使得金屬電極燒穿氮化硅，達(dá)到良好的歐姆接觸。

本發(fā)明的有益效果是，在本發(fā)明使用的油墨漿料中，抗蝕劑的主要成分是石蠟，對強(qiáng)酸具有阻擋性，因此本發(fā)明使用的油墨漿料可溶于堿性溶液，而不溶于酸性溶液，另外還具有印刷性強(qiáng)、不容易粘版、容易清洗等優(yōu)點(diǎn)，提高了生產(chǎn)選擇性發(fā)射極太陽能電池的效率，得到的太陽能電池效率更高，降低了生產(chǎn)成本，潔凈度高。

所使用的酸性刻蝕溶液為hf/hno3/h2o，通過控制刻蝕溶液組分的比例和刻蝕時間，可以顯著提高方阻；該酸性刻蝕溶液可以很好的與油墨漿料相匹配，如果選擇堿刻蝕法，那么相匹配的阻擋性漿料的選擇空間就很小。

目前常規(guī)工藝生產(chǎn)的選擇性太陽能電池的效率一般在18％以下，而本發(fā)明減少了工藝步驟，可以和現(xiàn)有設(shè)備很好的結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，高精度、快速獲得效率達(dá)19.5％以上的太陽能電池。

(四)附圖說明

圖1是拋光去除硅片損傷層的剖面示意圖；

圖2是堿性制絨、獲得金字塔絨面的剖面示意圖；

圖3是磷擴(kuò)散后的剖面示意圖；

圖4是絲網(wǎng)印刷阻擋性油墨漿料的剖面示意圖；

圖5是選擇性刻蝕的剖面示意圖；

圖6是清洗阻擋性油墨漿料、去背結(jié)的剖面示意圖；

圖7是pecvd鍍sinx膜的剖面示意圖；

圖8是印刷金屬電極、燒結(jié)的剖面示意圖。

(五)具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

1.如圖1所示，取性能良好、高純度、電阻率為10ohm/cm的p型硅片1，進(jìn)行koh堿性拋光，以去除裸硅片表面的劃痕和不平整區(qū)域。

2.如圖2所示，將硅片置于堿性溶液里反應(yīng)，制成倒金字塔的絨面結(jié)構(gòu)2，然后進(jìn)行酸清洗，以去除硅片表面的劃痕損傷層、有機(jī)物和金屬離子。

3.如圖3所示，把硅片放入擴(kuò)散爐進(jìn)行擴(kuò)散，使用液態(tài)pocl3作為擴(kuò)散源，在850℃進(jìn)行擴(kuò)散，從而在硅片表面3形成n⁺層，方阻為20ohm/sq，擴(kuò)散之后使用氫氟酸去除表面磷硅玻璃。

4.如圖4所示，絲網(wǎng)印刷阻擋性油墨漿料4rstinkscrclear(購自sunchemical公司)于硅片的正表面，絲網(wǎng)印刷的設(shè)備精度要求在50μm以下，然后進(jìn)行uv固化。

5.如圖5所示，使用體積比為1∶5∶6的氫氟酸、硝酸、水的混合溶液對非阻擋的表面進(jìn)行酸性刻蝕3分鐘，所得方塊電阻為60ohm/sq。

6.如圖6所示，使用koh溶液清洗硅片表面殘留的油墨漿料，使得表面形成高方阻區(qū)5和低方阻區(qū)6交叉出現(xiàn)的選擇性擴(kuò)散區(qū)域，同時使用機(jī)器去除背面的擴(kuò)散層。

7.如圖7所示，使用pecvd鍍上sinx膜7，使得擴(kuò)散硅片表面鈍化，sinx膜的厚度是80nm。

8.如圖8所示，在硅片表面，在正面印刷銀漿8，在背面印刷銀鋁漿或鋁漿9。

9.在900℃進(jìn)行燒結(jié)，使得金屬電極燒穿氮化硅，達(dá)到良好的歐姆接觸。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高效晶體硅太陽能電池的制備方法。該方法的步驟包括對硅片進(jìn)行拋光、制絨、擴(kuò)散、印刷漿料、刻蝕、清洗、鍍膜、印刷電極、燒結(jié)，由于采用了印刷性強(qiáng)、可阻擋酸性刻蝕、不容易粘版、容易清洗的阻擋性油墨漿料。本發(fā)明提高了生產(chǎn)選擇性發(fā)射極太陽能電池的效率，降低了生產(chǎn)成本。另外所使用的酸性刻蝕溶液為HF/HNO3/H2O，可以顯著提高方阻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明減少了工藝步驟，可以和現(xiàn)有設(shè)備很好的結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，高精度、快速獲得效率達(dá)19.5％以上的太陽能電池。

技術(shù)研發(fā)人員：白路;羅忠輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東技術(shù)師范學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：2016.12.16
技術(shù)公布日：2017.07.21