[发明专利]太阳电池的制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种半导体元件的制造方法，尤其涉及一种太阳电池的制备方法，属于太阳能电池生产制作技术领域。

背景技术

目前常规硅太阳电池生产的工艺流程为，表面预清洗、制绒去除损伤层并形成减反射的绒面结构、化学清洗并干燥；通过液态源扩散的方法在硅片表面各点形成均匀掺杂的PN结；去除扩散过程中形成的周边PN结和表面磷硅玻璃；表面沉积钝化和减反射膜；制作太阳电池的背面电极、背面电场和正面电极；烧结形成欧姆接触，从而完成整个电池片的制作过程。其中去除扩散过程中形成的周边PN结这一步骤，目前大都采用等离子干法刻蚀和酸液湿法刻蚀的方法来实现。

刻蚀是用化学或物理方法有选择的从硅片表面去除不需要的材料的过程，所谓干法刻蚀，通常指的就是利用辉光放电的方式，产生包含离子或电子等带电粒子和具有高化学活性的中性原子及自由基的等离子体来进行薄膜移除的刻蚀技术。等离子体干法刻蚀虽然有较好的刻蚀均匀性和刻蚀各向异性。但干法刻蚀对下层材料具有较差的刻蚀选择比，且等离子体刻蚀中常伴随着离子轰击和辐射，这些现象对器件的损伤较大。另外经常有反应残留物沉积在硅片边缘导致颗粒玷污和缺陷。这些都会严重影响刻蚀的稳定性，影响产品电性能，导致电池片并联电阻偏小和漏电流较大等。湿法刻蚀一般采用液体化学试剂（如酸、碱和溶剂等）以化学方式去除硅片表面的材料，其对下层材料具有高的选择比，对器件不会带来物理等损伤，但其化学反应没有方向性，会有侧向刻蚀而产生钻蚀现象，难以控制腐蚀槽的参数以保证其均匀性，并且化学试剂的处理费用昂贵等。

为此人们不断努力，已在研究发展高等离子体密度等离子体系统，使用多腔的系统或静电吸附夹具等，以减少等离子对器件损伤和微粒的污染，增加生产速度和提高刻蚀均匀性等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳电池的制备方法，替代目前的太阳电池制备中的刻蚀工艺，提高产品质量，降低成本。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种太阳电池的制备方法，包括以下步骤：

提供多片单晶硅片，对单晶硅片表面织构化形成绒面结构；

将多片织构化的硅片层叠在一起，并采用化学气相沉积法在其四周沉积氮化硅或氧化硅掩蔽膜，或者通过化学氧化的方法在其四周沉积一层氧化硅掩蔽膜；

将上述硅片通过扩散工艺，在硅片待制作正面电极的前表面上扩散上一层磷掺杂层，形成PN结，而在硅片的周边由于掩蔽膜的存在而没有形成扩散PN结；

去除在硅片周边形成的掩蔽膜和在硅片表面形成的副产物磷硅玻璃；

采用等离子增强化学气相沉积法在上述硅片的扩散面沉积一层氮化硅薄膜形成钝化及减反射层；

用丝网印刷的方法，在上述硅片层的背面依次印刷背电极浆料和背电场浆料，在正面印刷细栅电极和主栅电极浆料后进行烧结；

烧结后背电极浆料和背电场浆料形成太阳能电池的背面Ag电极和铝背场，而正面电极浆料则穿过钝化及减反射层与扩散层接触，形成具有良好欧姆接触的太阳能电池的正面Ag电极。

上述的太阳电池的制备方法，其中，所述对单晶硅片表面织构化形成绒面结构包括如下步骤：对单晶硅片进行预清洗，预清洗采用超声波，并添加一定的清洗去污剂；之后将单晶硅片置于温度为75-80℃，质量百分比浓度为1%－2%的氢氧化钠溶液中进行表面织构化工艺，并添加适量制绒催化剂，以在100晶向的硅片表面形成均匀一致的大小在1-3um的“金字塔”状绒面结构，使表面具有良好的陷光效果。

上述的太阳电池的制备方法，其中，所述沉积氮化硅或氧化硅掩蔽膜包括如下步骤：将所述硅片层上下两面用一组金属板和聚四氟乙烯薄片遮盖并用螺丝牢固，使各硅片间紧紧贴住；然后将固定后的该叠硅片置于一管式静态化学气相沉积设备中，运行沉积工艺,并缓慢旋转底座，使得在硅片层周边形成一层均匀致密的氮化硅或氧化硅掩蔽膜。

上述的太阳电池的制备方法，其中，所述沉积氮化硅或氧化硅掩蔽膜包括如下步骤：将织构化后的硅片依次平放于一板式化学气相沉积镀膜载具中，用一组模具盖片将待沉积的硅片前表面正好覆盖住，运行沉积工艺后在硅片周边形成一层致密的氮化硅或氧化硅掩蔽膜。

上述的太阳电池的制备方法，其中，所述去除掩蔽膜和磷硅玻璃包括如下步骤：将扩散后的硅片置于体积百分比为10%左右的氢氟酸溶液中，清洗3-5分钟将硅片四周的掩蔽膜和扩散时在硅片表面形成的磷硅玻璃去除干净。

上述的太阳电池的制备方法，其中，所述钝化及减反射层的厚度为75～85nm，折射率控制为1.6～2.6。