[发明专利]双面背接触晶体硅太阳能电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双面背接触晶体硅太阳能电池的制备方法，属于太阳电池领域。

背景技术

常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。目前，在所有的太阳能电池中，晶体硅太阳能电池是得到大范围商业推广的太阳能电池之一，这是由于硅材料在地壳中有着极为丰富的储量，同时硅太阳能电池相比其他类型的太阳能电池，有着优异的电学性能和机械性能。因此，晶体硅太阳电池在光伏领域占据着重要的地位。高效化是目前晶体硅太阳电池的发展趋势，通过改进表面织构化、选择性发射结、前表面和背表面的钝化，激光埋栅等技术来提高太阳能电池的转化效率，但由于其需要特殊的设备和复杂的工艺流程，产业化进程受到制约。

目前，背接触硅太阳电池（MWT太阳电池）受到了大家的广泛关注，其优点在于：由于其正面没有主栅线，减少了电池片的遮光，提高了电池片的转换效率，在制作组件时，可以减少焊带对电池片的遮光影响，同时采用新的封装方式可以降低电池片的串联电阻，减小电池片的功率损失。传统的背接触晶体硅太阳电池的制备方法为：制绒、扩散制结、刻蚀、清洗、镀膜、打孔、印刷、烧结。

另一方面，在当今硅材料日益紧缺的情况下，为了充分提高太阳电池的输出功率，双面受光型晶体硅太阳电池已经成为研究的热点。如中国实用新型专利CN201699033U公开了一种双面受光型晶体硅太阳能电池，其在说明书第3页中公开了其制作方法：(1)将原始硅片进行预清洗，去除损伤层、制绒，作为单晶硅衬底；(2)硅片背靠背进行单面硼扩散，制作P+层；(3)对非扩硼层进行单面腐蚀并用湿氧氧化去除硼硅玻璃；(4)在扩硼层P+上制作氧化硅掩蔽层；(5)同样采用背靠背单面扩散的方法，进行后续的磷扩散，制作N+层；(6)扩磷工艺完成后去除磷硅玻璃；(7)等离子刻蚀去边结；(8)用PECVD在硅片双面沉积氮化硅减反射膜；(9)丝网印刷两面电极，烧结，制成双面受光型晶体硅太阳能电池。

然而，由于并未事先对硅片的一面设置掩膜，因而在步骤(2)的硼扩散之后，在非扩硼面的一面会产生严重的绕射，大量的杂质原子进入硅片的非扩硼层，将严重影响另一面的性能。因此，步骤(3)需要对非扩硼层进行单面腐蚀并用湿氧氧化的方法去除硼硅玻璃。显然，该步骤操作复杂，并且可能会对非扩硼面的绒面造成损坏。此外，二次扩散工艺也使得整个工艺过程较为复杂。

发明内容

本发明目的是提供一种双面背接触晶体硅太阳能电池的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双面背接触晶体硅太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

(1) 在硅片上开孔；

(2) 清洗硅片表面，去除损伤层，在硅片的正面和背面进行制绒；

(3) 采用离子注入的方法在硅片的正面和孔内注入第一掺杂原子，形成第一掺杂层；所述第一掺杂原子的掺杂类型与硅片的类型相反；

(4) 采用离子注入的方法在硅片背面的孔的周围区域注入第一掺杂原子，第一掺杂原子的掺杂类型与硅片的类型相反；

(5) 采用离子注入的方法在硅片背面的非孔周围区域注入第二掺杂原子，形成第二掺杂层；所述第二掺杂原子的掺杂类型与硅片的类型相同；

(6) 将上述硅片放入清洗液中，去除硅片正面和背面的表层原子，去除深度为1~100nm；所述清洗液包括氧化剂和溶解剂，所述氧化剂选自HNO₃、H₂SO₄、H₂O₂、CH₃COOH和O₃中的一种或几种，所述溶解剂选自NH₄HF₂、HF和NH₄OH中的一种或几种；

(7) 将上述硅片进行热氧化、退火；

(8) 在硅片的正面和背面设置减反射膜；

(9) 在孔内设置孔金属电极；双面印刷金属电极，烧结，即可得到双面背接触晶体硅太阳能电池。

上文中，所述步骤(4)中硅片背面的孔的周围区域是指硅片背面以开孔的孔中心为圆心的2~10mm的范围内的正方形、圆形、三角形或任意形状的区域。所述步骤(5)中硅片背面的非孔周围区域是指除了上述硅片背面的孔的周围区域之外的硅片背面的区域。

上文中，所述步骤(3)、(4)、(5)的离子注入步骤的次序可以任意调换。

所述步骤(7)的退火步骤可以活化掺杂原子并修复离子注入产生的晶格损伤。