[发明专利]一种晶体硅太阳能电池氧化铝钝化膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池生产制造领域，涉及一种晶体硅太阳能电池氧化铝钝化膜的制备方法。

背景技术

为了提高晶体硅电池的转换效率，减少电池片的表面复合是一种有效的方法，这种效果称做钝化。在电池片的正面，减反射薄膜起到了良好的表面钝化作用；在电池片的背面，经过研究人员的分析和测试，铝背场的钝化效果还有很大的提升空间。研究人员从这个角度开发了背钝化电池，即通过在电池片背面镀钝化膜的方式来提升钝化效果。背钝化电池降低了电池片背面的载流子复合，增强了长波光的响应，提高了电池的开路电压，最终电池的效率也将得到提升。SiO2、非晶硅和氧化铝都可以作为背钝化膜，目前的背钝化电池常采用氧化铝作为背钝化膜。

现有技术采用PECVD（等离子体增强化学气相沉积）沉积技术或ALD(原子层沉积)沉积技术在电池片背面生成钝化膜，PECVD是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体，在局部形成等离子体，利用等离子体化学活性强，容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。原子层沉积是通过将气相前驱体脉冲交替地通入反应器并在沉积基体上化学吸附并反应而形成沉积膜的一种技术。这两种沉积技术采用的设备昂贵，成本较高。

发明内容

为克服传统技术钝化膜生成工艺复杂，成本设备均较昂贵的技术缺陷，本发明提供一种晶体硅太阳能电池氧化铝钝化膜的制备方法。

本发明所述晶体硅太阳能电池氧化铝钝化膜的制备方法，包括如下步骤：

步骤1.在电池片背面形成一层金属铝膜；

步骤2.将金属铝膜氧化成氧化铝；

步骤3.检验电池片背部是否氧化完成，是则进入步骤4，否则返回步骤2；

步骤4.清洗后的电池片进行退火，退火完成后使电池片自然冷却。

优选的，所述步骤1中使用金属真空镀膜机进行对电池片背面进行铝膜蒸镀。

优选的，将覆盖了金属铝膜的电池片置于纯水池中，煮沸使金属铝膜被氧化成氧化铝；

进一步的，所述纯水池的纯水为18M纯水。

进一步的，所述步骤2中还包括对氧化后的电池片使用甩干机进行干燥。

优选的，所述步骤3中使用椭圆偏振测量仪对电池片检验是否氧化完成。

优选的，所述步骤4中使用扩散炉进行退火。

进一步的，所述步骤4中退火时扩散炉内温度为500摄氏度，扩散炉内通入纯氮气体。

更进一步，所述纯氮气体为氮气体积百分比达到99.9%以上的气体。

优选的，金属铝膜厚度为200纳米。

采用本发明所述的晶体硅太阳能电池氧化铝钝化膜的制备方法，工艺过程简单，各步骤使用实验室设备即可完成全部钝化膜和电极制备过程，在电池片背部制备氧化铝钝化膜增强了电池对长波光的吸收，降低了电池背表面的复合，提升了太阳能电池效率。

附图说明

图1示出本发明所述晶体硅太阳能电池氧化铝钝化膜的制备方法的具体实施方式步骤框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

一种晶体硅太阳能电池氧化铝钝化膜的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤1.在电池片背面形成一层金属铝膜；

步骤2.将金属铝膜氧化成氧化铝；

步骤3.检验电池片背部是否氧化完成，是则进入步骤4，否则返回步骤2；

步骤4.清洗后的电池片进行退火，退火完成后使电池片自然冷却。

本发明优选的在步骤1中使用金属真空镀膜机进行对电池片背面进行铝膜蒸镀，将电池片和铝锭放入真空镀膜机，抽真空使真空度达到要求后，打开电子枪对铝锭进行轰击，使铝原子被溅射出沉积在电池片背面。电池片背面沉积铝膜厚度与需要的电极厚度一致，本发明中优选为200纳米，厚度太薄，钝化层厚度均匀度差，性能下降。

PECVD和ALD技术生成的钝化膜厚度较薄，分别为30纳米和20纳米，由于PECVD和ALD技术成膜的原子致密性高，因此较薄的厚度即可符合要求，本发明采用蒸镀铝原子沉积在太阳能电池硅片表面的手段，原子致密性较低，因此控制沉积厚度200纳米以达到钝化效果，发明人经过多次实验发现，厚度小于200纳米则不能达到技术要求，大于200纳米导致铝的消耗量增加，但钝化效果提升不明显。