[发明专利]准单晶硅太阳能电池片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及一种准单晶硅太阳能电池片的制造方法。

背景技术

按照市场的发展规律和大的市场环境对光伏生产企业的要求以及企业自身发展的需要，降低生产成本是企业永恒的话题和永远追求的方向。目前，光伏产业制造的电池片主要包括单晶硅电池片和多晶硅电池片。单晶硅电池片虽然具有晶体缺陷少、反射率低、机械强度高等优势，但是其成本高、光衰严重、电耗严重；而多晶硅电池虽然比单晶硅电池片能耗少、光衰低、成本低，不过转化效率较低。在这种技术背景下，开发具有优良性能的准单晶硅电池片凸现出具有很多优势。首先，准单晶硅是在多晶硅铸锭炉上采用铸造结晶的方式获得，其制造成本接近多晶硅，比单晶硅低60%左右；其次，准单晶硅可视为一种原子排列相对有序的多晶硅，质量上更接近单晶硅；再次，准单晶硅铸锭为方形铸锭，制作电池片的切片也是直角方形，硅料利用率可以提高至65%。因此，通过引进准单晶硅片原材料作为太阳能电池片的基材，有望提高电池片的光电转换效率、降低生产成本，进而有利于提高企业产品竞争力和丰富企业的产品种类。

由于准单晶硅中原子排列结构有异于单晶硅片或多晶硅片，硅片中除了(100)晶粒，还存在其他晶向的晶粒，即多晶晶粒；因此，对于以准单晶硅片为基材的太阳能电池片，如果其照搬单晶硅或多晶硅电池片的制造方法，特别是照搬它们的扩散、制绒方法，则制备的电池片都不能获得如期预想的准单晶硅片的优势，因此有必要开发一种适用于准单晶硅电池片的制造工艺，以生产出一种光电转化效率高于多晶硅太阳能电池片、成本却低于单晶硅电池片的一种准单晶硅电池片。目前已有一些关于准单晶硅电池片的专利报道，如申请号为201110419867.7以及申请号为201210177174.6的中国专利，它们的技术重点主要是集中在对其准单晶硅片的制绒工艺和烧结工艺上进行优化，有必要从整体上对准单晶硅片的各道工序进行调整优化，以进一步提高电池片的光电转化效率。

发明内容

本发明需要解决的技术问题在于提供一种准单晶硅太阳能电池片的制造方法，通过该方法制造的太阳能电池片表面反射率低，方阻高，光电转化效率提高，且制备工艺简单。

本发明需要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种准单晶硅太阳能电池片的制造方法，其特征在于依次包括以下步骤：

S1. 制绒工序：在准单晶硅片表面制作绒面并清洗，使准单晶硅片的单片腐蚀克重达到0.42~0.60g；

S2. 扩散工序：将制绒后的准单晶硅片送入扩散炉中进行轻掺杂扩散处理，再以扩散形成的磷硅玻璃为掺杂源，利用激光按照正电极栅线图案对轻掺杂扩散处理后的准单晶硅表面进行重掺杂扩散处理；

S3. 清洗：将扩散处理后的准单晶硅片浸渍在氢氟酸中以去除扩散工序后在硅片表面形成的机械损伤层以及残余磷硅玻璃；

S4. 沉积减反射膜：在硅片表面沉积一层氮化硅减反射膜；

S5. 丝网印刷：通过丝网印刷制作背电极、背电场以及所述正电极栅线；

S6. 烧结：通过烧结使电极固定地粘附在准单晶硅片上并形成欧姆接触；

其中，在步骤S2中重掺杂扩散之后，还需要进行隔离或去除硅片边缘的PN结处理。

优选地，在上述制造方法中，所述步骤S1中先用氢氟酸与硝酸的混合液去除准单晶硅片表面的缺陷和机械损伤层，然后用去离子水清洗，接着用盐酸和硝酸的混合液去除准单晶硅片表面的金属离子杂质，然后用去离子水清洗，最后用压缩空气吹干准单晶硅片；其中所述氢氟酸和硝酸混合液中氢氟酸和硝酸的体积比为1：6~7，氢氟酸和硝酸的总体积百分含量为50~80%。进一步优选地，所述步骤S1中用氢氟酸与硝酸的混合液清洗准单晶硅片之后，还用碱液清洗准单晶硅片，然后才用盐酸和硝酸的混合液去除准单晶硅片表面的金属离子杂质。更进一步优选地，所述氢氟酸和硝酸混合液中氢氟酸和硝酸的体积比为70：460。

进一步优选地，在上述制造方法中，所述步骤S2的轻掺杂扩散处理中以三氯氧磷为扩散源，三氯氧磷的通入量为700~900ml，氮气的通入量为1600~1800ml，扩散炉温度较常规多晶硅片采用的扩散温度高10℃以上。更进一步优选地，所述步骤S2的轻掺杂扩散处理中三氯氧磷的通入量为800ml，氮气的通入量为1700ml，扩散温度在910℃以上。

优选地，在上述制造方法中，所述隔离或去除硅片边缘的PN结处理为在所述步骤S2中利用激光对重掺杂扩散处理后的硅片边缘进行划线刻槽实现PN结的隔离。