[发明专利]制备晶体硅太阳能电池氧化硅膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种制备晶体硅太阳能电池氧化硅膜的方法。

背景技术

随着石油、天然气等不可再生资源的过度开发，地球油气资源储备也锐减。目前，人类不断加强对可再生能源的研究和开发，其中，太阳能电池可利用其光生伏打效应将太阳能光线转化为电能，具有二氧化碳排放极低、能源取之不绝等特点。通常来说，太阳能电池可分为晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机太阳能电池。当前技术相对成熟的晶体硅太阳能电池在太阳能领域中占据主导地位。

在晶体硅太阳能电池的制备过程中，为了减小电极和硅片的接触电阻，通常要求扩散后高浓度掺杂，但此时电池的顶层复合大，限制了电池的转换效率。为此通常需要在完成制绒、扩散、边绝缘后制备SiOn（氧化硅）钝化层和SiN_X（氮化硅）减反层，采用SiOn可改善SiN_X与硅片晶格失配问题，减少太阳能电池的表面复合。

专利CN202601629U公开了一种晶体硅太阳能电池，在太阳能电池表面采用PECVD(等离子增强化学气相沉积)或ALD（原子层沉积）依次制备SiOn层、Al₂O₃(三氧化二铝)层和SiN_X（氮化硅）减反层。但是，类似专利CN202601629U制备氧化硅膜层的方法需要采用PECVD或其他沉积设备，一方面此类设备价格昂贵，同时为保证膜层厚度和质量需要复杂的沉积工艺。因此，需要寻找一种操作简单的氧化硅膜层的制备工艺。

发明内容

本发明旨在提供一种制备晶体硅太阳能电池氧化硅膜的方法，以提供一种工艺简单、生产成本低的制备晶体硅太阳能电池氧化硅膜的方法。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种制备晶体硅太阳能电池氧化硅膜的方法。该方法包括将硅片置于纳米二氧化钛水分散液中，采用紫外光照射硅片，然后将硅片取出、烘干。

进一步地，将硅片置于纳米二氧化钛水分散液中之前，包括硅片的清洗、制绒、扩散、去除磷硅玻璃、单边刻蚀以及边缘绝缘处理。

进一步地，纳米二氧化钛水分散液中纳米二氧化钛的平均粒径为5nm～500nm。

进一步地，纳米二氧化钛为金红石晶体、锐钛矿晶体或板钛矿晶体中的一种或多种。

进一步地，纳米二氧化钛水分散液为二氧化钛质量比为0.5wt%～30wt%的水溶液。

进一步地，晶体硅太阳能电池为单晶硅太阳能电池、类单晶太阳能电池、多晶硅太阳能电池和/或基于晶体硅的异质结电池。

进一步地，紫外光照射的强度为250～500μW/cm²。

应用本发明的技术方案，利用纳米二氧化钛在紫外光下的强氧化性，使置于纳米TiO₂水分散液中的硅片表面氧化生成厚度可控的氧化硅膜，其中纳米TiO₂作为催化剂参与反应，原料消耗极少，同时此方法所需设备简单，不需要采用复杂的真空镀膜设备，工艺操作简单，能够有效降低生产成本，适于大规模生产。同时纳米TiO₂在氧化太阳能硅片的同时，在与太阳能硅片被氧化区域水分子会被部分还原为氢气，此部分氢气部分渗透到氧化硅膜中，从而提高氧化硅膜层质量。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

现有技术中制备晶体硅太阳能电池氧化硅膜设备价格昂贵，工艺复杂。针对这一技术现状，发明人提出了本发明的技术方案。

根据本发明一种典型的实施方式，提供一种制备晶体硅太阳能电池氧化硅膜的方法。该方法包括将硅片置于纳米二氧化钛水分散液中，采用紫外光照射硅片，然后将硅片取出、烘干。

应用本发明的技术方案，利用纳米二氧化钛在紫外光下的强氧化性，使置于纳米TiO₂水分散液中的硅片表面氧化生成厚度可控的氧化硅膜，其中纳米TiO₂作为催化剂参与反应，原料消耗极少，同时此方法所需设备简单，不需要采用复杂的真空镀膜设备，工艺操作简单，能够有效降低生产成本，适于大规模生产。同时纳米TiO₂在氧化太阳能硅片的同时，在与太阳能硅片被氧化区域水分子会被部分还原为氢气，此部分氢气部分渗透到氧化硅膜中，从而提高氧化硅膜层质量。