[发明专利]一种N型背发射极太阳电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种N型背发射极太阳电池的制备方法，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。太阳能发电装置又称为太阳电池或光伏电池，可将太阳能直接转换成电能，其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应。由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种有广阔发展前途的新型能源。

随着太阳能发电技术的发展，为改善太阳的光电转化的效率，人们开发出了不同种类的太阳电池。其中，背发射极技术是目前光伏科学家看好的一项具有产业化潜力的一项技术。此外，N型硅片由于具有少子寿命高无衰减等优势成为现在研发的热点。现有技术中，制备N型背发射极太阳电池的方法主要是通过在背面局部区域开孔或槽、背面印刷Al浆的方式取代硼扩散形成背发射极，其具体的工艺步骤大致如下：制绒、扩散、去杂质玻璃（PSG）、正面PECVD、背面开孔或槽、背面印刷Al、前表面印刷正电极、烧结测试。

然而，上述方法中，虽然通过印刷的方式取代高温扩散的过程更简单，但烧结过程中形成的铝硅合金层会带来严重的背面复合，特别是对短路电流与开路电压的提升产生很大的挑战。

针对上述问题，为了改善开路电压和短路电流，目前一般都采用增加背面印刷Al的湿重、增加烧结的温度等调整方法。但这些调整方法不但会增加片子翘曲的风险，而且会导致正电极过烧等一系列不良因素的产生，此外，同样也增加了制备成本。以上不足也是目前不能规模化生产的主要原因。

因此，开发一种N型背发射极太阳电池的制备方法，改善开路电压和短路电流，提高光电转换效率，且不增加制备成本，具有积极的现实意义。

发明内容

本发明目的是提供一种N型背发射极太阳电池的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种N型背发射极太阳电池的制备方法，包括如下步骤：

(1) 对N型硅片进行制绒、扩散、背面抛光；

(2) 在硅片背面的抛光面上丝网印刷P型掺杂浆料，烧结，得到背发射极；

(3) 采用腐蚀液处理上述背发射极；

腐蚀的温度为25～50℃，时间为5～30min；处理后的结深为0.5~7微米，其方块电阻为50~80Ω/□；

(4) 刻蚀、正面PECVD；

(5) 印刷背场、前表面印刷正电极、烧结；即可得到所述N型背发射极太阳电池。

上文中，所述步骤(3)中的腐蚀液可以是混合酸液，也可以碱液和混合酸液配合使用；碱液可以选用氢氧化钠或氢氧化钾溶液，质量分数为3~20%。

对背面进行抛光的目的是保证烧结后背面结的均匀性，从而增强长波响应，提升短路电流。对背发射极的腐蚀处理主要是通过控制腐蚀液的强度来改善背发射极的质量，同时可以制备相对均匀背发射极，从而明显减少背结区的载流子复合，改善电池性能。

上述技术方案中，所述步骤(2)中的P型掺杂浆料为Al浆料或B浆料。

所述的P型掺杂浆料可以是金属浆料，也可以是非金属浆料。这些都是现有技术。

上述技术方案中，所述步骤(2)中，烧结后得到的背发射极的结深为3~10微米，方块电阻为10~30Ω/□。

上述技术方案中，所述步骤(3)中的腐蚀液为混合酸液。

优选的，所述混合酸液包括氢氟酸、硝酸和水，三者的体积比为1：60：1000~1：20：500。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1．本发明开发了一种新的N型背发射极太阳电池的制备方法，先对硅片背面进行抛光，以保证烧结后背面结的均匀性，然后对背发射极进行腐蚀处理，改善背发射极的质量，同时制备相对均匀背发射极，从而减少背结区的载流子复合；实验证明：本发明的方法可以明显改善开路电压和短路电流，电池效率可以提升0.3%左右，取得了意想不到的技术效果，具有创造性。

2．本发明的制备方法简单易行，与现有的工业化生产工艺兼容性好，不增加任何其它设备、工序和附加成本，具有良好的可行性和适应性，适合工业化生产。

附图说明

图1是本发明实施例一与对比例一的内量子效率对比图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例一

参见图1所示，一种N型背发射极太阳电池的制备方法，包括如下步骤：