[发明专利]背面单层氧化铝作为钝化膜的晶体硅太阳能电池制备方法

说明书

技术领域

本发明属于晶体硅太阳能电池制造领域，涉及到一种背钝化点接触晶体硅太阳能电池的制备方法，特别涉及一种背面单层氧化铝作为钝化膜的背钝化点接触晶体硅太阳能电池的制备方法。

背景技术

在能源匮乏、资源短缺以及环境污染等问题日益突出的背景下，利用自然资源太阳能发电，已被当作解决全球变暖以及化石燃料枯竭问题的对策,受到世界各国的青睐。然而较高的生产成本制约着其应用范围，且随着政府补贴大幅削减，降低电池片的生产成本，提高发电效率成为各生产厂家迫在眉睫的问题。

现代化太阳能电池工业化生产朝着高效低成本化方向发展，背钝化与金属化区域局域重掺杂技术相结合作为高效低成本发展方向的代表，其优势在于：

（1）优异的背反射器：由于电池背面介质膜的存在使得内背反射从常规全铝背场65%增加到92-95%。一方面增加的长波光的吸收，另一方面尤其对未来薄片电池的趋势提供了技术上的保证； 

（2）介质薄膜优越的背面钝化技术：由于背面介质膜的良好的钝化作用，介质薄膜区域的背面复合速率降低至10-50cm/s。

目前主流的产业型背钝化电池，主要采用氧化铝/保护膜双层薄膜作为背面钝化结构，来防止背面铝浆对氧化铝薄膜的侵蚀。保护膜通常采用氮化硅，薄膜工艺的成本非常高，多了一步薄膜沉积，设备投资和生产成本均会显著增加。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对目前现有技术中的不足，提出一种背面单层氧化铝作为钝化膜的晶体硅太阳能电池制备方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明采取了如下的技术方案：

一种背面单层氧化铝作为钝化膜的晶体硅太阳能电池制备方法，包括以下步骤：

（1）硅片去损伤并制绒、清洗：选择p型硅片作为硅基体，对选择的p型硅片去损伤后在碱液下进行表面绒面化，然后在酸性条件下进行化学清洗，除去表面杂质；

（2）磷扩散：对硅片的正面进行磷扩散形成n型层，扩散自然形成的磷硅玻璃作为电池正面的掩膜，实现背面去除发射结以及抛光的目的；

（3）背面磷硅玻璃去除，并实现背面抛光，去除磷硅玻璃并清洗；

（4）在硅片的背面氧化铝薄膜生长；

（5）在硅片的正面氮化硅减反射薄膜生长；

（6）激光开膜：在硅片的背表面用激光刻蚀氧化铝薄膜；

（7）背面印刷电极及不腐蚀氧化铝的铝层，正面印刷银栅线；

（8）烧结，测试。

所述步骤1中选择的p型硅片其电阻率为0.5-6 ohm·cm，对硅片的制绒、清洗具体为：用质量分数为0.5-2%的氢氧化钠或氢氧化钾溶液在75-85℃下对P型硅片表面进行化学腐蚀，制备出金字塔形状的绒面，随后用质量分数为0.5-30%的氢氟酸进行清洗。

所述步骤2中磷扩散采用管式磷扩散的方法，具体是在扩散炉中在600-900℃的温度下，采用POCl₃对硅片的正面进行磷扩散形成n型层，使P型晶体硅方阻为20-150ohm/sq。

所述步骤3中的背面磷硅玻璃去除，并实现背面抛光，去除磷硅玻璃并清洗的方法，是采用在线滚轮式设备，背面去除磷硅玻璃，实现背面抛光，然后去除正面磷硅玻璃，然后采用质量分数为0.5-30%的氢氟酸溶液清洗。

所述步骤4中的氧化铝薄膜的厚度为1-100nm。

所述步骤5中采用PECVD、ALD或APCVD的方法生长氮化硅减反射薄膜，其中氮化硅减反射膜的厚度为50-120nm。

所述步骤4和步骤5的顺序可以颠倒。

所述步骤6中的激光开膜是采用线阵的方式进行刻蚀氧化铝薄膜，线阵的线宽为5-150 um，间距为200 um-5mm。

所述步骤7中采用铝浆丝网印刷的方法或PVD蒸镀铝的方法来印刷电极及不腐蚀氧化铝的铝层。

有益效果：采用上述技术方案的本发明具有以下优点：

具体而言，与现有技术相比，本发明采取的技术方案具有以下突出的优势：

1、本发明步骤简单、易于操作，是一种可量产高效晶硅太阳能电池的制备方法，其主要特点为在商业化的工业设备基础上，充分利用目前企业生产线已具备的常规电池生产设备，充分减少设备投资，且不增加电池每瓦制造成本；

2、采用本发明技术方案制备出的晶硅太阳能电池转换效率批次平均效率达到20.1%。且光衰减，正面主栅，背面电极和铝背场拉力，以及组件端可靠性测试均符合TUV标准；