[发明专利]太阳能电池制备方法及太阳能电池

说明书

技术领域

本公开涉及光伏设备技术领域，尤其涉及一种太阳能电池制备方法及太阳能电池。

背景技术

太阳能是一种清洁能源，不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中，大阳能光伏利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域。为此，人们研制和开发了太阳能电池。

多晶硅片是形成晶体硅太阳能电池的主要载体，多晶硅片一般是由原料硅经过多步提纯后制片形成。多晶硅片经过去油工艺——去除损伤层——制绒——扩散工艺——周边刻蚀——去除氧化层——制氮化硅膜——丝网印刷背、正电极——烧结——测试分选等制得太阳能电池。

现有技术中，提纯多晶硅的技术主要有化学法和物理冶金法。随着光伏技术的不断更新发展，降低成本、提高效率及减少环境污染等需求日益突出，研发低成本、高产能及环保效益高的多晶硅提纯技术成为重点。化学法提纯多晶硅技术中，需要把多晶硅提纯到8N-10N以上的纯度，再根据使用需要，对高纯多晶硅熔融掺杂高纯硼，这无疑增大了成本。而物理冶金多晶硅提纯技术，是用类似于金属的冶炼方法提纯多晶硅，此技术不需化学反应，特点是产能大、成本低。

近些年，很多相关技术厂商以及研发机构都致力于研发物理冶金多晶硅提纯技术，使得此项技术得到了进一步改善。例如，目前使用物理冶金提纯技术提纯的多晶硅，纯度已达到6.0N-6.5N级，已有企业开始小规模生产。而基于物理冶金法的多晶硅太阳能电池也将随着材料质量不断提高，具有广阔的发展潜力和极具竞争力的市场前景。然而，现有技术中，在制备基于物理冶金法的多晶硅太阳能电池工艺中，仍存在很多有待改进之处。例如：

(1)在物理冶金法提纯多晶硅技术中，主要目的之一是把材料中的基硼降低到所需的纯度。但因为去除基硼的技术难度较大，所以导致物理冶金法提纯得到的多晶硅中硼含量略高，因此电阻率低于化学法提纯得到的多晶硅。例如，一般国内通过物理冶金法提纯得到的多晶硅材料的电阻率为0.8-1.5Ω·cm，明显低于化学法提纯得到的多晶硅材料1.8-2.4Ω·cm的电阻率。

这样，如果将现有技术中基于化学法的多晶硅太阳能电池的扩散工艺应用于制作基于物理冶金法的多晶硅太阳能电池的工艺中，则会出现掺杂浓度与多晶硅原始片的电阻率明显不匹配的问题，由此导致PN结特性较差，太阳能电池的开路电压和短路电流都较低。

(2)为了解决太阳能电池高浓度扩散引起的电池表面“死层”效应，近几年，在制作太阳能电池的扩散工艺中，不断的降低表面薄层的扩散浓度；这样则造成扩散层的薄层电阻(方块电阻)不断增大。例如，2010年扩散层方块电阻多为55Ω/□，目前扩散层方块电阻已增加到95-100Ω/□。随着扩散层电阻的不断增大，直接造成硅与银电极欧姆接触的整体性能变差；而此欧姆接触可能会有较大成分的整流接触，因此会引起太阳能电池的转换效率下降。

(3)为提高物理冶金法提纯得到的多晶硅原始片的少子寿命，制作太阳能电池前会对硅片进行约950℃的高温磷吸杂处理，但是这样会在晶体硅体内产生大量的位错；在830℃的较高温度扩散，也会导致新的缺陷。这些都会严重影响到基于物理冶金法的多晶硅太阳能电池的整体性能。

发明内容

针对现有技术中的部分或者全部问题，本公开提供一种太阳能电池制备方法用于提升制备的太阳能电池的性能；进一步的，本公开还提供了一种通过该太阳能电池制备方法制备的太阳能电池。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，一种太阳能电池制备方法，包括扩散工艺；所述扩散工艺包括：

S1.对预处理后的硅片进行第一次磷扩散，在其上形成N型区以及太阳能电池的PN结结构；

S2.对经第一次扩散后的硅片进行第二次磷扩散，增加所述N型区表层的磷浓度。

在本公开的一个实施例中，所述第一次磷扩散包括：

S11.在750-850℃温度下，进行580-620秒的恒定源磷扩散；

S12.将所述步骤S11中温度升高20-30℃后，进行580-620秒的限定源磷扩散。

在本公开的一个实施例中，所述步骤S11中恒定源磷扩散在以下气氛中进行：

小氮流量：1180-1250ml/min；

大氮流量：25000-27000ml/min；

氧气流量：950-1050ml/min。

在本公开的一个实施例中，所述步骤S12中限定源磷扩散在以下气氛中进行：

大氮流量：20000-22000ml/min。