[发明专利]一种N型双面太阳电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳电池技术领域，尤其是涉及一种N型双面太阳电池及其制 备方法。

背景技术

目前市场上大部分晶硅太阳电池使用的都是P型硅片，即在硅片中掺入硼 的硅片。但近些年N型硅片制作的N型电池越来越受到关注，也被用于制作N 型太阳电池。N型硅片是指硅片中掺入磷，由于N型硅片具有较长的少数载流 子寿命，因此做成电池可以获得更高的光电转换效率，另外，N型电池对金属 污染的容忍度更强，具有更好的忍耐性能，稳定性强，且N型硅片掺入磷，没 有硼-氧对，就因为N型晶体硅的这些优点，使得N型硅片非常适合制作高效 的太阳电池。但实际要实现N型高效电池的规模化生产并非易事。

想获得高效的N型太阳电池，其工艺流程相对P型太阳电池要复杂很多， 技术要求也更苛刻。如日本松下(原Sanyo，目前已被松下收购)与美国SunPower 公司已用n型材料生产高效太阳能电池及组件。SunPower正在制造全背接触电 池(叉指背接触，IBC)，松下则正在制造所谓的HIT(具有薄本征层的异质结)电 池。上述二种电池结构除了电池加工复杂外，还要求质量非常高的硅材料和表 面钝化，而且IBC电池要求背面上金属触点的高对准精度。尽管目前国内已有 的N型单晶硅高效电池，具有结构简单、具有双面发电能力，光电转换效率较 高等特点，但为了获得更好的背场钝化效果，需要通过选择性发射极技术来提 高硅片表面钝化性能，其基本原理和结构与选择性发射极一样，广泛使用腐蚀 浆料技术来制备选择性背场，又或者为了获得更好的填充因子，以期获得更高 的转化效率，在正面印刷硼浆来获得选择性发射极。无论是正面还是背面，做 双面电池都存在印刷对位问题，对生产及工艺人员的要求比较高。而且，清洗 腐蚀浆料的过程，会消耗大量的水，也会产生大量有害有毒的污染物。

中国专利CN103137448A公开了掺杂方法、PN结构、太阳能电池及其制 作方法，在N型基底的表面和背面形成绒面；通过离子注入的方式在该N型基 底的背面中形成N型重掺杂区域和N型轻掺杂区域，其中该N型轻掺杂区域 为与该N型重掺杂区域接触的、且N型离子的掺杂浓度小于该N型重掺杂区 域的区域；通过热扩散的方式在该N型基底的表面中形成P型掺杂层。与对比 专利相比，本发明包含了刻蚀、抛光钝化及清洗处理的工艺流程，这些增加的 流程大大改善了N型双面的背面钝化效果及解决了N型双面电池的漏电问题， 从而提升N型双面电池的开路电压，进而可以提高N型双面电池的光电转换效 率和发电量。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本低， 且适合大规模生产的N型双面电池的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种N型双面电池的制备方法，采用以下步骤：

(1)N型硅片经制绒后，在800～1000℃进行BBr3热扩散制作正面PN结； 扩散后方阻范围30～130Ω/□；

(2)采用刻蚀方法去除硅片边缘PN结，采用HF水溶液去除硼硅玻璃；

(3)通过湿化学方法，采用HF/HNO₃混酸水溶液腐蚀，对硅片背表面进 行抛光，在背面形成抛光钝化层；

(4)采用离子注入方法制备硅片背面N+背场层；

(5)依次采用NH₃OH/H₂O₂水溶液、H₂O、HF/HCl混酸水溶液和H₂O对 硅片进行清洗，上述清洗溶液的顺序不可更换，清洗后进行甩干；

(6)对清洗后的硅片进行退火，退火的温度为700～900℃，时间5～120分 钟，氧气流量为500～3000sccm；

(7)退火后，利用PECVD设备在硅片正背面都沉积氮化硅减反射膜；

(8)在沉积氮化硅减反射膜硅片的正背面印刷金属电极，经过烧结得到N 型双面电池。

步骤(2)所述的刻蚀为干法刻蚀或湿法刻蚀，采用HF水溶液的浓度为 0.5～10wt％。

步骤(3)所述抛光钝化层的反射率＞15％。

步骤(4)制备得到的硅片背面N+背场层的方阻范围为20～90Ω/□。

步骤(6)所述所用的氧气为干氧。