[发明专利]一种晶硅太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种晶硅太阳能电池及其制备方法。

背景技术

晶硅太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-NJunction)上，形成新的空穴-电子对(V-Epair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。

晶硅太阳能电池的制备工艺分为制绒、扩散、刻蚀、正面镀膜、丝网印刷、烧结六大工序。其中，制绒的目的是在硅片正面形成凹凸不平的织构化绒面结构，增加太阳光的吸收面积，降低太阳光的反射率，行业内都是采用化学酸法制绒的方式对晶硅表面制绒。扩散的目的是在P型硅衬底的表面形成N型硅，从而形成电池的核心部件-PN结。行业内都是采用管式三氯氧磷高温扩散的方式，扩散温度高达800多度，但是高温会降低硅片的少子寿命，影响电池的光电转换效率。刻蚀的目的是去掉硅片周围和背面的PN结，防止电池短路，同时去掉硅片正面的磷硅玻璃。行业内都是采用水平式化学刻蚀法进行刻蚀，硅片正面边缘处的部分PN结不可避免的被刻蚀掉。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种晶硅太阳能电池及其制备方法，本发明将制绒和扩散工艺合并到一个步骤，避免了常规高温扩散对硅片少子寿命的影响，也解决了常规刻蚀工艺带来的硅片正面边缘的部分PN结被刻蚀掉的问题，具有提高电池的光电转换效率、降低电池制造成本的优点。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高效晶硅太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：对硅片进行双面抛光；

步骤二：在氮气气氛中对硅片激光制绒，同时将氮元素掺杂到硅片里形成一层N型硅；

步骤三：采用氢氟酸和盐酸的混合酸清洗硅片；

步骤四：在所述硅片正面进行PECVD镀膜，形成氮化硅减反膜；

步骤五：在硅片背面印刷背电极和铝背场；

步骤六：在硅片正面印刷正电极浆料形成正电极；

步骤七：对硅片进行烧结形成太阳能电池。

优选地，所述步骤一采用NaOH溶液对硅片双面抛光，NaOH溶液的浓度为10％-30％。

优选地，所述步骤二采用紫外激光在氮气气氛中对硅片正面制绒，同时形成一层N型硅。

优选地，所述氮气浓度为10kg/L-50kg/L，激光波长为355nm，激光功率为0.05W-10W，移动速度为100mm/s-1000mm/s,频率为10kHz-1000kHz。

优选地，所述步骤三采用氢氟酸和盐酸的混合酸清洗硅片，氢氟酸的浓度为2.5％-5％，盐酸的浓度为5％-10％。

优选地，所述步骤四采用PECVD的方法沉积氮化硅减反膜，氮化硅减反膜的折射率为2.0-2.5，厚度为50nm-100nm。

相应地，本发明还提供一种晶硅太阳能电池,其由上述的制备方法制得。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明在氮气气氛中对硅片正面制绒，获得极低反射率的绒面结构；在激光扫描过程中，P型硅表面的掺杂原子被蒸发，并吸附氮气分子，使P型硅表面形成一层N型硅，从而形成PN结。由于P型硅在掺杂时会形成位错、层错等各种缺陷，激光扫描也部分消除了P型硅表面的缺陷，提高了少子寿命，从而提高电池的光电转换效率；另外，本发明在扩散工序后，不需要进行刻蚀工艺，避免了常规刻蚀工艺带来的硅片正面边缘的部分PN结被刻蚀掉的问题，提高了电池的光电转换效率、降低电池制造成本。

附图说明

图1是本发明晶硅太阳能电池制备方法流程图；

图2是本发明晶硅太阳能电池的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明所述的高效晶硅太阳能电池的制备步骤具体如下：

步骤S100：对硅片进行双面抛光；

本步骤采用NaOH溶液对硅片双面抛光，NaOH溶液的浓度为10％-30％。

步骤S101：在氮气气氛中对硅片激光制绒，同时将氮元素掺杂到硅片里形成一层N型硅；