[发明专利]一种高效晶体硅太阳能电池的制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体是一种选择性发射极太阳能电池的制备方法。

(二)背景技术

晶硅太阳能电池占了目前世界上产业化及应用的太阳能电池85％以上。由于晶硅太阳能电池具有高效率和衰减低的优点，广泛用于建筑屋顶和大型光伏电站。在国内由于光伏可并网发电的新政，将会有越来越多的家庭选择在屋顶安装晶硅太阳能电池的电池组件进行发电。

常规的P型衬底的晶硅太阳能能电池的效率一般在18％以上。由于晶硅太阳能电池在实际应用中有可达25年寿命的生命周期，所以其衰减率是一个非常重要的技术参数，相比薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池的高衰减率，晶硅太阳能电池在25年应用周期里的衰减率在20％以内。

选择性发射极太阳能电池是在表面形成一个选择性的重扩散层。由于电池的电极是印刷在电池的正反表面，而电极处正是电极的薄弱之处，如果可以进行金属电极区钝化，或对金属电极区进行重扩，将提高钝化性能，降低反向饱和电流密度(J₀)和降低接触电阻率(rho)，对于提高电池的开路电压(V_oc)、电流密度(J_sc)和填充因子(FF)是有很大作用的，从而最终提高电池的效率。

然而，现有的选择性发射极技术工艺较繁琐，工艺稳定性不够，特别是选择性扩散层的制备工艺还不够完善。现有选择性发射极太阳能电池的制备技术激光开槽工艺费时长，不能满足大规模高速度的生产要求。其次是激光烧蚀工艺也会带来一些对电池片的污染，还有就是电池的加工效率不高，难以和产线的高速度生产相匹配。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单高效，可获得高方阻、高电池效率的选择性发射极太阳能电池的制备方法。

本发明为实现其目的所采用的技术方案是：

一种高效晶体硅太阳能电池的制备方法，其步骤包括对硅片进行抛光、制绒、扩散、印刷浆料、刻蚀、清洗、镀膜、印刷电极、烧结，所述印刷浆料是指丝网印刷阻挡性油墨浆料。

进一步地，所述阻挡性油墨浆料是SunChemical公司生产的的RST INK SCR CLEAR或PVGS公司生产的Resist Ink。

进一步地，所述抛光具体为：对硅片用KOH进行抛光，以去除裸硅片表面的划痕和不平整区域。

进一步地，所选择的硅片是性能良好、高纯度、电阻率在3～10ohm/cm的P型裸硅片。

进一步地，所述制绒具体为：将硅片置于碱性溶液里反应，制成倒金字塔的绒面结构。

在制绒液中可以加入含维生素的有机溶液，它能增强制绒反应的气泡的流动，形成整齐的、一致性好的金字塔绒面。

进一步地，制绒之后进行酸清洗，以去除硅片表面的划痕损伤层、有机物和金属离子。

进一步地，所述扩散具体为：使用液态POCl₃磷源加热扩散或旋涂液体磷源加热扩散或固体扩散。

进一步地，使用液态POCl₃作为扩散源，在850℃进行扩散，在硅片表面形成n⁺层，方阻为20ohm/sq。

进一步地，在扩散之后使用氢氟酸去除表面磷硅玻璃。

进一步地，所述印刷浆料具体为：丝网印刷阻挡性油墨浆料于硅片的正表面。

进一步地，丝网印刷的设备精度要求在50μm以下。

进一步地，印刷浆料之后进行UV固化或加热固化。

进一步地，所述刻蚀是指使用体积比为1～2∶4～6∶5～8的氢氟酸、硝酸、水的混合溶液对非阻挡的表面进行酸性刻蚀1～5分钟，所得方块电阻为60ohm/sq。

进一步地，所述清洗具体为：使用碱性溶液清洗硅片表面残留的油墨浆料，使得表面形成高低方阻交叉出现的选择性扩散区域，同时使用机器去除背面的扩散层。

进一步地，所述镀膜具体为：使用PECVD镀上SiN_x膜，使得扩散硅片表面钝化。

进一步地，SiNx膜的厚度是80nm。

进一步地，所述印刷电极具体为：在正面印刷银浆，在背面印刷银铝浆或铝浆。

进一步地，在900℃进行烧结，使得金属电极烧穿氮化硅，达到良好的欧姆接触。

本发明的有益效果是，在本发明使用的油墨浆料中，抗蚀剂的主要成分是石蜡，对强酸具有阻挡性，因此本发明使用的油墨浆料可溶于碱性溶液，而不溶于酸性溶液，另外还具有印刷性强、不容易粘版、容易清洗等优点，提高了生产选择性发射极太阳能电池的效率，得到的太阳能电池效率更高，降低了生产成本，洁净度高。