[发明专利]一种基于光散射结构的N型隧穿氧化层钝化太阳电池的制备方法

说明书

本发明涉及一种基于光散射结构的N型隧穿氧化层钝化太阳电池的制备方法，包括如下步骤：(1)制绒；(2)清洗绒面；(3)硼扩散形成发射极；(4)在发射极上制备氮化硅掩膜；(5)在N型晶体硅衬底背面进行碱抛去结，并清洗；(6)在衬底背面生长氧化物隧穿层；(7)在氧化物隧穿层上制备磷掺杂硅薄膜，形成BSF结构；(8)接着去除N型晶体硅衬底正面的硼硅玻璃；(9)在上述N型晶体硅衬底发射极表面制备氧化铝钝化膜，接着双面生长氮化硅减反射膜；(10)接着采用丝网印刷在N型晶体硅衬底正面及背面制备金属栅电极。本发明制备方法在降低太阳电池生产成本的同时进一步提高电池的转换效率。

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种N型高效晶体硅太阳电池的制备方法。

技术背景

N型电池由于其转换效率高、光致衰减低、稳定性好等优点，已经成为未来高效晶硅电池的主要关注对象。对于几乎所有类型的晶硅太阳电池，表面钝化技术都是非常重要的关键步骤，目前的常规钝化层主要有氧化硅、氮化硅、氧化铝等。近年来，德国弗兰霍夫太阳能研究所提出了一种新型晶硅太阳电池，其采用了N型晶体硅，背面长有一层薄薄的氧化硅层作为钝化隧穿层，然后再沉积一层重掺N型薄膜硅层（即TOPCon太阳电池），从而实现了非常良好的钝化效果，将化学钝化与场钝化结合，大幅降低了载流子的复合速率，提高了电池的开路电压以及填充因子。

除了钝化技术，提高电池的光吸收率也是提升电池效率的重要手段，主流方案包括黑硅技术、减反层等。近年来，为了降低电池的制造成本，节约材料，硅电池也做得越来越薄，但薄的半导体硅对太阳光的吸收会大大减少，因此，如何通过简单有效的方式来提升电池吸光能力是光伏业亟需考虑的问题。金属纳米颗粒的表面等离子体激元效应可以提升陷光效果。日本发明专利 2009246025-A1 公开了一种薄膜太阳电池结构，直接采用金属纳米颗粒构成的金属层作为背电极。CN101866961A 公开了一种太阳电池的陷光结构，包括硅衬底、掺杂薄膜硅层、金属纳米结构、透明电极，所述衬底为未制绒的。因此，如何实现提升TOPCon电池的吸光能力，从而提高电池效率，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光散射结构的N型隧穿氧化层钝化太阳电池的制备方法。其在目前高效N型隧穿氧化层钝化太阳电池的制作工艺基础上，提出一种将微米散射绒面结构及金属纳米颗粒结合的方式，来增强TOPCon太阳电池的复合陷光能力。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于光散射结构的N型隧穿氧化层钝化太阳电池的制备方法，包括如下步骤：

(1)将N型晶体硅衬底去损伤层并采用银金属催化湿法制备上下表面制绒；

(2)将所述制备了绒面结构的N型晶体硅衬底进行清洗处理，并在背面残留一定数量的银金融颗粒；

(3)在所述经过清洗处理的N型晶体硅衬底进行硼扩散，形成发射极；

(4)在所述N型晶体硅衬底正面发射极上制备氮化硅掩膜；

(5)对上述N型晶体硅衬底背面进行碱抛去结，并进行清洗处理；

(6)在上述N型晶体硅衬底背面生长氧化物隧穿层；

(7)在上述N型晶体硅衬底背面氧化物隧穿层上制备磷掺杂硅薄膜，形成BSF结构；

(8)接着去除N型晶体硅衬底正面的硼硅玻璃；

(9)在上述N型晶体硅衬底发射极表面制备氧化铝钝化膜，接着双面生长氮化硅减反射膜；

(10)接着采用丝网印刷在N型晶体硅衬底正面及背面制备金属栅电极。

作为本发明的进一步改进在于：所述的氧化物遂穿层采用热氧氧化方法、浓硝酸溶液氧化方法或臭氧氧化方法。