[发明专利]一种太阳能电池片、其制绒方法及太阳能电池

说明书

本发明提供了一种太阳能电池片、其制绒方法及太阳能电池。本发明提供的制绒方法中先对硅片进行碱处理，去除硅片表面损伤层并在硅片表面形成类金字塔绒面结构；在该绒面上沉积保护膜后，涂光刻胶进行曝光显影形成掩膜，通过所述曝光显影来形成将硅片正面需要印刷正电极栅线的位置遮挡住的掩膜，对需要印刷正电极栅线位置处的类金字塔绒面结构进行保护；将掩膜未遮挡部位的保护膜层去除后，进行湿法黑硅刻蚀处理，在掩膜未遮挡部位处形成微纳尺寸孔洞绒面结构；再将掩膜处的光刻胶及保护膜层去除便得到太阳能电池片。上述制绒方法能够使硅片在扩散时形成均匀的PN结，并改善与浆料的接触性，从而降低串联电阻Rs，提高填充因子FF和电池效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种太阳能电池片、其制绒方法及太阳能电池。

背景技术

太阳能电池的生产工艺主要包括：硅片的制绒、扩散、后清洗/刻蚀、镀减反射膜、丝网印刷与烧结。具体如下：①制绒是指在硅片表面进行织构化处理，使硅片表面形成绒面，从而形成有效的减反射效果。②扩散的目的是形成PN结：在高温下，利用杂质源对制绒后硅片进行处理，具体的，将P型硅片放入扩散炉内，通过硅原子之间的空隙使N型杂质原子由硅片表面向内部扩散，形成PN结，使电子和空穴在流动后不再回到原处，这样便形成电流，使硅片具有光伏效应。③扩散过程中，硅片侧边和背部边缘不可避免会扩散上杂质原子，该区域形成的PN结易造成短路通路，通过后清洗/刻蚀处理去除边缘处的PN结导电层。④在硅片表面沉积一层减反射膜层，减少光的反射，起钝化作用，用以增大提高转换效率。⑤丝网印刷，通俗来讲就是为电池制造栅线电极，具体是利用丝网印刷工艺印刷导电银浆到硅片两个表面分别形成正电极和背电极，并利用铝浆印刷形成背电场；印刷形成的金属栅线负责把电池体内的光声电流引到电池外部，通常分为主栅线和副栅线，副栅线引导电流，主栅线收集副栅线电流，起汇总作用。⑥进行烧结，将硅片表面的电极在高温下烧结，使电极与硅片本身形成欧姆接触，提高电池片的开路电压和填充因子，使电极的接触具有电阻特性以达到高转效率。

其中，通过制绒在硅片表面形成绒面，形成有效的减反射效果，增加对光的吸收，其是提升太阳能电池效率的重要手段之一。因多晶硅无序，存在不同晶向，无法像单晶那样通过各向异性腐蚀得到均匀的类金字塔绒面结构。黑硅技术成为近年来多晶硅片的主要制绒方法，通俗来讲，黑硅就是把硅片做成黑色，在硅片表面用涂料做一层涂层，可以大量减少反射，硅片看起来就是黑色的了，故称为黑硅；其是一种对光的吸收非常的硅材料，其对近紫外至近红外波段的光具有一致高吸收。黑硅表面形貌结构主要是孔洞或尖锥状丛林结构。

黑硅太阳能电池片的主要制备方法包括：离子刻蚀法(RIE)、电化学腐蚀法、飞秒激光法及金属诱导湿法黑硅(MCCE)等。目前，工业中常用的方法是金属诱导湿法黑硅(MCCE)，其工艺较为简单，也易进行商业化生产，主要是通过Ag辅助化学腐蚀法制备硅纳米线结构，再通过酸处理，最终在硅片表面形成微纳尺寸的孔洞，以此增加对光的吸收，提升效率。

现有技术中已有一些多晶硅片的制绒方法，如公开号为CN103094371A的专利申请公开了一种多晶制绒面结构及其制绒方法，主要是采用化学方法和光刻掩膜形成制绒区和与金属栅线接触的非制绒区，其中，制绒区形成均匀分布的孔洞，与金属栅线接触的非制绒区为平滑表面。公开号为CN104505429A公开了一种应用于晶硅太阳能电池的光刻工艺，采用光刻法在表面形成均匀的孔洞掩膜，再进行干法刻蚀，使硅片表面形成完整一致性的抗反射绒面，其整个表面分布有大小相同、整齐有序排列的孔洞。公开号为CN107978524A公开了一种利用湿法刻蚀制备黑硅的方法，其利用氮化硅膜充当掩膜层，采用光刻方式在硅片表面形成图案，然后进行碱刻蚀和酸处理，以金纳米颗粒为催化剂，对刻蚀表面进行改性，制绒区形成金改性的绒面。

然而，上述制绒方法虽能在硅片表面形成绒面，增加对光的吸收，但是，由于绒面空洞的存在，在后续扩散时容易形成不均匀的PN结，且影响后续浆料的印刷性和接触性，进而影响电池的串联电阻(Rs)、填充因子(FF)及电池效率。

发明内容