[发明专利]一种铸造单晶硅异质结太阳电池的制备方法

说明书

本发明提供一种铸造单晶硅异质结太阳电池的制备方法。它包括以下步骤：S1在铸造单晶硅片上形成多孔硅网状的海绵结构；S2)酸洗；S3高温PSG(磷硅玻璃层)的沉积与降温退火处理；S4酸洗并制绒；S5双面非晶硅镀膜；S6在非晶硅薄膜层的正反面分别生成透明导电膜层；S7在硅片两面的透明导电膜层上形成栅线电极。本发明能够解决现有技术中铸造单晶硅片内部缺陷大，金属杂质多，少子寿命低等缺陷，有效提高铸造单晶异质结太阳电池片的转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳电池领域，尤其涉及一种铸造单晶硅异质结太阳电池的制备方法。

背景技术

太阳能以其无污染，清洁环保，取之不尽，用之不竭的特点成为了21世纪最具有开发价值的新能源。晶硅太阳电池因其转换效率高，生产成本较为低廉，是太阳能光伏行业市场的主力。其中单晶硅太阳电池的转换效率高，但其高成本价格限制了它的大规模推广及应用。多晶硅太阳电池具有价格低廉，易制成方片等优点，但多晶硅片的杂质含量及缺陷密度高，转换效率偏低。因此迫切需要寻找一种具有低成本，高效率的晶硅材料。

铸造单晶硅材料，是一种结合了传统单晶硅和多晶硅材料优点的新型晶体硅材料。与多晶硅相比，它具有更少的结构缺陷，如晶界、位错、层错等，同时由于采用铸锭的方法生成，成本远低于单晶硅材料。

目前，单晶硅太阳电池的主流技术之一是异质结太阳电池，通过制绒、镀非晶硅层、透明导电层沉积与印刷步骤制得。采用同种的方法制备铸造单晶硅异质结太阳电池，由于铸造单晶硅材料存在着大量的晶界、位错和金属杂质等缺陷，这些缺陷处会在硅禁带处形成能级，降低少子寿命，最终导致其转换效率低于单晶硅太阳电池。

发明内容

本发明提供一种铸造单晶硅异质结太阳电池的制备方法。其能够解决现有技术中铸造单晶硅片内部缺陷大，金属杂质多，少子寿命低等缺陷，有效提高铸造单晶异质结太阳电池片的转换效率。

一种铸造单晶硅异质结太阳电池的制备方法，它包括如下步骤：步骤1.在铸造单晶硅片上形成多孔硅网状的海绵结构；步骤2.将步骤1处理的铸造单晶硅片进行酸洗；步骤3.将步骤2处理的铸造单晶硅片进行高温PSG的沉积并进行退火处理；步骤4.将步骤3处理后的铸造单晶硅片酸洗并制绒；步骤5.将步骤4的产物进行双面非晶硅镀膜；步骤6.将步骤5的产物在非晶硅薄膜层的正反面分别生成透明导电膜层；步骤7.在步骤6的产物两面的透明导电膜层上形成栅线电极。

上述技术方案中，步骤1中形成的多孔硅的海绵结构，其多孔硅的多孔度为50％～80％，多孔硅的空洞尺寸为微米级。步骤1中采用混酸浸泡的方式或混酸电化学腐蚀的方式形成多孔硅网状的海绵结构，优选地采用混酸浸泡的方式。混酸性溶液是氢氟酸、硝酸与水的混合溶液，其中氢氟酸的质量百分含量为5％～40％，硝酸的质量百分含量为10％～50％。

上述技术方案中，步骤2中的酸洗为将步骤1处理后的产品放入酸洗溶液中进行酸洗，酸洗溶液为质量百分含量为1％～5％的氢氟酸水溶液，酸洗时间为180～600s，酸洗温度为室温。

上述技术方案中，所述步骤3中的高温PSG的沉积为三氯氧磷扩散法或磷烷离子注入法中的一种，其中沉积的温度范围为700℃～1100℃，沉积厚度为10～100nm；退火处理的温度范围可以在700～1100℃之间，降温速率范围在2～5℃/min之间。

上述技术方案中，步骤4中的酸洗采用酸洗溶液进行酸洗，酸洗溶液为质量百分含量为1％～5％的氢氟酸水溶液，酸洗时间为180～600s，酸洗温度为室温。

上述技术方案中，所述的步骤4中制绒采用碱性溶液进行制绒；碱性溶液为氢氧化钾、制绒添加剂与水的混合液，其中氢氧化钾的质量百分含量为1％～5％，制绒添加剂的质量百分含量为0.5％～5％。

上述技术方案中，步骤4中制绒的绒面大小为0.1～10um，制绒时间为8-20分钟，制绒温度为60-90℃，绒面形状为正金字塔或倒金字塔结构；