專利名稱：一種n型太陽能電池制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能電池制作工藝技術領域，更具體地說，涉及一種N型太陽能電池制作方法。
背景技術：
在能源危機日益嚴重的今天，開發研制新能源成為當今能源領域一個主要課題。太陽能以其無污染、取之不竭以及無地域性限制等特點成為新能源開發研制的一個主要對象。利用太陽電池進行光伏發電是當今利用太陽能的一個主要方式。太陽能電池的載體是硅片，根據其硅片摻雜類型的不同分為P型太陽能電池和N型太陽能電池。其中，N型 太陽能電池由于比P型太陽能電池性能更為穩定，且具有更長的少子壽命，成為光伏行業的一個主要研制課題。但是，現有的N型太陽能電池其光電轉換效率較低，因此，如何提高N型太陽能電池的光電轉換效率，是開發研制N型太陽能電池亟待解決的一個問題。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明提供一種N型太陽能電池制作方法，采用該方法制備的太陽能電池具有較高的光電轉換效率。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案一種N型太陽能電池制作方法，該方法包括提供一待處理的硅片；去除所述硅片表面的損傷層；對所述硅片進行表面制絨；對所述硅片進行清洗，以去除所述硅片表面殘留的金屬雜質；對干燥后的所述硅片進行硼擴散。優選的，在上述方法中，通過去離子水、雙氧水以及鹽酸組成的混合試劑對所述硅片進行清洗。優選的，在上述方法中，所述混合試劑中，去離子水質量分數為97. 5%-98. 5%，雙氧水的質量分數為0. 5%-1. 5%，鹽酸的質量分數為0. 5%-1. 5%。優選的，在上述方法中，清洗溫度為60°C _70°C，清洗時間為8min-12min。優選的，在上述方法中，在所述混合試劑對所述硅片進行清洗之后，并在對干燥后所述硅片進行硼擴散之前還包括采用去離子水對所述硅片進行清洗。優選的，在上述方法中，采用去離子水對所述硅片進行清洗的時間為10min_15mino優選的，在上述方法中，采用氫氧化鉀、雙氧水和去離子水組成的混合試劑去除所述硅片表面的損傷層。
優選的，在上述方法中，采用氫氧化鈉、雙氧水和去離子水組成的混合試劑去除所述硅片表面的損傷層。優選的，在上述方法中，采用烘箱對所述硅片進行干燥。 優選的，在上述方法中，所述硅片為單晶硅片或多晶硅片。從上述技術方案可以看出，本發明所提供的N型太陽能電池制作方法包括提供一待處理的硅片；去除所述硅片表面的損傷層；對所述硅片進行表面制絨；對所述硅片進行清洗，以去除所述硅片表面殘留的金屬雜質；對干燥后的所述硅片進行硼擴散。本發明所述技術方案通過去除損傷層工序時能夠去除硅片表面的部分金屬雜質，在對所述硅片制絨之后、硼擴散之前對硅片進行清洗，采用不破壞硅片表面絨面、不影響硅片硼擴散效果且能將硅片表面金屬雜質轉化為溶于水的化合物的試劑對硅片進行清洗，去除硅片表面殘留的金屬雜質。而娃片表面的金屬雜質在硼擴散時，在高溫條件下會向娃片內部擴散，形成載流子復合中心，降低硅片內部少子的壽命，進而降低N型太陽能電池的光電轉換效率。而本發明技術方案能夠有效降低硅片表面金屬雜質，進而提高了 N型太陽能電池的光電轉換效 率。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現有技術中常見的一種N型太陽能電池制作方法的流程示意圖；圖2為本發明實施例提供的一種N型太陽能電池制作方法的流程示意圖。
具體實施例方式正如背景技術所述，現有的N型太陽能電池其光電轉換效率較低，發明人研究發現，現有的N型太陽能電池的制作方法不能有效去除硅片表面的金屬雜質，所述金屬雜質在進行硼擴散時，在高溫的擴散爐中會向硅片內部擴散，在硅片內部形成載流子復合中心，降低了硅片內部少子的壽命，進而降低了 N型太陽能電池的光電轉換效率。參考圖1，圖I為現有技術中常見的一種N型太陽能電池制作方法的流程示意圖，包括步驟Sll :提供一待處理硅片。步驟Sll :去除所述硅片表面的損傷層。采用氫氧化鉀、雙氧水以及去離子水的混合溶液對待處理硅片進行清洗，氫氧化鉀會與娃片表面反應去除一層娃。步驟S12:表面制絨。一般的采用化學試劑在上述硅片表面形成起伏不平的絨面，增加硅片表面積，以增加受光面積，進而增加光電轉換效率。步驟S13:高溫硼擴散。在擴散爐中對所述硅片進行高溫加熱，并為擴散爐持續通入含有三溴化硼的惰性氣體，對上述硅片進行擴散制結。步驟Sll中采用堿性試劑進行預清洗以去除損傷層，在堿性試劑中，堿金屬鈉、鉀離子含量較高，所以在硅片表面仍會附著一定的鈉、鉀離子；同時，其他種類的金屬一般會與堿性試劑反應生成沉淀物，部分沉淀物將粘附于硅片表面。且由于工藝以及生產器具原因，可能使得某些或某種金屬雜質含量進一步增加。在步驟S12制絨時，所述化學試劑主要為在硅片表面形成絨面，而對上一步驟中殘留金屬雜質的去除功能有限，并不能十分有效的減少硅片表面的金屬雜質。所以制絨后仍有較多的金屬雜質殘留于所述硅片表面，且由于工藝以及生產器具原因，可能使得某些或某種金屬雜質含量進一步增加。上述制作N型太陽能電池的制作方法延續了 P型太陽能電池的制作方法。而對P型太陽能電池進行磷擴散時，擴散溫度在850°C左右，反應氣體中的三氯氧磷會發生反應生 成單質氯，單質氯會氧化一部分金屬雜質，從而避免所述金屬雜質擴散進入硅片內部。但是，在N型太陽能電池制作時，硼擴散的反應氣體是三溴化硼，其反應生成的硼單質氧化性較單質氯很弱，不能與硅片表面的金屬雜質反應，故不能去除硅片表面的金屬雜質；同時，N型太陽能電池制作時，擴散爐中溫度在950攝氏度，溫度較P型太陽能電池制作時高，硅片表面金屬的擴散溫度更加劇烈，如果硅片表面殘留的金屬雜質較多，將會導致大量的金屬離子擴散入硅片內部形成載流子復合中心，進而降低少子的壽命，從而降低N型太陽能電池的光電轉換效率。因此，在制作N型太陽能電池的硼擴散工序前需要對硅片進行去除殘留金屬雜質操作。為了有效的減少硅片表面的金屬雜質，可對硅片進行進一步的清洗以去除硅片表面的金屬雜質。發明人研究發現，采用一般是水洗方式只能清洗部分附著在硅片表面的金屬離子，而并不能有效的去除粘附在硅片表面的含有金屬雜質的固體雜質。而采用化學試劑清洗需選用的試劑應不含有影響硅片硼擴散效果的雜質離子；同時，該試劑不能與硅片表面反應，即不能破壞硅片表面的絨面；且所述試劑能將硅片表面的金屬雜質轉化為溶于水的化合物，從而能夠最大程度的清洗硅片表面殘留的金屬雜質。采用具有上述特點的試劑對所述硅片進行清洗去除硅片表面的殘留的金屬雜質，進而避免所述金屬雜質在硼擴散時擴散入硅片內部，保證了硅片內少子的壽命，進而能有效提高N型太陽能電池的光電轉換效率。基于上述研究，本發明提供了一種，包括提供一待處理的硅片；去除所述硅片表面的損傷層；對所述硅片進行表面制絨；對所述硅片進行清洗，以去除所述硅片表面殘留的金屬雜質；對干燥后的所述硅片進行硼擴散。本發明所述技術方案通過去除損傷層工序時能夠去除硅片表面的部分金屬雜質，在對所述硅片制絨之后、硼擴散之前對硅片進行清洗，采用不破壞硅片表面絨面、不影響硅片硼擴散效果且能將硅片表面金屬雜質轉化為溶于水的化合物的試劑對硅片進行清洗，去除娃片表面殘留的金屬雜質。而娃片表面的金屬雜質在硼擴散時，在高溫條件下會向娃片內部擴散，形成載流子復合中心，降低硅片內部少子的壽命，進而降低N型太陽能電池的光電轉換效率。而本發明技術方案能夠有效降低硅片表面金屬雜質，進而提高了 N型太陽能電池的光電轉換效率。以上是本申請的核心思想，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。其次，本發明結合示意圖進行詳細描述，在詳述本發明實施例時，為便于說明，表示裝置件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發明保護的范圍。 基于上述思想，本發明實施例提供了一種N型太陽能電池的制作方法，參考圖2，所述方法包括步驟S21 :提供一待處理的硅片。所述硅片可以為單晶硅片或是多晶硅片。步驟S22 :去除所述硅片表面的損傷層。采用堿性試劑腐蝕硅片的原理去除硅片表面的損傷層。具體的，采用氫氧化鉀、雙氧水以及去離子水的混合溶液對待處理硅片進行清洗，氫氧化鉀會與硅片表面反應去除一層硅；或者采用氫氧化鈉、雙氧水以及去離子水的混合溶液對待處理硅片進行清洗。 在去除損傷層的，硅片表面的部分原有固態金屬雜質會隨損傷層的腐蝕分離硅片表面，同時上述堿性試劑與娃片表面離子態的金屬雜質反應生成金屬氫氧化物，除堿金屬鈉、鉀外，其他金屬的氫氧化物一般為沉淀物，而普通的清洗過程并不能被有效去除粘附于硅片表面的沉淀物。即與現有技術相同，在本步驟中，只能部分去除硅片表面的金屬雜質。步驟S23 :對所述硅片進行表面制絨。將上述硅片放入低濃度的堿性溶液中，利用硅在低濃度的堿性溶液中的各向異性對硅片表面進行腐蝕，形成起伏不平的絨面，增加硅片表面積，以增加受光面積，進而增加光電轉換效率。該步驟與上述步驟不同的是對硅片表面的腐蝕程度相對較小，與上述步驟相同的是在腐蝕硅片表面的同時能夠去除粘附于硅片表面原有固體金屬雜質以及金屬氫氧化物沉淀物。步驟S24 :對所述硅片進行清洗，以去除所述硅片表面殘留的金屬雜質。在該步驟的清洗過程中，采用不引入雜質離子的化學試劑對硅片進行清洗；同時所述化學試劑不與硅片反應，即不會破壞硅片表面的絨面；且所述化學試劑能夠將硅片表面的金屬雜質轉化為易溶的化合物，從而可以去除粘附于娃片表面的原有固體金屬雜質以及金屬氫氧化物沉淀。采用SC2溶液對所述硅片進行清洗。所述SC2溶液是由去離子水、鹽酸以及雙氧水的組成的混合試劑。其中，去離子水質量分數為97. 5%-98. 5%，雙氧水的質量分數為
0.5%-1. 5%，鹽酸的質量分數為0. 5%-1. 5%。在60°C _70°C的溫度條件下清洗8min_12min。
本實施例去離子水、鹽酸以及雙氧水的配比為100:1:1，在65°C溫水中清洗10min-15min。在調配SC2溶液時，首先將設定比例的去離子水與雙氧水混合，然后再添加設定比例的鹽酸；或者是首先將設定比例的去離子水與鹽酸混合，然后再添加設定比例雙氧水。避免高純度的鹽酸與雙氧水直接混合，造成鹽酸的揮發。所述SC2溶液不含 雜質離子，即不會影響后續的硼擴散的質量效果；同時，所述SC2溶液不會與硅片反應，即不會破壞硅片表面絨面；且所述SC2溶液中的鹽酸能夠與粘附于硅片表面的金屬雜質(包括金屬氫氧化物、單質金屬等固體金屬雜質)反應，生成易溶于水的金屬氯化物。又由于所述SC2溶液中含有大量的去離子水可使得所述金屬氯化物溶于水與硅片分離。通過所述SC2溶液清洗后，相對于現有的制作方法，硅片表面的金屬雜質已經大大減少。SC2溶液中的去離子水用于稀釋鹽酸以及雙氧水，同時用于溶解反應后的金屬雜質，在對所述硅片進行SC2溶液清洗后可對單獨采用去離子水對所述硅片進行10min-15min的清洗,去除其表面的金屬離子。經過本步驟清洗后，硅片表面的金屬雜質將會大大減少，從而可以保證在后續硼擴散過程中擴散制結的質量。步驟S25 :對干燥后的所述硅片進行硼擴散。將上述清洗后的硅片干燥后放入擴散爐中進行擴散制結。具體的，可采用烘箱對清洗后的硅片進行8min_12min的干燥處理，然后將其放入擴散爐中進行硼擴散。由于上一步驟中對硅片進行了清洗，所以硅片表面的金屬雜質極少，避免了進而保證了硼擴散的質量。通過上述論述可知，本實施例所述技術方案，相對于現有的N型太陽能電池制作方法在硼擴散前對硅片進行了清洗處理，去除了殘留在硅片表面的金屬雜質，避免大量金屬離子擴散入硅片內部形成載流子復合中心，從而保證了在進行硼擴散時的擴散制結的質量，保證了制備而成的N型太陽能電池的光電轉換效率。下面結合具體的實驗數據說明本發明技術方案在硼擴散前能夠有效去除硅片表面的金屬雜質。下方表I為N型太陽能電池制作時各個工藝階段硅片表面金屬雜質含量的數據表格。表I
權利要求
1.一種N型太陽能電池制作方法，其特征在于，包括 提供一待處理的娃片； 去除所述硅片表面的損傷層； 對所述硅片進行表面制絨； 對所述硅片進行清洗，以去除所述硅片表面殘留的金屬雜質； 對干燥后的所述硅片進行硼擴散。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，通過去離子水、雙氧水以及鹽酸組成的混合試劑對所述硅片進行清洗。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述混合試劑中，去離子水質量分數為97. 5%-98. 5%，雙氧水的質量分數為O. 5%-1. 5%，鹽酸的質量分數為O. 5%-1. 5%。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，清洗溫度為60°C-70°C，清洗時間為8min-12min。
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述混合試劑對所述硅片進行清洗之后，并在對干燥后所述硅片進行硼擴散之前還包括采用去離子水對所述硅片進行清洗。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，采用去離子水對所述硅片進行清洗的時間為 10min_15mino
7.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，采用氫氧化鉀、雙氧水和去離子水組成的混合試劑去除所述硅片表面的損傷層。
8.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，采用氫氧化鈉、雙氧水和去離子水組成的混合試劑去除所述硅片表面的損傷層。
9.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，采用烘箱對所述硅片進行干燥。
10.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述硅片為單晶硅片或多晶硅片。
全文摘要
本發明公開了一種N型太陽能電池制作方法，所述方法包括提供一待處理的硅片；去除所述硅片表面的損傷層；對所述硅片進行表面制絨；對所述硅片進行清洗，以去除所述硅片表面殘留的金屬雜質；對干燥后的所述硅片進行硼擴散。本發明所述技術方案通過去除損傷層工序時能夠去除硅片表面的部分金屬雜質，在對所述硅片制絨之后、硼擴散之前對硅片進行清洗，采用不破壞硅片表面絨面、不影響硅片硼擴散效果且能將硅片表面金屬雜質轉化為溶于水的化合物的試劑對硅片進行清洗，去除硅片表面殘留的金屬雜質，保證了硼擴散時擴散制結的質量，進而提高了N型太陽能電池的光電轉換效率。
文檔編號H01L31/18GK102709401SQ20121022253
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者張偉, 李高非, 熊景峰, 胡志巖 申請人:英利能源(中國)有限公司