一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，包括：a）硅片堿制絨；b）淡磷擴散形成N+層；c）生成熱氧化鈍化薄膜；d）激光開槽，得到槽孔；e）對槽孔進行刻蝕處理；f）對槽孔進行清洗；g)濃磷擴散形成N++層；h)背面蒸鍍鋁膜；i)背電場燒結；j)化學鍍銀埋柵；k)制作背電極；l)正面蒸鍍雙層減反射層，雙層減反射層包括MgF2層和ZnS層；m)酸刻蝕去邊；n)高溫燒結，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。相應的，本發明還提供一種由上述制備方法制得的激光刻槽埋柵電極太陽能電池。本發明可以同時滿足增加前后表面鈍化效果、減少表面金屬雜質污染、提高鍍層與基底結合強度以及大幅降低反射率等目的。
【專利說明】一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能電池【技術領域】，尤其涉及一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池及其制備方法。
【背景技術】
[0002]太陽能電池是一種有效地吸收太陽輻射能，利用光生伏特效應把光能轉換成電能的器件，當太陽光照在半導體P-N結(P-N Junct1n)上，形成新的空穴-電子對(V_Epair)，在P-N結電場的作用下，空穴由N區流向P區，電子由P區流向N區，接通電路后就形成電流。由于是利用各種勢皇的光生伏特效應將太陽光能轉換成電能的固體半導體器件，故又稱太陽能電池或光伏電池，是太陽能電池陣電源系統的重要組件。太陽能電池主要有晶硅(Si)電池，三五族半導體電池(GaAs, Cds/Cu2S, Cds/CdTe, Cds/InP, CdTe/Cu2Te)，無機電池，有機電池等，其中晶硅太陽能電池居市場主流主導地位。晶硅太陽能電池的基本材料為純度達99.9999%、電阻率在10 Ω.cm以上的P型單晶硅，包括正面絨面、正面p-η結、正面雙層減反射層、正背面電極等部分。在組件封裝為正面受光照面加透光蓋片(如高透玻璃及EVA)保護，防止電池受外層空間范愛倫帶內高能電子和質子的輻射損傷。
[0003]激光刻槽埋柵電極太陽能電池是采用一種工業化技術的高效太陽能電池，其主要特點為:利用激光方式在有介質層覆蓋的硅片表面上開槽，經過二次槽體清洗，再進行二次擴散以及金屬電極制備。其優點為:(I)利用激光刻槽和二次擴散技術，實現了選擇性發射區，與金屬電極接觸的區域擴散濃度很高，接觸電阻較小，使得發射區薄層電阻可以較大(100-300 Ω / 口，常規電池則為40-60 Ω / □)，避免了因發射區俄歇復合造成的電池電流下降；(2)刻槽技術可大幅降低電池柵線寬度(<30um)以及細柵遮光率(〈2%)，且減少了柵線遮光面積，導致電池串聯電阻大幅降低，短路電流密度提高；(3)絨面、雙層減反射層和背面反射器的結合使太陽光充分被利用；(4)柵指電極排列緊密減少發射極電阻；(5)淡磷擴散避免形成死層，增加對短波的吸收；(6)埋柵電極處使用重摻雜使接觸電阻降低，有利于歐姆接觸；(7)埋柵電極深入到硅襯底內部，增加對基區光電子的收集，濃磷擴散降低濃磷區電阻功耗和柵指電極與襯底的接觸電阻功耗。
[0004]基于以上優點，激光刻槽埋柵電極太陽能電池效率較常規絲網印刷電池高出0.35%(絕對值)以上，與一般高效電池相比，激光刻槽電池遮光面積小、串聯電阻小、單位功率成本可以達到或低于常規電池成本，適合工業化大規模量產。
[0005]然而，現有的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的鈍化效果還不夠理想，表面金屬雜質污染嚴重，鍍層與基底結合強度不高，電池表面的反射率較高，致使太陽能電池的光電轉換效率不盡理想。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題在于，提供一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池，可以同時滿足增加前后表面鈍化效果、減少表面金屬雜質污染、提高鍍層與基底結合強度以及大幅降低反射率等目的。
[0007]本發明所要解決的技術問題還在于，提供一種制備上述激光刻槽埋柵電極太陽能電池的方法，可以同時滿足增加前后表面鈍化效果、減少表面金屬雜質污染、提高鍍層與基底結合強度以及大幅降低反射率等目的。
[0008]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，包括:
a)將硅片用堿性溶液制絨；
b)對硅片使用三氯氧磷進行淡磷擴散，形成N+層；
c)使用氧氣，在反應溫度750-1000°C的條件下生成熱氧化鈍化薄膜；
d)在硅片上使用激光開槽，得到槽孔；
e)對槽孔進行刻蝕處理；
f)對槽孔進行清洗，包括用SPM溶液在100-140°C溫度條件下進行第一次清洗，用DHF溶液在室溫下進行第二次清洗，用APM溶液在60-100°C溫度條件下進行第三次清洗，用HPM溶液在60-100°C溫度條件下進行第四次清洗，用DHF溶液在室溫下進行第五次清洗；
g)對槽孔使用三氯氧磷進行濃磷擴散，形成N++層；
h)在硅片的背面蒸鍍鋁膜；
i)在硅片的背面進行燒結，形成背電場； j)在槽孔內通過化學鍍銀埋柵；
k)在硅片的背面制作背電極；
I)在娃片的正面蒸鍍雙層減反射層，所述雙層減反射層包括MgF2層和ZnS層； m)對硅片進行酸刻蝕去邊；
η)將硅片高溫燒結，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
[0009]作為上述方案的改進，步驟a)中，所述堿性溶液為NaOH、Na2S14和IPA組成的混合溶液，NaOH: Na2S14:1PA = 1: 1-2: 1-2，制絨溫度為 80_90°C。
[0010]作為上述方案的改進，步驟C)中，所述氧氣的純度3 99%，反應溫度為850-900°C，熱氧化鈍化薄膜為二氧化硅層，其厚度為15-35nm。
[0011]作為上述方案的改進，步驟d)中，所述激光開槽是使用Nd:YAG激光進行開槽，激光的波長為500-600nm，所述槽孔為矩形，寬度為25_45nm，深度為35_55um，間距為0.5_3mm0
[0012]作為上述方案的改進，步驟e)中，所述刻蝕處理使用的刻蝕液為氫氟酸和硝酸的混合溶液，氫氟酸:硝酸=1:2-3，反應溫度為25-45°C。
[0013]作為上述方案的改進，步驟f)中，所述SPM溶液為H2Si04、H2O2組成的混合溶液，其中，H2Si04:H202=3-5:l，第一次清洗的溫度為120-130°C ；
所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第二次清洗的溫度為 20-35 0C ；
所述APM溶液為NH4OH' H2O2' H2O組成的混合溶液，其中，NH4OH:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:4.5-5.5，第三次清洗的溫度為70_90°C ；
所述HPM溶液為HCl、H2O2, H2O組成的混合溶液，其中，HCl:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:5.5-6.5，第四次清洗的溫度為70-90°C ； 所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第五次清洗的溫度為 20-35 °C。
[0014]作為上述方案的改進，步驟j)中，所述化學鍍銀埋柵使用的溶液為AgN03、CS (NH2)2組成的混合溶液，AgNO 3、CS (NH2)2= 1: 1-2，反應時間為200-500秒。
[0015]作為上述方案的改進，步驟I)中，所述MgF2層的厚度為90-130nm，所述ZnS層的厚度為20-60nm，所述MgF2層和ZnS層通過離子束沉積法在180_220°C溫度條件下制得。
[0016]所述MgF2層的一面與熱氧化鈍化薄膜相連接，所述MgF2層的另一面與ZnS層相連接。
[0017]相應的，本發明還提供一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池，包括背電極、背電場、P型硅、N++層、埋槽Ag電極、N+層、熱氧化鈍化薄膜、雙層減反射層，所述激光刻槽埋柵電極太陽能電池由上述制備方法制得，所述雙層減反射層包括MgF2層和ZnS層，所述MgF2層的一面與熱氧化鈍化薄膜相連接，所述MgF2層的另一面與ZnS層相連接。
[0018]實施本發明，具有如下有益效果:
本發明采用熱氧化鈍化薄膜、RCA濕式化學清洗、化學鍍銀埋柵和MgF2/ZnS雙層減反射薄膜，其中，熱氧化鈍化薄膜可以有效增加前后表面鈍化效果；RCA濕式化學清洗可以減少表面金屬雜質污染；化學鍍銀埋柵的柵線陰影面積小，接觸電阻小，電流收集效率較高；MgF2/ZnS雙層減反射薄膜可大幅降低反射率(趨近為0)，增加光子入射。在上述熱氧化鈍化薄膜、RCA濕式化學清洗、化學鍍銀埋柵和MgF2/ZnS雙層減反射薄膜的協同作用下，可以有效增加前后表面鈍化效果、減少表面金屬雜質污染、提高鍍層與基底結合強度以及大幅降低反射率(趨近為O)，使得開路電壓提高、短路電流密度提升、串聯電阻大幅降低。因此，本發明在絨面、雙層減反射層和背面反射器的結合下，大幅提高了電池轉換效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法的流程圖。
[0020]圖2是本發明激光刻槽埋柵電極太陽能電池的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。
[0022]參見圖1，本發明提供了一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，包括:
S11、將硅片用堿性溶液制絨
由于堿性溶液與硅(Si)反應會形成各向異性腐蝕，使得本發明采用堿性溶液制絨具有下述優點:使用單晶結構的各向異性的物理性質參與反應，形成均勻的低反射率織構化金字塔狀表面形貌，大幅減少光子反射，增加光吸收。
[0023]現有的制絨方式為酸制絨，缺點是反射率較高，絨面均勻性較差。
[0024]優選的，所述堿性溶液為NaOH、Na2S14和IPA組成的混合溶液，NaOH: Na2S14:1PA = 1: 1-2: 1-2，制絨溫度為 80-90°C。
[0025]需要說明的是，IPA是異丙醇。
[0026]S102、對硅片使用三氯氧磷進行淡磷擴散，形成N+層。
[0027]具體的，上述淡磷擴散是在800-900°C通入POCL3 (電子級>99.9999%)反應時間10-30分鐘，形成方阻為100-110歐姆的淺PN結。
[0028]優選的，上述淡磷擴散是在850°C通入POCL3 (電子級>99.9999%)反應時間15分鐘，形成方阻為100-110歐姆的淺PN結。
[0029]需要說明的是，N+層是指在半導體材料硅中摻入五價元素雜質(磷)可構成多余殼粒的N形半導體。在N+層上再摻入五價元素雜質(磷)可構成多余殼粒的N形半導體，即為N++層。
[0030]S103、使用氧氣，在反應溫度750-1000°C的條件下生成熱氧化鈍化薄膜。
[0031]優選的，所述氧氣的純度3 99%，反應溫度為850-900°C，熱氧化鈍化薄膜為二氧化娃層，其厚度為15-35nm0
[0032]更佳的，所述氧氣的純度蘭99.9995%，反應溫度為850-900 °C，熱氧化鈍化薄膜為二氧化硅層，其厚度為20-30nm。
[0033]本發明在反應溫度750-1000°C的條件下生成熱氧化鈍化薄膜，其優點為:致密性高，鈍化效果好，可降低晶體硅表面復合速率，提高少子壽命，增加電池轉換效率。
[0034]在本發明中，若步驟S103是通過其它方式生成鈍化膜，則該鈍化膜與其他層的配合不好，致密性較差，鈍化效果較差，生產成本較高。
[0035]S104、在硅片上使用激光開槽，得到槽孔
具體的，所述激光開槽是使用Nd: YAG激光進行開槽，激光的波長優選為500-600nm，所述槽孔優選為矩形，寬度優選為25-45nm，深度優選為35_55um，間距優選為0.5_3mm。連續矩形槽孔可增加電流收集率。
[0036]更佳的，激光的波長為532nm，所述槽孔為矩形，寬度為30_40nm，深度為40_50um，間距為 1.5mm。
[0037]S105、對槽孔進行刻蝕處理。
[0038]具體的，所述刻蝕處理使用的刻蝕液為氫氟酸和硝酸的混合溶液，氫氟酸:硝酸=1:2-3，反應溫度優選為25-45°C。更佳的，反應溫度為30-40°C。使用氫氟酸:硝酸=1:2-3的刻蝕液，成本低，可減少因激光開孔造成的表面損傷層。
[0039]S106、對槽孔進行清洗，包括用SPM溶液在100-140°C溫度條件下進行第一次清洗，用DHF溶液在室溫下進行第二次清洗，用APM溶液在60-100°C溫度條件下進行第三次清洗，用HPM溶液在60-100°C溫度條件下進行第四次清洗，用DHF溶液在室溫下進行第五次清洗。
[0040]優選的，所述SPM溶液為H2S14、H2O2組成的混合溶液，其中，H 2Si04: H202=3_5:1，第一次清洗的溫度為120-130°C ；
所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第二次清洗的溫度為 20-35 0C ；
所述APM溶液為NH4OH' H2O2' H2O組成的混合溶液，其中，NH4OH:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:4.5-5.5，第三次清洗的溫度為70_90°C ；
所述HPM溶液為HCl、H2O2, H2O組成的混合溶液，其中，HCl:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:5.5-6.5，第四次清洗的溫度為70-90°C ；
所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第五次清洗的溫度為 20-35 °C。
[0041]更佳的，所述SPM溶液為H2Si04、H202組成的混合溶液，其中，H2Si04:H202=4:1，第一次清洗的溫度為120-130°C ；
所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:100，第二次清洗的溫度為20-35 0C ；
所述APM溶液為NH40H、H2O2, H2O組成的混合溶液，其中，NH4OH:H2O2:H2O=1: 1: 5，第三次清洗的溫度為70-90 °C ；
所述HPM溶液為HCl、H2O2、H2O組成的混合溶液，其中，HCl: H2O2: H2O=1: 1:6，第四次清洗的溫度為70-90 °C ；
所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:100，第五次清洗的溫度為20-35。。。
[0042]采用步驟S106清洗方式，帶來下述優點:
(I) SPM具有很高的氧化能力，可將金屬氧化后溶于清洗液中，并能把有機物氧化生成CO JPH2O，用SPM清洗硅片可去除硅片表面的重有機沾污和部分金屬。
[0043](2) DHF可以去除硅片表面的自然氧化膜及其附著的金屬氫氧化物。
[0044](3) APM:由于H2O2的作用，硅片表面有一層自然氧化膜(S12),呈親水性，硅片表面和粒子之間可被清洗液浸透。由于硅片表面的自然氧化層與硅片表面的Si被NH 40H腐蝕，因此附著在硅片表面的顆粒便落入清洗液中，從而達到去除粒子的目的。在NH4OH腐蝕硅片表面的同時，H2O2又在氧化硅片表面形成新的氧化膜。
[0045](4) HPM:用于去除硅片表面的鈉、鐵、鎂等金屬沾污。在室溫下HPM就能除去Fe和Zn。
[0046]現有的清洗方式是只使用DHF，缺點是:無法有效去除表面臟污與金屬雜質。
[0047]S107、對槽孔使用三氯氧磷進行濃磷擴散，形成N++層。
[0048]具體的，在800-900°C通入P0CL3(電子級>99.9999%)，反應時間25-50分鐘，形成方阻為60-70歐姆的深PN結。
[0049]優選的，在850°C通入POCL3 (電子級>99.9999%)，反應時間35分鐘，形成方阻為60-70歐姆的深PN結。
[0050]需要說明的是，N+層是指在半導體材料硅中摻入五價元素雜質(磷)可構成多余殼粒的N形半導體。在N+層上再摻入五價元素雜質(磷)可構成多余殼粒的N形半導體，即為N++層。
[0051]S108、在硅片的背面蒸鍍鋁膜。
[0052]S109、在硅片的背面進行燒結，形成背電場。
[0053]S110、在槽孔內通過化學鍍銀埋柵。
[0054]優選的，所述化學鍍銀埋柵使用的溶液為AgN03、CS (NH2)2組成的混合溶液，AgNO 3、CS(NH2)2= 1: 1-2，反應時間為200-500秒。采用化學鍍銀埋柵:柵線陰影面積小，接觸電阻小，電流收集效率較高。
[0055]更佳的，反應時間為300-360秒。
[0056]Sll 1、在硅片的背面制作背電極。
[0057]S112、在硅片的正面蒸鍍雙層減反射層，所述雙層減反射層包括MgF2層和ZnS層。所述MgF2層的一面與熱氧化鈍化薄膜相連接，所述MgF 2層的另一面與ZnS層相連接。
[0058]優選的，所述MgF2層的厚度為90-130nm，所述ZnS層的厚度為20_60nm，所述MgF 2層和ZnS層通過離子束沉積法在180-220°C溫度條件下制得。
[0059]更佳的，所述MgF2層的厚度為100-120nm，所述ZnS層的厚度為30_50nm，所述MgF2層和ZnS層通過離子束沉積法在190-210°C溫度條件下制得。
[0060]MgF2/ZnS雙層減反射薄膜，可以大幅降低反射率(趨近為0)，增加光子入射。這是因為MgF2/ZnS雙層減反射薄膜利用光波在減反射膜上下表面反射所產生的光程差使得兩束反射光干涉相消，從而減弱反射，提高光的入射，減反射的效果決定于減反射膜的折射率及厚度，MgF2/ZnS具有優異的減反射能力。
[0061]現有的減反膜設置為單層氮化硅薄膜，但是其減反射效果較差。
[0062]SI 13、對硅片進行酸刻蝕去邊。
[0063]S114、將硅片高溫燒結，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
[0064]相應的，本發明還提供一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池，包括背電極1、背電場
2、P型硅3、N++層4、埋槽Ag電極5、N+層6、熱氧化鈍化薄膜7、雙層減反射層8，所述雙層減反射層8包括1%&層81和ZnS層82，所述MgF 2層81的一面與熱氧化鈍化薄膜7相連接，所述MgFJl 81的另一面與ZnS層82相連接。
[0065]所述激光刻槽埋柵電極太陽能電池由上述制備方法制得。具體的，P型硅3經過SlOl處理而得，N+層6經過S102處理而得，熱氧化鈍化薄膜7經過S103處理而得，N++層4經過S104、S105、S106、S107處理而得，背電場2經過S108、S109處理而得，埋槽Ag電極5經過SllO處理而得，背電極I經過Slll處理而得，雙層減反射層8經過S112處理而得，最后經過SI 13、SI 14得到最終成品。
[0066]下面以具體實施例進一步闡述本發明實施例1
將 P 型硅用 NaOH、Na2S14 和 IPA 組成的混合溶液(NaOH: Na2S14:1PA = 1:1:1)在80°C下進行制絨；
對硅片使用三氯氧磷進行淡磷擴散，形成N+層；
使用純度99%的氧氣，在反應溫度750°C的條件下生成厚度為15nm的熱氧化鈍化薄膜；
使用Nd = YAG激光進行開槽，激光的波長為532nm，得到寬度為25nm，深度為35um，間距為Imm的矩形槽孔；
對槽孔使用氫氟酸和硝酸的混合溶液(氫氟酸:硝酸=1:2)在25°C下進行刻蝕處理；對槽孔進行清洗，包括用SPM溶液(H2Si04:H202=3:l)在100°C溫度條件下進行第一次清洗，用DHF溶液(HF:H20=1:90)在室溫下進行第二次清洗，用APM溶液(NH40H:H202:H20=1:1:5 )在60 °C溫度條件下進行第三次清洗，用HPM溶液(HCl: H2O2: H2O=1: 1:6 )在60 °C溫度條件下進行第四次清洗，用DHF溶液(HF =H2O=1: 90)在室溫下進行第五次清洗；
對槽孔使用三氯氧磷進行濃磷擴散，形成N++層；
在硅片的背面蒸鍍鋁膜；
在硅片的背面進行燒結，形成背電場；
在槽孔內使用AgN03、CS (NH2)2組成的混合溶液(AgNO 3:CS (NH 2)2= 1:1)通過化學鍍銀埋柵，反應時間為200秒；
在硅片的背面制作背電極；
在硅片的正面通過離子束沉積法在190°C溫度條件下蒸鍍雙層減反射層，雙層減反射層包括厚度為90nm的MgF2層和厚度為20nm的ZnS層；
對硅片進行酸刻蝕去邊；
將硅片高溫燒結，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
[0067]實施例2
將 P 型硅用 NaOH、Na2S14 和 IPA 組成的混合溶液(NaOH: Na2S14:1PA = 1: 1.5:1.5)在85°0下進行制絨；
對硅片使用三氯氧磷進行淡磷擴散，形成N+層；
使用純度99.9995%的氧氣，在反應溫度850°C的條件下生成厚度為20nm的熱氧化鈍化薄膜；
使用Nd: YAG激光進行開槽，激光的波長為532nm，得到寬度為30nm，深度為40um，間距為1.5mm的矩形槽孔；
對槽孔使用氫氟酸和硝酸的混合溶液(氫氟酸:硝酸=1:2.5)在30°C下進行刻蝕處理；對槽孔進行清洗，包括用SPM溶液(H2S14:H202=4:1)在110°C溫度條件下進行第一次清洗，用DHF溶液(HF:H2O= 1:100)在室溫下進行第二次清洗，用APM溶液(NH4OH:H2O2 = H2O=1:1:4.5 )在70°C溫度條件下進行第三次清洗，用HPM溶液(HCl: H2O2: H2O=1: 1:5.5 )在70°C溫度條件下進行第四次清洗，用DHF溶液(HF =H2O=1: 100)在室溫下進行第五次清洗；
對槽孔使用三氯氧磷進行濃磷擴散，形成N++層；
在硅片的背面蒸鍍鋁膜；
在硅片的背面進行燒結，形成背電場；
在槽孔內使用AgN03、CS (NH2) 2組成的混合溶液(AgNO 3:CS (NH 2)2= 1: 1.5)通過化學鍍銀埋柵，反應時間為300秒；
在硅片的背面制作背電極；
在硅片的正面通過離子束沉積法在200°C溫度條件下蒸鍍雙層減反射層，雙層減反射層包括厚度為10nm的MgF2層和厚度為30nm的ZnS層；
對硅片進行酸刻蝕去邊；
將硅片高溫燒結，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
[0068]實施例3
將 P 型硅用 NaOH、Na2S14 和 IPA 組成的混合溶液(NaOH: Na2S14:1PA = 1: 2:
2)在86°C下進行制絨；
對硅片使用三氯氧磷進行淡磷擴散，形成N+層；
使用純度99.992%的氧氣，在反應溫度900°C的條件下生成厚度為25nm的熱氧化鈍化薄膜；
使用Nd = YAG激光進行開槽，激光的波長為532nm，得到寬度為35nm，深度為45um，間距為1.5mm的矩形槽孔；
對槽孔使用氫氟酸和硝酸的混合溶液(氫氟酸:硝酸=1:3)在35°C下進行刻蝕處理； 對槽孔進行清洗，包括用SPM溶液(H2S14: H202=5:1)在125°C溫度條件下進行第一次清洗，用DHF溶液(HF:H2O= 1:105)在室溫下進行第二次清洗，用APM溶液(NH4OH:H2O2 = H2O=1:1:5 )在80 °C溫度條件下進行第三次清洗，用HPM溶液(HCl: H2O2: H2O=1: 1:6 )在80 °C溫度條件下進行第四次清洗，用DHF溶液(HF =H2O=1: 105)在室溫下進行第五次清洗；
對槽孔使用三氯氧磷進行濃磷擴散，形成N++層；
在硅片的背面蒸鍍鋁膜；
在硅片的背面進行燒結，形成背電場；
在槽孔內使用AgN03、CS (NH2) 2組成的混合溶液(AgNO 3:CS (NH 2)2= 1: 1.8)通過化學鍍銀埋柵，反應時間為350秒；
在硅片的背面制作背電極；
在硅片的正面通過離子束沉積法在200°C溫度條件下蒸鍍雙層減反射層，雙層減反射層包括厚度為IlOnm的MgF2層和厚度為40nm的ZnS層；
對硅片進行酸刻蝕去邊；
將硅片高溫燒結，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
[0069]實施例4
將 P 型硅用 NaOH、Na2S14 和 IPA 組成的混合溶液(NaOH: Na2S14:1PA = 1: 2:1)在88°C下進行制絨；
對硅片使用三氯氧磷進行淡磷擴散，形成N+層；
使用純度99.9995%的氧氣，在反應溫度900°C的條件下生成厚度為30nm的熱氧化鈍化薄膜；
使用Nd: YAG激光進行開槽，激光的波長為532nm，得到寬度為40nm，深度為50um，間距為2mm的矩形槽孔；
對槽孔使用氫氟酸和硝酸的混合溶液(氫氟酸:硝酸=1:2)在40°C下進行刻蝕處理；對槽孔進行清洗，包括用SPM溶液(H2S14:H202=4.5:1)在130 °C溫度條件下進行第一次清洗，用DHF溶液(HF:H2O= 1:105)在室溫下進行第二次清洗，用APM溶液(NH4OH:H2O2 = H2O=1: 1:5.5)在90 °C溫度條件下進行第三次清洗，用HPM溶液(HCl:H202:H2O=1: 1:6.5)在90°C溫度條件下進行第四次清洗，用DHF溶液(HF:H20=1:105)在室溫下進行第五次清洗；
對槽孔使用三氯氧磷進行濃磷擴散，形成N++層；
在硅片的背面蒸鍍鋁膜；
在硅片的背面進行燒結，形成背電場；
在槽孔內使用AgN03、CS (NH2) 2組成的混合溶液(AgNO 3:CS (NH 2)2= 1: 2)通過化學鍍銀埋柵，反應時間為400秒；
在硅片的背面制作背電極；
在硅片的正面通過離子束沉積法在210°C溫度條件下蒸鍍雙層減反射層，雙層減反射層包括厚度為120nm的MgF2層和厚度為50nm的ZnS層；
對硅片進行酸刻蝕去邊；
將硅片高溫燒結，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
[0070]實施例5
將 P 型硅用 NaOH、Na2S14 和 IPA 組成的混合溶液(NaOH: Na2S14:1PA = 1:1:2)在90°C下進行制絨；
對硅片使用三氯氧磷進行淡磷擴散，形成N+層；
使用純度99.9995%的氧氣，在反應溫度1000°C的條件下生成厚度為35nm的熱氧化鈍化薄膜；
使用Nd = YAG激光進行開槽，激光的波長為532nm，得到寬度為45nm，深度為55um，間距為2mm的矩形槽孔；
對槽孔使用氫氟酸和硝酸的混合溶液(氫氟酸:硝酸=1:2)在45°C下進行刻蝕處理；對槽孔進行清洗，包括用SPM溶液(H2Si04:H202=5:l)在140 °C溫度條件下進行第一次清洗，用DHF溶液(HF:H2O= 1: 110)在室溫下進行第二次清洗，用APM溶液(NH4OH:H202:H2O= 1.5: 1.5: 5.5)在100 °C溫度條件下進行第三次清洗，用HPM溶液(HCl:H202:H2O=L 5: 1.5: 6.5)在100 °C溫度條件下進行第四次清洗，用DHF溶液(HF:H2O=1: 110)在室溫下進行第五次清洗；
對槽孔使用三氯氧磷進行濃磷擴散，形成N++層；
在硅片的背面蒸鍍鋁膜；
在硅片的背面進行燒結，形成背電場；
在槽孔內使用AgN03、CS (NH2) 2組成的混合溶液(AgNO 3:CS (NH 2)2= 1: 2)通過化學鍍銀埋柵，反應時間為500秒；
在硅片的背面制作背電極；
在硅片的正面通過離子束沉積法在220°C溫度條件下蒸鍍雙層減反射層，雙層減反射層包括厚度為130nm的MgF2層和厚度為60nm的ZnS層；
對硅片進行酸刻蝕去邊；
將硅片高溫燒結，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
[0071]以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括: a)將硅片用堿性溶液制絨； b)對硅片使用三氯氧磷進行淡磷擴散，形成N+層； c)使用氧氣，在反應溫度750-1000°C的條件下生成熱氧化鈍化薄膜； d)在硅片上使用激光開槽，得到槽孔； e)對槽孔進行刻蝕處理； f)對槽孔進行清洗，包括用SPM溶液在100-140°C溫度條件下進行第一次清洗，用DHF溶液在室溫下進行第二次清洗，用APM溶液在60-100°C溫度條件下進行第三次清洗，用HPM溶液在60-100°C溫度條件下進行第四次清洗，用DHF溶液在室溫下進行第五次清洗； g)對槽孔使用三氯氧磷進行濃磷擴散，形成N++層； h)在硅片的背面蒸鍍鋁膜； i)在硅片的背面進行燒結，形成背電場； j)在槽孔內通過化學鍍銀埋柵； k)在硅片的背面制作背電極； I)在娃片的正面蒸鍍雙層減反射層，所述雙層減反射層包括MgF2層和ZnS層； m)對硅片進行酸刻蝕去邊； η)將硅片高溫燒結，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
2.如權利要求1所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟a)中，所述堿性溶液為NaOH 'Na2S14和IPA組成的混合溶液，NaOH: Na2S14:1PA = 1:1-2: 1-2，制絨溫度為 80-90°C。
3.如權利要求1所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟c)中，所述氧氣的純度399%，反應溫度為850-900°C，熱氧化鈍化薄膜為二氧化硅層，其厚度為 15_35nm。
4.如權利要求1所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟d)中，所述激光開槽是使用Nd:YAG激光進行開槽，激光的波長為500-600nm，所述槽孔為矩形，寬度為25-45nm，深度為35_55um，間距為0.5_3mm。
5.如權利要求1所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟e)中，所述刻蝕處理使用的刻蝕液為氫氟酸和硝酸的混合溶液，氫氟酸:硝酸=1:2-3，反應溫度為25-45 °C。
6.如權利要求1所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟f)中，所述SPM溶液為H2Si04、H2O2組成的混合溶液，其中，H 2Si04: H202=3_5:1，第一次清洗的溫度為120-130°C ； 所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第二次清洗的溫度為 20-35 0C ； 所述APM溶液為NH4OH' H2O2' H2O組成的混合溶液，其中，NH4OH:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:4.5-5.5，第三次清洗的溫度為70_90°C ； 所述HPM溶液為HCl、H2O2, H2O組成的混合溶液，其中，HCl:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:5.5-6.5，第四次清洗的溫度為70-90°C ； 所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第五次清洗的溫度為 20-35 °C。
7.如權利要求1所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟j)中，所述化學鍍銀埋柵使用的溶液為AgN03、CS (NH2) 2組成的混合溶液，AgNO 3、CS (NH2) 2=1: 1-2，反應時間為200-500秒。
8.如權利要求1所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟I)中，所述18&層的厚度為90-130nm，所述ZnS層的厚度為20_60nm，所述MgF 2層和ZnS層通過離子束沉積法在180-220°C溫度條件下制得。
9.如權利要求8所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述MgF2層的一面與熱氧化鈍化薄膜相連接，所述MgF 2層的另一面與ZnS層相連接。
10.一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池，包括背電極、背電場、P型硅、N++層、埋槽Ag電極、N+層、熱氧化鈍化薄膜、雙層減反射層，其特征在于，所述激光刻槽埋柵電極太陽能電池由權利要求1-9任一項所述的制備方法制得，所述雙層減反射層包括MgF2層和ZnS層，所述MgF2層的一面與熱氧化鈍化薄膜相連接，所述MgF 2層的另一面與ZnS層相連接。
【文檔編號】H01L31/18GK104505407SQ201410671495
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】秦崇德, 方結彬, 石強, 黃玉平, 何達能 申請人:廣東愛康太陽能科技有限公司