本發明涉及太陽電池技術領域，特別是涉及一種晶體硅太陽電池的制備方法。
背景技術：
硼擴散是N型背結太陽能電池的制備中的重要環節。一般地，常規硼擴散基本都是制作較厚的掩膜(氧化硅或氮化硅等)來阻擋磷擴散面受到硼擴散的影響，或者利用兩個表面掩膜生長的速率的快慢不同，形成的掩膜厚度有差異，從而進行單面硼擴散，但工藝都是相對比較復雜，工藝窗口窄，同時增加了太陽電池的工藝時間及成本；也有通過在電池表面噴涂或絲網印刷磷源和硼嘗試一步進行擴散，但此種方式由于受到硼與磷的工藝窗口有很大不同，從而很難同時兼顧硼與磷從表面向硅片內部同時進行擴散的工藝效果。上述方式都比較難以實現硼磷同時擴散。
技術實現要素：
基于此，有必要針對如何實現硼磷同時擴散的問題，提供一種晶體硅太陽電池的制備方法。
一種晶體硅太陽電池的制備方法，包括步驟：
將N型硅片的第一表面和第二表面均進行制絨；
在所述N型硅片的第一表面形成硼摻雜源層，并在所述N型硅片的第二表面上離子注入磷源；
將所述N型硅片放入擴散爐中進行高溫氧化和擴散，所述硼摻雜源層中的硼源由所述N型硅片的第一表面往所述N型硅片內擴散，在所述N型硅片的第一表面上形成依次層疊的p+發射極層和硼硅玻璃層，所述磷源從所述N型硅片的內部往所述N型硅片的第二表面方向擴散，在所述N型硅片的第二表面上形成依次層疊的n+表面場層和磷硅玻璃層；
去除所述硼硅玻璃層和所述磷硅玻璃層；
在所述p+發射極層和所述n+表面場層上分別形成第一鈍化減反射層和第二鈍化減反射層；
在所述第一鈍化減反射層和所述第二鈍化減反射層上分別制備負、正電極。
上述晶體硅太陽電池的制備方法，在N型硅片的第一表面和第二表面進行制絨后，通過對N型硅片的第一表面和第二表面分別形成硼摻雜源層及磷源注入，將N型硅片放入擴散爐中進行反應和擴散，硼摻雜源層中的硼源由N型硅片的第一表面往N型硅片內擴散，同時離子注入的磷源被氧化透析作用，由于注入的磷源轟擊導致硅片第二表面晶化，從而晶化部分很容易在高溫中氧化，由于固溶度不同，注入到N型硅片內部的的磷會從內往N型硅片的第二表面遷移，從而達到一步硼磷共擴，實現硼磷一步共同擴散，無氣體源的繞射，整個工藝流程只需要一次高溫過程，無需掩膜即可實現硼磷共擴，從而減少工藝流程，且共擴工藝窗口可匹配一致。
在其中一個實施例中，在所述將N型硅片的第一表面和第二表面均進行制絨的步驟之前，還包括步驟：采用硅片清洗劑對所述N型硅片進行清洗，所述硅片清洗劑為體積比為1:1:4-1:2:10的氫氧化銨、雙氧水以及蒸餾水。
在其中一個實施例中，在所述將N型硅片的第一表面和第二表面均進行制絨的步驟中，在所述N型硅片的第一表面和所述第二表面上所形成的絨面的厚度均不大于10微米。
在其中一個實施例中，在所述在所述N型硅片的第一表面形成硼摻雜源層，并在所述N型硅片的第二表面上離子注入磷源的步驟中，所述硼摻雜源層中的硼摻雜源為納米級的固態硼源。
在其中一個實施例中，在所述在所述N型硅片的第一表面形成硼摻雜源層，并在所述N型硅片的第二表面上離子注入磷源的步驟中，所述磷源注入所述N型硅片的第二表面的深度大于等于1微米。
在其中一個實施例中，在所述將所述N型硅片放入擴散爐中進行高溫氧化和擴散的步驟中，所述N型硅片在擴散爐中進行高溫氧化和擴散的條件為：反應溫度大于等于1000℃。
在其中一個實施例中，在所述所述N型硅片放入擴散爐中進行高溫氧化和擴散的步驟中，所述p+發射極層的方阻為60Ω/sq-100Ω/sq，所述n+表面場層的方阻為40Ω/sq-80Ω/sq。
在其中一個實施例中，在所述去除所述硼硅玻璃層和所述磷硅玻璃層的步驟中，采用體積比為1:2:10-1:3:20的氫氟酸、鹽酸及水的混合溶液去除所述硼硅玻璃層和所述磷硅玻璃層。
在其中一個實施例中，在所述在所述p+發射極層和所述n+表面場層上分別形成第一鈍化減反射層和第二鈍化減反射層的步驟之后，在所述在所述第一鈍化減反射層和所述第二鈍化減反射層上分別制備負、正電極的步驟之前，還包括步驟：分別在所述第一鈍化減反射層和所述第二鈍化減反射層上形成氮化硅減反射層。
在其中一個實施例中，在所述在所述第一鈍化減反射層和所述第二鈍化減反射層上分別制備負、正電極的步驟中，所述正電極為銀電極，所述負電極為銀鋁電極。
附圖說明
圖1為一實施例的晶體硅太陽電池的制備方法的流程示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，一實施例的晶體硅太陽電池的制備方法，包括步驟：
S10：將N型硅片的第一表面和第二表面均進行制絨。
具體地，在本實施例中，N型硅片為N型單晶硅片，其厚度為80微米-100微米。此外，N型硅片的第一表面和第二表面分別為N型硅片的受光面和背光面。
采用制絨添加劑對N型硅片的第一表面和第二表面進行制絨，制絨添加劑為水、異丙醇、堿以及添加劑的混合溶液，其中，堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀或四甲基氫氧化銨。制絨添加劑中的各組分的質量百分含量為：氫氧化鈉0.1％～3％，異丙醇2％～10％，添加劑0.01％～2％，其余為水。按質量比，添加劑的各組分含量為：葡萄糖、葡萄糖酸鈉或葡萄糖酸鉀0.001％～3％，聚氧乙烯醚100ppb～8000ppb，乳酸鈉或檸檬酸鈉0.001％～2％，丙二醇0.001％～2％，硅酸鈉0.01％～6％，碳酸鈉或碳酸氫鈉0.001％～2％，其余為水。
具體地，將N型硅片放置在制絨添加劑中，對N型硅片的第一表面和第二表面進行制絨。
此外，在其他實施例中，采用制絨液在75℃溫度下對N型硅片的第一表面和第二表面進行制絨，其中，制絨液的成分為質量含量為1.5％的氫氧化鈉溶液以及質量含量為2.5％的制絨輔助劑。
需要說明的是，在本實施例中，在步驟S10之前，還包括步驟：采用硅片清洗劑對N型硅片進行清洗。具體地，所采用的硅片清洗劑為體積比為1:1:4-1:2:10的氫氧化銨、雙氧水以及蒸餾水。通過硅片清洗劑，清洗N型硅片的第一表面和第二表面上的污染物等雜質。在本實施例中，采用的硅片清洗劑為體積比為1:1:4的氫氧化銨、雙氧水以及蒸餾水。
通過對N型硅片的第一表面和第二表面進行制絨，在N型硅片的第一表面和第二表面上均形成絨面。在本實施例中，優選地，在N型硅片的第一表面和所述第二表面上所形成的絨面的厚度均不大于10微米，從而利于后續的離子注入和硼源摻雜層的形成。
S12：在N型硅片的第一表面形成硼摻雜源層，并在N型硅片的第二表面上離子注入磷源。
具體地，在本實施例中，通過旋涂的方式，將硼源摻雜沉積在N型硅片的第一表面上形成硼源摻雜層，其中，旋涂的轉速為2000轉每分鐘-5000轉每分鐘，硼源中硼的含量為0.1毫升-0.5毫升。在本實施例中，硼摻雜源層中的硼摻雜源為納米級的固態硼源。
此外，在本實施例中，通過離子注入的方式，將磷源打入N型硅片的第二表面進行摻雜。具體地，離子注入所需的能量為15KeV-40KeV，可以在能量為25keV，離子的劑量為1×1016cm-1-5×1016cm-1。
在本實施例中，為了使得磷源更好地擴散，磷源注入N型硅片的第二表面的深度大于等于1微米。優選地，磷源注入N型硅片的第二表面的深度為1微米-2微米。
S14：將N型硅片放入擴散爐中進行高溫氧化和擴散，在N型硅片的第一表面上形成依次層疊的p+發射極層和硼硅玻璃層，在N型硅片的第二表面上形成依次層疊的n+表面場層和磷硅玻璃層。
具體地，在本實施例中，將N型硅片放入擴散爐中進行高溫氧化和擴散，其中，N型硅片在擴散爐中進行高溫氧化和擴散的條件為：反應溫度大于等于1000℃。擴散爐中通氮氣和氧氣。
由上述步驟S12可知，N型硅片的第一表面上沉積有硼摻雜源層，N型硅片的第二表面內部注入有磷源。從而對N型硅片進行高溫氧化激活時，高溫對硼摻雜源層中的固態硼源進行推結過程，硼摻雜源層中的硼源由N型硅片的第一表面往N型硅片內擴散，同時，離子注入的磷源被氧化透析。由于注入磷源時，離子轟擊N型硅片的第二表面，導致N型硅片的第二表面表面晶化，進而晶化部分很容易在高溫中氧化，形成氧化層。此外，由于固溶度不同，因此，注入到N型硅片內部的磷會從內向外往氧化層遷移，從而達到一步硼磷共擴。
此外，整個高溫氧化擴散過程中無氣體源的繞射，且只經歷一次高溫過程，無需長掩膜即可實現硼磷共擴，從而減少工藝流程，共擴工藝窗口可匹配一致。同時，高溫度(>1000攝氏度)可以加速晶格修復和擴散，從而節省工藝時間。
在本實施例中，p+發射極層的方阻為60Ω/sq-100Ω/sq，n+表面場層的方阻為40Ω/sq-80Ω/sq。
S16：去除硼硅玻璃層和磷硅玻璃層。
具體地，在本實施例中，采用體積比為1:2:10-1:3:20的氫氟酸、鹽酸及水的混合溶液去除硼硅玻璃層和磷硅玻璃層。將N型硅片浸泡在體積比為1:2:10-1:3:20的氫氟酸、鹽酸及水的混合溶液，浸泡時間為10分鐘-30分鐘，從而去除硼硅玻璃層和磷硅玻璃層。
S18：在p+發射極層和n+表面場層上分別形成第一鈍化減反射層和第二鈍化減反射層。
具體地，在本實施例中，第一鈍化減反射層和第二鈍化減反射層均為非晶硅鈍化層。第一鈍化減反射層的厚度為5納米-20納米，第二鈍化減反射層的厚度為5納米-20納米。采用等離子體增強化學氣相沉積法，在p+發射極層和n+表面場層上分別形成第一鈍化減反射層和第二鈍化減反射層。第一鈍化減反射層和第二鈍化減反射層用于減少N型單晶硅片的第一表面和第二表面的載流子的復合作用。
S20：在第一鈍化減反射層和第二鈍化減反射層上分別制備負、正電極。
具體地，在本實施例中，在第一鈍化減反射層上制備銀鋁電極，在第二鈍化減反射層上制備銀電極，并將銀電極和銀鋁電極進行共燒結，從而N型硅片的第一表面和第二表面形成歐姆接觸。
需要說明的是，在步驟S18和步驟S20之間，還包括步驟：分別在第一鈍化減反射層和第二鈍化減反射層上形成氮化硅減反射層。第一鈍化減反射層和第二鈍化減反射層上所形成的氮化硅減反射層的厚度均為75納米-90納米。采用等離子體增強化學氣相沉積法，分別在第一鈍化減反射層和第二鈍化減反射層上形成氮化硅減反射層。氮化硅減反射層用于減少光的反射，增加折射。
上述晶體硅太陽電池的制備方法，在N型硅片的第一表面和第二表面進行制絨后，通過對N型硅片的第一表面和第二表面分別形成硼摻雜源層及磷源注入，將N型硅片放入擴散爐中進行反應和擴散，硼摻雜源層中的硼源由N型硅片的第一表面往N型硅片內擴散，同時離子注入的磷被氧化透析作用，由于注入的磷源轟擊導致硅片第二表面晶化，從而晶化部分很容易在高溫中氧化，由于固溶度不同，注入到N型硅片內部的磷會從內往N型硅片的第二表面遷移，從而達到一步硼磷共擴，實現硼磷一步共同擴散，無氣體源的繞射，整個工藝流程只需要一次高溫過程，無需掩膜即可實現硼磷共擴，從而減少工藝流程，且共擴工藝窗口可匹配一致。
此外，硼摻雜源層中的硼源由N型硅片的第一表面往N型硅片內擴散，同時注入到N型硅片內部的的磷會從內往N型硅片的第二表面遷移，使得擴散更加均勻，提高太陽電池的光電轉換效率。
實施例一
選用厚度為100微米的N型單晶硅片，用體積比為1:1:4氫氧化銨、雙氧水以及蒸餾水的硅片清洗劑對N型單晶硅片進行清洗，去除N型硅片表面的污染物；然后，將清洗后的N型單晶硅片放入單晶制絨設備中，N型單晶硅片的第一表面和第二表面均與制絨添加劑接觸，控制反應溫度為75℃，反應時間為20min，使得N型單晶硅片的第一表面和第二表面呈金字塔形狀的絨面結構，制絨添加劑為：堿、異丙醇、添加劑以及水的質量比為2.5:10:0.5:87，N型單晶硅片的第一表面和第二表面所形成的絨面的厚度均為5微米；
在4000轉每分鐘的轉速，納米級固態硼源的含硼量為0.3毫升的條件下，通過旋涂的方式，將納米級固態硼源沉積在N型單晶硅片的第一表面，形成硼摻雜源層；
在25keV能量、離子劑量為3×1016cm-1的條件下，通過離子注入的方式，將磷源打入N型單晶硅片的第二表面進行摻雜，磷源注入N型硅片的第二表面的深度為1微米；
在1050℃溫度下，通入體積比為50：1的氮氣和氧氣混合氣體，對N型單晶硅片進行高溫氧化激活，在N型硅片的第一表面上形成依次層疊的p+發射極層和硼硅玻璃層，在N型硅片的第二表面上形成依次層疊的n+表面場層和磷硅玻璃層，p+發射極層的方阻為75歐姆每平方米，n+表面場層的方阻為60歐姆每平方米；
采用體積比為1:2:15的氫氟酸與鹽酸及水的混合溶液，去除磷硅玻璃和硼硅玻璃；
采用等離子體增強化學氣相沉積法，在p+發射極層和n+表面場層上分別形成非晶硅鈍化層，在p+發射極層和n+表面場層上所形成的非晶硅鈍化層的厚度均為10納米；
采用等離子體增強化學氣相沉積法，在非晶硅鈍化層上形成氮化硅減反射層，氮化硅減反射層的厚度為80納米；
在N型單晶硅片的第二表面上印刷銀鋁電極，在N型單晶硅片的第一表面上印刷銀電極，并將銀鋁電極及銀電極進行共燒結，N型單晶硅片的第一表面和第二表面形成歐姆接觸，制得晶體硅太陽電池。
該晶體硅太陽電池的光電轉換效率提高了0.5％。
以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。
以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。