一種選擇性發射極的背鈍化晶體硅太陽能電池的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于太陽能電池的制作技術領域，具體涉及一種選擇性發射極的背鈍化晶體硅太陽能電池的制備方法陽能電池制備方法。
【背景技術】
[0002]傳統的P型晶硅太陽能電池工業化生產一般采用制絨、擴散、刻蝕、PECVD減反膜和印刷燒結等工序，在電池片背面通常采用全鋁背場或背電極加鋁背場結構，即背面整面印刷鋁漿，燒結后形成鋁背場；一方面鋁背場結構并沒有對背面進行鈍化；另一方面，背面反射率較低，影響了電池的電壓和電流性能。
[0003]晶硅太陽能電池的改進主要圍繞以下兩個方面進行:一是對受光面制備織構化絨面、制備減反鈍化膜，促進對太陽光的吸收；二是對背面進行鈍化，減少載流子復合，提高轉換效率，背鈍化技術是目前多晶硅太陽能電池的研宄熱點之一，在背面沉積一層或多層鈍化膜，減少背面載流子的復合，可在一定程度上提升轉換效率，但是單一的對受光面或背面進行改進，效率提升有限。
【發明內容】
[0004]為解決上述缺陷，本發明提供一種選擇性發射極的背鈍化晶體硅太陽能電池的制備方法陽能電池制備方法，同時對晶硅太陽能電池的受光面和背面進行優化改進，提高光電轉換效率。
[0005]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:一種選擇性發射極的背鈍化晶體硅太陽能電池的制備方法陽能電池的制備方法，其特征在于采用以下順序步驟制得:
A，將P型晶硅硅片進行清洗，制絨，形成織構化陷光表面；
B，在制絨后的硅片上采用P0C13(三氯氧磷)為液態氮源，進行一次磷的均勻重摻雜，得到p-n+結；
C，對步驟B制得的晶硅硅片正面電極區域印刷一層高分子耐腐蝕材料作為腐蝕掩膜，阻止掩膜覆蓋的η+區域被化學腐蝕液腐蝕，印刷圖形為點狀陣列或者線狀陣列；
D，利用化學腐蝕溶液對步驟C制得的晶硅硅片進行二次腐蝕，將受光區(S卩非印刷區)變為輕摻雜，腐蝕掩膜覆蓋區域仍為重摻雜；
E，使用化學試劑除去晶硅硅片表面的腐蝕掩膜并清洗干凈，得到具有選擇性發射極的上表面；
F，對步驟E制得的晶硅硅片進行常規刻蝕，除去PSG (磷硅玻璃)和背結，并用化學試劑對背面進行拋光；
G，對步驟F制得的晶硅硅片的背面沉積第一層鈍化膜；
H，在步驟G制得的硅片第一層鈍化膜上沉積第二層鈍化膜，第二層鈍化膜與第一層鈍化膜形成疊層鈍化膜；
I，在步驟H制得的晶硅硅片的上表面沉積氮化硅減反膜； G，在背面鈍化膜上進行刻槽或打孔，選擇性除去部分鈍化膜；
K，在背面鈍化膜上印刷背面電極；
L，在背面印刷鋁漿，使鋁漿填滿所刻凹槽或微孔，并覆蓋整個背表面，烘干；
M，在正面印刷銀柵線電極，印刷圖形和位置與步驟C中腐蝕掩膜的圖形和位置完全吻合；
N，對印刷后的硅片進行燒結，使正面銀柵線電極和背面銀電極均與硅形成良好的歐姆接觸，使背面鋁漿和硅形成良好的歐姆接觸，以便搜集和導出電流。
[0006]進一步，所述晶硅硅片為單晶或多晶硅片，采用單晶硅片時，其腐蝕制絨選用堿性制絨液制絨，得到金字塔形絨面，采用多晶硅片時使用酸制絨液制絨，得到蠕蟲狀絨面。
[0007]進一步，所述磷的重摻雜，其摻雜方塊電阻為20~40 Ohm/sq ;所述輕摻雜區域，其方塊電阻為75~100 Ohm/sq。
[0008]進一步，所述高分子耐腐蝕材料為丙烯酸樹脂。
[0009]進一步，所述的化學腐蝕溶液為酸液或堿液，酸液為氫氟酸和硝酸組成的混酸，或向該混酸中加入醋酸、磷酸和硫酸中的一種或幾種組成的混合物；堿液為氫氧化鈉水溶液、KOH水溶液中的一種或幾種的混合物。
[0010]進一步，所述的化學試劑為乙醇。
[0011]進一步，所述的步驟F中對背面進行拋光使用的化學試劑為氫氧化鉀水溶液、氫氧化鈉水溶液、四甲基氫氧化銨(TMAH)水溶液或乙二胺(H2NCH2CH2NH2)水溶液中的一種，其中，氫氧化鉀水溶液的重量百分比濃度為10~40%，溫度為50~90°C ；氫氧化鈉水溶液的重量百分比濃度為10~40%，溫度為50~90°C ；四甲基氫氧化錢(TMAH)水溶液的重量百分比濃度為10~30%，溫度為50~90°C ;乙二胺(H2NCH2CH2NH2)水溶液的重量百分比濃度為 10~30%，溫度為 50~90°C。
[0012]進一步，所述的背面第一層鈍化膜為氧化鋁膜或氧化鋅膜，鈍化膜沉積厚度為5~60nm，所述的背面鈍化膜的制備方法為CVD (化學氣相沉積)，PECVD (等離子體增強化學氣相沉積)，APCVD (常壓化學氣相淀積)，MOCVD (化學氣相沉積)或ALD (原子層沉積)法中的一種。
[0013]進一步，所述的步驟H中背表面沉積的氮化硅鈍化膜厚度為75~100nm。
[0014]進一步，所述的步驟I中在上表面沉積的氮化娃減反膜厚度為75~85nm，折射率
2.0-2.2o
[0015]進一步，所述的步驟N中的燒結為高溫快速燒結，燒結時溫度為600-950°C，時間為1-4分鐘。
[0016]作為優選，上述步驟G中所述的在背面進行刻槽或打孔，采用激光器或化學腐蝕進行，槽的形狀為線狀陣列，槽的寬度為30-100 μ m，槽的間距為0.5~5mm ;孔的形狀為圓孔或矩形孔陣列，圓孔直徑為10-400 μ m，矩形孔邊長為10-500 μ m，孔間距為0.5_5mm，孔的深度為75~160nm，槽的深度為75~160nm。上述刻槽或打孔的深度以刻穿SiNx鈍化膜且不損傷硅片為原則。
[0017]作為優選，上述步驟M中所述的印刷銀電極所用銀漿為具有燒穿鈍化膜作用的普通銀漿。
[0018]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:本發明提出了一種選擇性發射極的背鈍化晶體硅太陽能電池的制備方法陽能電池制備方法，該制備方法區別于常規的選擇性發射極晶硅太陽能電池和背面鈍化太陽能電池的制備方法，同時對晶硅太陽能電池的受光面和背面進行優化改進，可綜合二者的優點，同時提高晶硅太陽能電池的開路電壓和短路電流，進而提高太陽能電池光電轉化效率。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚的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做簡要的介紹，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附圖。
[0020]圖1為本發明實施例提供的一種選擇性發射極的背鈍化晶體硅太陽能電池的制備方法陽能電池的制作方法流程圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合實施例對本發明進一步說明，但不作為對本發明的限定；其他人根據本發明的提示做出的非本質的修改和調整，仍屬于本發明的保護范圍；【具體實施方式】如下:
實施例1:
1)選取電阻率在0.5-6 Ω.cm的輕摻雜的P型單晶硅片，將其置于制絨槽中，在重量百分含量為15%的氫氧化鈉去離子水溶液中，在溫度為78°C的條件下進行表面織構化形成金字塔形絨面結構；
2)對硅片表面采用化學腐蝕溶液進行清洗，化學腐蝕溶液為氫氟酸和鹽酸混合水溶液，清洗時間為2min，溫度為25 °C ；
3)將以上制絨片進行清洗后，置于870°C的爐管中進行磷擴散制備η型發射極，擴散時間為30min，擴散后發射極方塊電阻為20~50 Ohm/sq，優選30 Ohm/sq所述輕摻雜區域方塊電阻為 75~100 Ohm/sq，優選 82 Ohm/sq;
4)將上述擴散后硅片置于印刷機上印刷一層腐蝕掩膜，形狀為線狀陣列；
5)將印刷有腐蝕掩膜的硅片置于酸腐蝕液中選擇性腐蝕掩膜未覆蓋區域(即受光區)，使受光區變為輕摻雜，腐蝕掩膜覆蓋區域仍為重摻雜；
6)除去硅片表面的腐蝕掩膜；
7)將除去腐蝕掩膜的硅片置于濕法刻蝕機中去除背結和磷硅玻璃；
8)將硅片背面用KOH溶液進行拋光，KOH溶液優選濃度20wt%，優選溫度80°C，優化拋光時間3min ；
9)利用原子層沉積法在硅片背面沉積一層氧化鋁膜鈍化膜，膜厚5~60nm，優選30nm;
10)利用PECVD在硅片正面沉積一層SiNx減反膜，膜厚75~85nm，折射率2.0-2.2之間，優選膜厚80nm，折射率2.10。在背面氧化鋁膜鈍化膜上沉積一層SiNx鈍化膜形成疊層鈍化膜用于鈍化背表面并增加背面光反射，膜厚75~100nm，優選95nm ;
11)利用激光器在背面鈍化膜上刻槽，槽的形狀為線狀陣列，槽的寬度為30~100μπι，優選50 μ m，槽的間距為0.5~5mm，優選Imm ;槽的深度為75~160nm，優選125nm ；
12)背面電極印刷:在硅片背面鈍化膜上印刷銀漿，烘干，制備背面電極，用于組件焊接;
13)背面全鋁印刷:在硅片背面除背電極外區域全部印刷鋁漿，烘干，用于制備局部BSF層和收集電流；
14)正面電極印刷:在硅片磷擴散面(選擇性發射極面)上采用絲網印刷方法印刷正面金屬電極，印刷形狀和位置與步驟4中腐蝕掩膜的形狀和位置完全吻合。所采用的電極漿料為普通銀楽;
15)高溫快速燒結:將印刷完的硅片置于燒結爐中燒結，優化燒結溫度為935°C，經燒結后正面金屬銀穿過SiNx鈍化減反膜與發射極形成歐姆接觸，背面銀燒穿氧化鋁氮化硅疊層和鈍化層下的鋁形成歐姆接觸，刻槽內的金屬鋁與硅形成歐姆接觸。
[0022]實施例2:
1)本實施例選取電阻率在0.5-6 Ω.Cm的輕摻雜的P型單晶硅片，前期工作與實施例I步驟1~9相同；
2)在背面鈍化膜上印刷化學腐蝕漿料，形狀為線狀陣列，將腐蝕漿料覆蓋的鈍化膜去除，露出裸硅，然后用去離子水清洗，除去腐蝕漿料，烘干，得到線形陣列的槽，槽的寬度為30-100 μ m，優選50 μ m，槽的間距為0.5~5mm，優選1_ ;槽的深度為75~160nm，優選125nm ；
3)背面電極印刷:在硅片背面鈍化膜上印刷銀漿，烘干，制備背面電極，用于組件焊接;
4)背面全鋁印刷:在硅片背面除背電極外區域全部印刷鋁漿，烘干，用于制備局部BSF層和收集電流；
5)正面電極印刷:在