一種局部背接觸太陽能電池的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種局部背接觸太陽能電池的制備方法，屬于太陽能電池技術領域。
【背景技術】
[0002] 常規的化石燃料日益消耗殆盡，在現有的可持續能源中，太陽能無疑是一種最清 潔、最普遍和最有潛力的替代能源。太陽能發電裝置又稱為太陽能電池或光伏電池，可以將 太陽能直接轉換成電能，其發電原理是基于半導體PN結的光生伏特效應。
[0003] 隨著科技的發展，出現了局部接觸背鈍化（PERC)太陽能電池，這是新開發出來的 一種高效太陽能電池，得到了業界的廣泛關注。其核心是在硅片的背光面用氧化鋁或者氧 化硅薄膜（5~100納米）覆蓋，以起到鈍化表面，提高長波響應的作用，從而提升電池的轉換 效率。但是，氧化鋁或者氧化硅不導電，因此需要對該薄膜局部開口，以便于鋁金屬與硅片 背表面接觸，收集電流。另外，鋁金屬（通常是鋁漿），在高溫燒結過程中，會破壞氧化鋁或 者氧化硅的鈍化作用，因此通常要在氧化鋁或者氧化硅薄膜上再覆蓋氮化硅薄膜，起到保 護作用。
[0004] 現有的局部背接觸太陽能電池的制備方法主要包括如下步驟：去除硅片表面損傷 層、制絨、擴散、背拋光、刻蝕和去雜質玻璃、背面沉積氧化鋁或氧化硅薄膜、沉積氮化硅保 護膜、正面沉積氮化硅減反射層、背面局部開口、絲網印刷正背面金屬漿料、燒結，即可得到 太陽能電池。
[0005] 然而，上述制備方法存在如下問題：（1)由于工藝步驟較多，導致其成本較高，需 要進一步降低成本；（2)得到的局部背接觸太陽能電池的光電轉換效率仍然較低，有進一 步提升的空間。
【發明內容】
[0006] 本發明的發明目的是提供一種局部背接觸太陽能電池的制備方法。
[0007] 為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是：一種局部背接觸太陽能電池的 制備方法，包括如下步驟：去除硅片表面損傷層并進行雙面拋光、制絨、形成PN結、刻蝕和 去雜質玻璃、背面沉積鈍化膜、正面沉積鈍化減反射層、背面局部開口、絲網印刷正背面金 屬漿料、燒結； 其中，所述制絨步驟采用金屬催化腐蝕法，其絨面結構為納米級絨面結構。
[0008] 上文中，所述制絨步驟采用金屬催化腐蝕法，金屬催化化學腐蝕法是現有技術。
[0009] 所述納米級絨面結構的表面反射率在12~20%之間。
[0010] 本發明將去除硅片表面損傷層和雙面拋光結合成一步工序來實現，不僅達到了去 除硅片表面損傷層的目的，同時還形成了背鈍化的拋光面，從而節省了現有技術中在擴散 步驟之后需要進行背拋光的步驟，簡化了工藝流程，降低了成本。同時拋光后再形成納米級 絨面能使PN結更平整，降低結區復合，提高開路電壓，還有利于金屬接觸，在提高開壓的同 時提升FF。
[0011] 優選的，所述所述去除硅片表面損傷層并進行雙面拋光步驟采用酸液或堿液進 行，時間為2~20 min， 所述酸液為圓03與HF的混合液，或H 2〇04與HF的混合液；溫度為5~45°C ; 在圓03與 HF 的混合液中，HNO3 (69%)/HF (49%)或 H2CrO4 (60%)/HF (49%)體積比大 于 4:1 ; 所述堿液為NaOH溶液、KOH溶液或四甲基氫氧化銨溶液；溫度為5~95°C ;上述堿液的 體積濃度大于1%。
[0012] 上文中，所述HNO3 (6990/HF (49%)是指體積濃度為69%的HNO3和體積濃度為49% 的HF ; 所述H2CrO4 (60%) /HF (49%)是指體積濃度為60%的H2CrO4和體積濃度為49%的HF。
[0013] 所述四甲基氫氧化按溶液也稱為TMAH溶液。
[0014] 優選的，所述去除硅片表面損傷層并進行雙面拋光步驟的處理時間為2~10min。
[0015] 上述技術方案中，所述制絨步驟如下：先將硅片放入含有金屬離子的溶液中浸泡， 使硅片表面涂覆一層金屬納米顆粒； 然后用化學腐蝕液腐蝕硅片表面，形成納米級絨面；所述化學腐蝕液為含有氧化劑的 氫氟酸溶液。該方法即為兩步金屬催化刻蝕法。
[0016] 上述技術方案中，所述含有金屬離子的溶液為含有氫氟酸的金屬鹽溶液。
[0017] 上述技術方案中，所述制絨步驟如下：將硅片放入含有氧化劑以及金屬鹽的氫氟 酸溶液中，在硅片表面形成納米級絨面。該方法即為一步金屬催化刻蝕法。
[0018] 所述金屬離子可從現有技術的金屬離子中選用，比如金、銀、銅、鎳中的一種或幾 種；所述氧化劑可以是H 202、圓03或H 2Cr04。
[0019] 上述技術方案中，所述溶液中金屬離子的濃度大于6E^5 mol/L。
[0020] 優選的，所述納米級絨面的尺寸為100~900 nm。
[0021] 上述技術方案中，所述制絨和形成PN結步驟之間，還有絨面微結構修正刻蝕步 驟，具體如下：將帶有絨面的硅片放入化學腐蝕液中進行微結構修正刻蝕； 所述化學腐蝕液選自以下溶液中的一種：NaOH溶液、KOH溶液、四甲基氫氧化銨溶液、 酸性氧化劑與HF酸的混合溶液。
[0022] 上述利用化學腐蝕溶液對硅片表面進行微結構修正刻蝕，即利用堿液（NaOH溶 液、KOH溶液、四甲基氫氧化銨溶液或混合酸（HF和HNO 3))對上述制得的納米絨面的微結 構(線狀或深孔狀）進行腐蝕修正，堿液主要是對上述線狀或深孔狀微結構進行各向異性腐 蝕，這種各向異性腐蝕會沿著原來的線狀或深孔狀微結構優先進行，刻蝕結果就會使原來 的線狀或深孔狀微結構被修正成帶有棱角的納米金字塔或納米椎體或納米坑狀結構，而混 合酸（HF和HNO 3)主要是對上述線狀或深孔狀微結構進行各向同性腐蝕，這種各向同性腐蝕 會沿著原來的線狀或深孔狀微結構優先進行，刻蝕結果就會使原來的線狀或深孔狀微結構 被修正成孔徑較大，深度較淺的納米孔狀結構，通過該步的修正刻蝕最終制得較優的納米 絨面。
[0023] 上述技術方案中，在所述絨面微結構修正刻蝕步驟之前或之后，還有去除金屬顆 粒步驟，具體如下：分別用酸液、去離子水清洗硅片，去除金屬顆粒。
[0024] 本發明的制備方法可用于金剛線切割硅片制作的太陽能電池。
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