%) :HN03(70%) :H20=1:3 : 2的溶液中進行腐蝕，時 間為3min，溫度為室溫。去除多孔娃所采用NaOH溶液濃度為1 %，時間30s，溫度為室溫。
[0039] (2)在硅片表面浸入溶液中沉積一層銀納米顆粒，0.002MAgN03+4MHF，反應時間 50s；
[0040] ⑶將沉積完銀納米顆粒的硅片浸入溶液中進行腐蝕，0. 3MH202+1. 5MHF得到納 米孔洞結構，反應時間在180s。；
[0041](4)將腐蝕完的黑硅片浸入溶液中進行清洗，去除殘留銀納米顆粒，H202 :NH40H =1 : 3,反應時間在180s ;
[0042] (5)將制備好的黑硅浸入溶液中進行刻蝕，制備得到倒金字塔黑硅結構。利用NSR 溶液對硅的各向異性腐蝕作用，NSR溶液組成為NH 4F(40%) : H202 : H20=1 : 2 : 4,反 應溫度為50°C，反應時間300s。
[0043] 實施例結果：如圖2所示，經過NSR溶液擴孔后，黑硅結構成為倒金字塔結構，且結 構均勻。
[0044] 實施例2
[0045] 用實施例1中所述結構制備太陽電池：
[0046]在HC1與HF溶液中預清洗，PN結中N型發射極由P0C13#散而得，擴散溫度825°C， 擴散后方阻為70 Q/sq;濕刻工藝主要利用HF和HN03溶液進行背結與邊緣結刻蝕，再用稀 HF溶液去除表面磷硅玻璃；在HN0 3(69%) : H20=1 : 3溶液中水浴處理30min，溫度為 80°C，制備內層極薄的氧化硅鈍化層；隨后PECVD沉積85nm的SiNx，沉積到黑硅發射極表 面。絲網印刷電極時，背面為鋁漿，正面與背面柵線電極為銀漿。最后在鏈式燒結爐進行快 速熱處理。
[0047] 實施例結果：進行擴孔工藝后的黑硅太陽電池，相比常規酸制絨多晶電池，短流 有明顯提升，這是由于黑硅的減反射效果，得到了更大的光生電流。由于倒金字塔結構的 優化，使復合中心進一步減少，更好地發揮黑硅的減反射優勢，同時不增加額外的表面復 合。但最終電池平均效率仍有0.37%的提升。其中最高的多晶黑硅電池轉換效率達到 18. 52%，開壓短流都處于較高的狀態，較好地體現了黑硅電池的優異性能（見表1)。圖3 為NSR處理后黑硅太陽電池與酸制絨太陽電池反射率對比，斜光效應作用下能有發電量的 提升。在400nm-900nm可見光波段的平均反射率，黑硅電池相比酸制絨電池從8. 04%降到 4. 15%，增加了更多的光吸收，發揮了納米減反射的優勢。黑硅電池尤其在短波波段反射率 降低比較明顯。圖4是黑硅太陽電池與酸制絨太陽電池的外量子效率對比。由于短波處黑 硅太陽電池的光吸收比酸制絨太陽電池更好，所以體現在外量子效率上的提升，但由于黑 硅仍然存在表面積增大帶來的復合，因此長波波段有略微降低。結果顯示優化結構后的黑 硅能發揮減反射優勢，但目前的鈍化工藝仍難以完全鈍化增大的表面積，采用原子層沉積 A1 203鈍化膜將會進一步提升黑硅電池轉換效率。
[0048]表1
[0049]
[0050] 實施例3
[0051] 本實施例與實施例2基本相同，區別之處在于：
[0052] 在擴散工藝中，擴散溫度提高至830°C，擴散后方阻為65 Q /sq，從電池性能可得， 由于方阻下降，串阻下降，改善歐姆接觸，填充有所提升。但由于高摻雜導致俄歇復合嚴重， 開壓短流反而降低，導致平均效率下降0. 04% (見表2)，因此擴散方阻需要相應提升，以保 證電池有好的性能。但相對于酸制絨太陽電池的轉換效率還是有明顯的提升。
[0053]表2
[0054]
[0055] 實施例4
[0056] 本實施例與實施例2基本相同，區別之處在于：
[0057] 在PECVD沉積SiNx工藝中，減少內層厚度，使最終的膜厚為80. 9nm，折射率2. 08。 而實施例1中膜厚為82. 2nm，折射率2. 13。由于內層高折射率層的減薄，使高比表面積的 黑硅鈍化效果偏差，開壓短流均有降低，平均效率下降0.07% (見表3)。因此鈍化膜的優 化，是保證黑硅電池效率的影響因素。但相對于酸制絨太陽電池的轉換效率還是有明顯的 提升（比較表1和表3)。
[0058]表3
[0059]
[0060] 實施例5
[0061] 本實施例與實施例2基本相同，區別之處在于：
[0062] 減少了內層液相氧化硅制備，從電池性能可得，減少了內層氧化硅鈍化層，改善歐 姆接觸，填充有所提升。但由于內層化學鈍化效果降低，導致表面復合嚴重，開壓短流反而 降低，導致平均效率下降0.15% (見表4)。但相對于酸制絨太陽電池的轉換效率還是有明 顯的提升（比較表1和表4)。
[0063] 表 4
[0064]
【主權項】
1. 一種基于溶液法的多晶太陽電池的制備方法，其特征在于該制備方法包括如下步 驟： ⑴、將多晶硅片經過標準清洗工藝，然后浸入HF和順03混合溶液中進行酸制絨，隨后 采用NaOH溶液去除制絨后多孔硅微結構，去除表面損傷層的同時得到光潔的表面； (2) 、將上述制絨后硅片浸入HF和AgNO3溶液中，表面沉積一層銀納米顆粒，納米顆粒 大小為50nm左右，溶液溫度為室溫。將沉積完銀納米顆粒的硅片浸入HF和H 2O2混合溶液 中進行腐蝕，得到孔徑50-100nm，孔深500nm的納米孔洞結構，溶液溫度為室溫。將腐蝕完 的黑硅片浸入氨水和H 2O2混合溶液中進行清洗，去除殘留銀納米顆粒，溶液溫度為室溫。 (3) 、將制備好的黑硅浸入NSR溶液中進行刻蝕，制備得到邊長100-500nm，深度 100-500nm的倒金字塔黑硅結構。 (4) 、進行擴散前清洗后，在擴散爐內進行擴散形成PN結。隨后采用濕刻工藝，對擴散 后硅片進行背結與邊緣結刻蝕，及表面磷硅玻璃和擴散死層去除。 (5) 、在HNO3 (69 % ) : H2O = 1 : 3溶液中水浴處理30min，溫度為80°C，制備內層極 薄的氧化硅鈍化層。然后在PECVD中沉積70-100nm的SiNx減反射鈍化膜，形成一種極薄 氧化硅膜和氧化鋁薄膜構成的雙層鈍化結構。 (6) 、然后采用絲網印刷工藝進行電極制備，燒結后形成歐姆接觸，最終制得太陽電池。2. 根據權利要求1所述一種基于溶液法的多晶太陽電池的制備方法，其特征在于：在 步驟⑴中所述的娃片大小為156mmX 156mm，電阻率1-3 Q ? cm，厚度200±20 ym，太陽能 級多晶硅片。在體積比HF(40%) : HNO3 (70%) : H2O=I : 3 : 2的溶液中進行腐蝕， 時間為3min，溫度為室溫。去除多孔硅所采用NaOH溶液濃度為1 %，時間30s，溫度為室溫。3. 根據權利要求1所述的基于溶液法的多晶太陽電池的制備方法，其特征在于：在 步驟（2)中，HF與AgNOj^g合溶液組成為0. 002M AgNO 3+4M HF，反應時間在50s ;HF與 H2O2的混合溶液組成為I. 5M H 202+3M HF，反應時間在180s ;去除銀顆粒的混合溶液組成為 H2O2 : NH4OH = 1 : 3,反應時間在180s，且需用去離子水沖洗。4. 根據權利要求1所述的基于溶液法的多晶太陽電池的制備方法，其特征在于：在步 驟⑶中，溶液組成為NSR溶液組成為NH4F (40%) : H2O2: H2O=I : 2 : 4,反應溫度為 50°C，反應時間 60-600s。5. 根據權利要求1所述的基于溶液法的多晶太陽電池的制備方法，其特征在于：在步 驟（4)中，PN結中N型發射極由POClJf散而得，擴散溫度800-850°C ;濕刻工藝主要利用 HF和HNO3溶液進行背結與邊緣結刻蝕，再用稀HF溶液去除表面磷硅玻璃；在HNO 3溶液中 形成極薄的氧化硅鈍化層；然后在PECVD沉積SiNx過程中通過調節Si/N比以改變折射率， 同時調節厚度優化鈍化效果。
【專利摘要】本發明公開一種基于溶液法的多晶太陽電池的制備方法。其步驟包括：(1)利用金屬輔助化學腐蝕(MACE)技術，在硅片表面制備黑硅結構；(2)采用NSR(Nano-Structure？Rebuilding)溶液對黑硅結構進行優化處理，形成均勻的倒金字塔結構；(3)在納米結構上，通過改變擴散方阻與氮化硅鈍化膜的厚度；(4)結合液相處理和PECVD技術形成氧化硅/氮化硅雙層鈍化結構。與酸制絨形成的蠕蟲狀結構相比，本發明制備的倒金字塔減反射結構具有更好的減反射效果，同時比納米黑硅結構更易于鈍化，是理想的黑硅減反射結構。采用本發明中的制備方法，可以制備出低反射率且高轉換效率的多晶太陽電池。本發明工藝簡便，與現有電池工藝相比，只增加液相處理工藝，成本低廉，適用于工業化量產。
【IPC分類】B82Y40/00, H01L31/18, B82Y30/00
【公開號】CN105070792
【申請號】CN201510551034
【發明人】沈鴻烈, 蔣曄, 蒲天
【申請人】南京航空航天大學
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月31日