一種低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法

2023-04-26 01:33:51

專利名稱：一種低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法，屬於太陽能技術領域。
背景技術：
太陽能電池，也稱光伏電池，是一種將太陽的光能直接轉化為電能的半導體器件。由於它是綠色環保產品，不會引起環境汙染，而且是可再生資源，所以在當今能源短缺的情形下，太陽能電池是一種有廣闊發展前途的新型能源。目前，由於受到現有的條件和成本的影響，常規的太陽能電池的轉化效率很難突破18.8%的穩定效率。伴隨著技術的不斷進步，但相應的投入成本也是水漲船高。因此，在不增加成本的基礎上以現有的設備條件下進行光電轉化效率上的改善至關重要。對此，國內外廣開展了與之相關的工作，其中低表面濃度淺擴散結技術是一種行之有效的方式。目前，低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法主要包括如下步驟:(I)在制絨後的矽片受光面沉積一層阻擋層；(2)將上述沉積後的矽片投入擴散爐進行擴散；(3)去除上述阻擋層。而常用的阻擋層一般是氧化矽層或氮化矽層。對於氧化矽層而言，其在製備過程中需要使用高溫，且製備時間較長，因此成本較高，且對設備及矽片片源的要求也比較高。對於氮化矽層而言，其最終製得的電池片具有微小的開裂情況，均勻性較差，方阻不均勻，無法實現工業化。因此，開發一種低成本的低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法，在不需要增加設備的情況下實現晶體矽電池效率的提升。

發明內容
本發明目的是提供一種低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法。為達到上述目的，本發明採用的技術方案是:一種低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法，包括如下步驟:
(1)在制絨後的矽片受光面沉積一層阻擋層；所述阻擋層為微晶矽層；
(2)將上述沉積後的矽片投入擴散爐進行擴散；
(3)清洗去除上述阻擋層；
(4)製備背極背場、印刷正電極、燒結；即可得到低表面濃度淺擴散結太陽電池。上文中，所述微晶娃，又稱納米晶娃，其具有小的無定形態的娃晶粒，大部分顆粒大小在微米量級。所述步驟(3)中清洗可以採用鹼液，即通過鹼液來去除阻擋層，鹼液優選氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，其質量分數為0.Γ0.5% ;清洗時間為3(T200 s，微晶矽層去除的標準是:當矽片從鹼液中提起時 ，矽片表面沒有粘附水珠。上述技術方案中，所述微晶娃層的厚度為1(Γ50 nm。上述技術方案中，所述微晶矽層通過PECVD或輝光放電方式沉積。
上述技術方案中，所述步驟(2)中矽片擴散後的方阻為6(Γ80Ω/ 口。上述技術方案中，所述步驟(3)中清洗後矽片的方阻為7(Γ100Ω/ 口。本發明的製備方法有效的降低了因表面摻雜濃度高導致的「死層」效應，並減少了表面光生載流子的俄歇複合和擴散結過深導致的結區載流子「耗盡層」複合，從而提高了少子的擴散長度，改善了少子壽命。本發明的製備方法實現了低表面濃度淺擴散結的製備，提高了光電轉化效率。由於上述技術方案的採用，與現有技術相比，本發明具有如下優點:1.本發明開發了一種新的低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法，利用現有設備和條件實現了低表面濃度淺擴散結的製備，降低了因表面摻雜濃度高導致的「死層」效應，減少了表面光生載流子的俄歇複合，以及擴散結過深導致的結區載流子「耗盡層」複合，從而提高少子擴散長度，改善了少子壽命，最終提高了電池片的光電轉化效率。2.與傳統的製備方法相比，本發明製得的電池片的光電轉換效率提高了 0.2%以上，取得了意想不到的技術效果。3.本發明的製備方法簡單易行，成本較低，適於工業化生產。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步描述:
實施例一
一種低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法，包括如下步驟:
(1)將P型單晶矽片制絨後，通過PECVD在電池的受光面沉積20nm厚的微晶矽作為阻擋層；
(2)將上述沉積後的矽片投入擴散爐進行常規的擴散，擴散後的方阻為60Ω/口 ；
(3)將擴散後的矽片投入質量分數為0.2%的氫氧化鈉溶液中進行清洗，清洗時間為lmin，去除上述微晶矽層，清洗後的方阻為75Ω/0 ;
(4)將矽片去背極或刻邊後，放入3 5vol%的HF中清洗200s ；
(5)沉積減反射膜、背極背場以及正電極的印刷、燒結測試包裝；即可得到低表面濃度淺擴散結太陽電池。對比例一
以製備現有的常規電池為例，步驟如下:
(1)採用與實施例一相同的P型單晶矽片，制絨；
(2)矽片投入擴散爐進行常規的擴散，擴散後的方阻為60Ω/ □;
(3)將擴散後的矽片去背極或刻邊後放入3 5vol%的HF中清洗200s ；
(4)減反射膜沉積、背極背場以及正電極的印刷、燒結測試包裝；即可得到常規的晶體娃太陽電池。對比例二
一種低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法，包括如下步驟:
(1)將P型單晶矽片制絨後，在電池的受光面沉積20nm厚的氮化矽作為阻擋層； (2)將上述沉積後的矽片投入擴散爐進行常規的擴散，擴散後的方阻為60Ω/口 ；
(3)將擴散後的矽片投入質量分數為0.2%的氫氧化鈉溶液中進行清洗，清洗時間為lmin，去除上述微晶矽層，清洗後的方阻為75Ω/0 ;
(4)將矽片去背極或刻邊後，放入3 5vol%的HF中清洗200s ；
(5)沉積減反射膜、背極背場以及正電極的印刷、燒結測試包裝；即可得到低表面濃度淺擴散結太陽電池。對比例三
一種低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法，包括如下步驟:
(1)將P型單晶矽片制絨後，在電池的受光面沉積20nm厚的氧化矽作為阻擋層；
(2)將上述沉積後的矽片投入擴散爐進行常規的擴散，擴散後的方阻為60Ω/口 ；
(3)將擴散後的矽片投入質量分數為0.2%的氫氧化鈉溶液中進行清洗，清洗時間為lmin，去除上述微晶矽層，清洗後的方阻為75Ω/0 ;
(4)將矽片去背極或刻邊後，放入3 5vol%的HF中清洗200s ；
(5)沉積減反射膜、背極背場以及正電極的印刷、燒結測試包裝；即可得到低表面濃度淺擴散結太陽電池。測試實施例和各對比例`的電性能，結果如下:
權利要求
1.一種低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟: (1)在制絨後的矽片受光面沉積一層阻擋層；所述阻擋層為微晶矽層； (2)將上述沉積後的矽片投入擴散爐進行擴散； (3)清洗去除上述阻擋層； (4)製備背極背場、印刷正電極、燒結；即可得到低表面濃度淺擴散結太陽電池。
2.根據權利要求1所述的低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法，其特徵在於:所述微晶娃層的厚度為1(T50 nm。
3.根據權利要求1所述的低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法，其特徵在於:所述微晶矽層通過PECVD或輝光放電方式沉積。
4.根據權利要求1所述的低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法，其特徵在於:所述步驟(2)中矽片擴散後的方阻為6(Γ80Ω/ 口。
5.根據權利要求1所述的低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法，其特徵在於:所述步驟(3)中清洗後矽片的 方阻為7(Γ100Ω/ 口。
全文摘要
本發明公開了一種低表面濃度淺擴散結太陽電池的製備方法，包括如下步驟(1)在制絨後的矽片受光面沉積一層阻擋層；所述阻擋層為微晶矽層；(2)將上述沉積後的矽片投入擴散爐進行擴散；(3)清洗去除上述阻擋層；(4)製備背極背場、印刷正電極、燒結；即可得到低表面濃度淺擴散結太陽電池。本發明利用現有設備和條件實現了低表面濃度淺擴散結的製備，提高少子擴散長度，改善了少子壽命，最終提高了電池片的光電轉化效率。
文檔編號H01L31/18GK103078002SQ20121058266
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者張為國, 王栩生, 章靈軍 申請人:蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司