專利名稱：：一種太陽電池的制備方法以及通過該方法制備的太陽電池的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及光伏電池制造領域，具體涉及一種太陽電池的制備方法以及通過該方法制備的太陽電池。
背景技術：
：目前，由于傳統(tǒng)的化石燃料資源的日益枯竭以及化石燃料造成的地球環(huán)境污染問題的日趨嚴峻，太陽能作為一種綠色能源在全球范圍內(nèi)得到快速發(fā)展，特別是利用光伏效應提供綠色新能源的晶體硅太陽電池越來越普及。晶體硅太陽電池是通過對基體材料晶體硅片經(jīng)過去損傷、制絨清洗、擴散、去邊清洗、制減反射膜、金屬化等工藝而制得的。用于太陽電池的晶體硅片在經(jīng)過磷擴散之后，硅片前后表面會被一層磷硅玻璃層所覆蓋，為了避免在太陽電池的邊緣出現(xiàn)短路現(xiàn)象而影響到太陽電池及其組件的性能，必須要將硅片背面(非制絨面)的邊緣處的磷硅玻璃去除，即必須實施去邊工藝，也就是說必須將PN結(jié)隔離開。目前，去除硅片邊緣處的磷硅玻璃的方法主要有激光刻槽法、等離子體刻蝕法、化學腐蝕法等。在上述方法中，等離子體刻蝕法是將數(shù)個硅片緊密疊放在一起，用工具夾緊，然后置入到等離子體氛圍中進行邊緣刻蝕，其技術成熟、產(chǎn)量大，但此方法存在過刻、鉆刻和刻蝕不均勻的現(xiàn)象?；瘜W腐蝕法與等離子體刻蝕類似，是將疊在一起的硅片置入到腐蝕溶液中進行邊緣腐蝕，該方法和等離子體刻蝕法都存在難以控制腐蝕區(qū)域或面積的問題。另外，采用激光刻槽法和等離子體刻蝕法將PN結(jié)隔斷，都容易對PN結(jié)造成一定程度的損傷。此外，在經(jīng)過等離子體刻蝕法或化學腐蝕法去除硅片背面邊緣處的PN結(jié)后，由于刻蝕到擴散面邊緣，所以不可避免地使硅片擴散面邊緣的表面N摻雜濃度減小很多或者直接破壞掉PN結(jié)，這樣在設計太陽電池正面電極圖形時必須要設計電極避免與這些區(qū)域接觸，因此會使電池邊緣接觸電阻變大，影響電池性能，并且會使電池邊緣的電流有所損失。因此，為了將PN結(jié)有效地隔離開，在太陽電池制造領域中急需一種能夠有效去邊且去除效果好的方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種太陽電池的制備方法，以有效去除硅片背面邊緣處的PN結(jié)并進一步提高晶體硅太陽電池的電性能。本發(fā)明的另一目的是提供一種通過本發(fā)明的制備方法制備的太陽電池，以提供具有提高電性能的太陽電池。為了解決上述技術問題及達到本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種太陽電池的制備方法，該方法包括以下步驟(1)對晶體硅片進行去損傷和表面制絨，其中晶體硅片包括單晶硅片和多晶硅片，其類型可以是p型硅片或n型硅片；(2)對表面制絨后的硅片進行擴散制結(jié)；(3)將擴散制結(jié)后的硅片背面(非制絨面)邊緣處PN結(jié)去除(即去邊步驟)；(4)去除磷硅玻璃(p型硅片)或硼硅玻璃(n型硅片)；(5)通過等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)法沉積氮化硅鈍化膜；(6)絲網(wǎng)印刷正背面電極漿料和背場漿料；和(7)共燒形成歐姆接觸，其中，在步驟(3)中，將糊狀腐蝕漿料均勻涂抹在擴散制結(jié)后的硅片背面邊緣處，然后對硅片進行加熱，使腐蝕漿料的主要成分與硅片起反應，再用純水沖洗硅片，從而完成去除邊緣處的PN結(jié)，其中所述涂抹寬度為硅片背面邊緣向內(nèi)0500微米，優(yōu)選為硅片背面邊緣向內(nèi)0200微米，所述腐蝕漿料的主要成分為KOH，其濃度為2050wt%，優(yōu)選為3050wty。，所述加熱溫度為150300°C，優(yōu)選20025(TC，加熱時間為520分鐘，優(yōu)選為1015分鐘。在使用p型硅片制備太陽電池的情況下，需要在硅片表面進行磷擴散形成N層而最終形成PN結(jié)，硅片前后表面會被一層磷硅玻璃層所覆蓋。而在使用n型硅片制備太陽電池的情況下，需要在硅片表面進行硼擴散形成P層而最終形成PN結(jié)，硅片前后表面會被一層硼硅玻璃層所覆蓋。在隨后的去邊步驟(3)中，在使用本發(fā)明所用的腐蝕漿料去除硅片背面邊緣處的PN結(jié)時，無論是去除磷硅玻璃還是硼硅玻璃，都是腐蝕漿料的主要成分KOH與硅發(fā)生如下反應2KOH+Si+H20—K2Si03+2H2。換句話說，無論是使用p型硅片還是n型硅片，都可以采用本發(fā)明的去邊方法，或者采用本發(fā)明的太陽電池的制備方法制備相應的太陽電池。在上述步驟(l)中，表面制絨方法可以使用常規(guī)的制絨方法，如酸制絨或堿制絨方法；在上述步驟(4)中，去除磷硅玻璃或硼硅玻璃使用的是常規(guī)的二次清洗方法。另外，在上述步驟(2)中使用的擴散制結(jié)方法、在上述步驟(5)中使用的PECVD法、在上述步驟(6)中使用的絲網(wǎng)印刷法以及在上述步驟(7)中使用的共燒方法均可以使用光伏電池制造領域中的常規(guī)方法。本發(fā)明的另一個技術方案提供了一種通過上述方法制備的太陽電池，該電池具有提高的電性能。在本發(fā)明提供的太陽電池的制備方法中，步驟(3)中所用的去邊方法具有以下優(yōu)點1.相對于常規(guī)的去邊方法，本發(fā)明的去邊方法能夠控制腐蝕痕跡使其不蔓延到硅片擴散面，而增大擴散面PN結(jié)有效面積；2.使用本發(fā)明的去邊方法，能夠使常規(guī)太陽電池正面絲網(wǎng)印刷的電極柵線延伸至硅片邊緣，在降低邊緣接觸電阻與橫向電阻的同時，加強晶體硅太陽電池電流的有效收集，進一步提高晶體硅太陽電池的電性能。圖1為通過常規(guī)的等離子體刻蝕法去除硅片背面邊緣處的PN結(jié)前后以及去除邊緣處PN結(jié)后與太陽電池正面電極配合的示意圖；以及圖2為通過本發(fā)明的去邊方法去除硅片背面邊緣處的PN結(jié)前后以及去除邊緣處PN結(jié)后與太陽電池正面電極配合的示意圖，圖1和2中的1為擴散后硅片的示意圖；圖1中的2為等離子隔離后硅片情況的示意圖，圖2中的2為涂腐蝕漿料時的示意圖；圖1和2中的3為硅片隔離后與電極配合的示意圖。具體實施例方式現(xiàn)在將詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。應該理解，下列實施例僅是例證性的，這些實施例并沒有限制本發(fā)明。比較例1(常規(guī)的等離子體刻蝕法)常規(guī)電池采用等離子體氣相腐蝕法來隔離硅片PN結(jié)，具體流程如下(1)對晶體硅片進行去損傷和表面制絨，其中晶體硅片類型為p型多晶硅片；(2)對表面制絨后的硅片進行擴散制結(jié)；(3)等離子刻蝕法去除硅片邊緣處的PN結(jié)；(4)去除磷硅玻璃；(5)通過等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)法沉積氮化硅鈍化膜；(6)絲網(wǎng)印刷正背面電極漿料和背場漿料；(7)共燒形成歐姆接觸。實施例l(本發(fā)明的去邊方法)本發(fā)明采用腐蝕漿料來隔離硅片背面邊緣處的PN結(jié)，具體工藝流程如(1)對晶體硅片進行去損傷和表面制絨，其中晶體硅片類型為p型多晶硅片；(2)對表面制絨后的硅片進行擴散制結(jié)；(3)將擴散制結(jié)后的硅片背面(非制絨面)邊緣處的PN結(jié)去除(即去邊步驟)；(4)去除磷硅玻璃；(5)通過等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)法沉積氮化硅鈍化膜；(6)絲網(wǎng)印刷正背面電極漿料和背場漿料；(7)共燒形成歐姆接觸，其中，在步驟(3)中，將KOH濃度為4050wty。的糊狀腐蝕漿料均勻涂抹在擴散制結(jié)后的硅片背面邊緣處，涂抹寬度為硅片背面邊緣向內(nèi)50微米，然后對硅片進行加熱，加熱溫度為210"C，加熱時間為15min，使腐蝕漿料的主要成分與硅片起反應，再用純水超聲波清洗硅片，從而完成去除邊緣處的PN結(jié)。實施例1中采用本發(fā)明的去邊方法隔離PN結(jié)后制得的太陽電池的性能與比較例1中采用常規(guī)的等離子體刻蝕法隔離PN結(jié)后制得的太陽電池的性能如下表1所示表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>其中，Uoc表示開路電壓，Isc表示短路電流，Rs表示竄連電阻，Rsh表示并聯(lián)電阻，F(xiàn)F表示填充因子，NCell表示轉(zhuǎn)換效率，Irev2表示漏電流；表1中的第一次、第二次和第三次是指分別使用實施例1和比較例1中的方法制備的三批太陽電池，匯總是指這三批太陽電池性能的平均值。與比較例1中采用常規(guī)的等離子體刻蝕工藝法制得的太陽電池片相比，實施例1中采用本發(fā)明的去邊方法隔離PN結(jié)后制得的太陽電池片的Eff平均提高了0.19%，Isc提高了3080毫安。實施例2除了步驟(3)有所改變之外，本實施例采用與實施例1中相同的方法制備太陽電池片。在步驟(3)中，將KOH濃度為4050wty。的糊狀腐蝕漿料均勻涂抹在擴散制結(jié)后的硅片背面邊緣處，涂抹寬度為硅片背面邊緣向內(nèi)50微米，然后對硅片進行加熱，加熱溫度為215"C，加熱時間為10min，使腐蝕漿料的主要成分與硅片起反應，再用純水超聲波清洗硅片，從而完成去除邊緣處的PN結(jié)。實施例2中采用本發(fā)明的去邊方法隔離PN結(jié)后制得的太陽電池的性能與比較例1中采用常規(guī)的等離子體刻蝕法隔離PN結(jié)后制得的太陽電池的性能如下表2所示表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>其中，Uoc表示開路電壓，Isc表示短路電流，Rs表示竄連電阻，Rsh表示并聯(lián)電阻，F(xiàn)F表示填充因子，NCell表示轉(zhuǎn)換效率，Irev2表示漏電流；表2中的第一次、第二次和第三次是指分別使用實施例2和比較例1中的方法制備的三批太陽電池。與比較例1中采用常規(guī)的等離子體刻蝕工藝法制得的太陽電池片相比，實施例1中采用本發(fā)明的去邊方法隔離PN結(jié)后制得的太陽電池片的Eff平均提高了0.2%,Isc提高了50100毫安。在經(jīng)過常規(guī)的等離子體刻蝕或水平式濕法化學刻蝕隔離PN結(jié)后，因刻蝕到擴散面邊緣，所以不可避免地使硅片擴散面邊緣的表面N摻雜濃度減小很多或者直接破壞掉PN結(jié)。這樣在設計太陽電池正面銀電極圖形的時候必須要設計銀電極避免與這些區(qū)域接觸，否則將會使電池邊緣接觸電阻變大，影響電池性能。而這樣的設計，也使得電池邊緣的電流有所損失。而且，擴散面邊緣的PN結(jié)的破壞還導致電池片正面的有效發(fā)電面積減少，從而影響電池性能(如圖1)。本發(fā)明提供的太陽電池的制備方法，特別是其中步驟(3)去邊步驟，可以有效控制腐蝕痕跡不蔓延到硅片擴散面。相對于常規(guī)隔離PN結(jié)的刻蝕技術，本發(fā)明的制備方法中的去邊步驟能夠有效增大擴散面PN結(jié)面積。這種刻蝕效果可使太陽電池正面絲網(wǎng)印刷的銀電極柵線延伸至硅片邊緣，在降低邊緣接觸電阻與橫向電阻的同時增加晶體硅太陽電池的電流有效收集，進一步提升晶體硅電池的電性能(如圖2)。權(quán)利要求1、一種太陽電池的制備方法，該方法包括以下步驟(1)對晶體硅片進行去損傷和表面制絨；(2)對表面制絨后的硅片進行擴散制結(jié)；(3)將擴散制結(jié)后的硅片背面邊緣處PN結(jié)去除；(4)去除磷硅玻璃或硼硅玻璃；(5)通過等離子體增強化學氣相沉積法沉積氮化硅鈍化膜；(6)絲網(wǎng)印刷正背面電極漿料和背場漿料；和(7)共燒形成歐姆接觸，其中，在步驟(3)中，將糊狀腐蝕漿料均勻涂抹在擴散制結(jié)后的硅片背面邊緣處，然后對硅片進行加熱，使腐蝕漿料的主要成分與硅片起反應，再用純水沖洗硅片，從而完成去除邊緣處的PN結(jié)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，步驟(3)中的腐蝕漿料包含KOH，其濃度為2050wt%。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其中，步驟(3)中的腐蝕漿料中的KOH的濃度為3050wt%。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，步驟(3)中的涂抹寬度為硅片背面邊緣向內(nèi)0500微米。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，步驟(3)中的涂抹寬度為硅片背面邊緣向內(nèi)0200微米。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，步驟(3)中的加熱溫度為150300°C，并且加熱時間為520分鐘。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其中，步驟(3)中的加熱溫度為200250°C，并且加熱時間為1015分鐘。8、一種通過權(quán)利要求17中任一項所述的方法制備的太陽電池。全文摘要本發(fā)明涉及光伏電池制造領域，具體涉及一種太陽電池的制備方法以及通過該方法制備的太陽電池。在本發(fā)明提供的太陽電池的制備方法中，在步驟(3)的去邊方法中，將腐蝕漿料均勻涂抹在擴散制結(jié)后的硅片背面邊緣處，然后對硅片進行加熱，使腐蝕漿料的主要成分與硅片起反應，再用純水沖洗硅片，從而完成去除邊緣處的PN結(jié)。相對于常規(guī)的去邊方法，本發(fā)明的去邊方法能夠控制腐蝕痕跡使其不蔓延到硅片擴散面，而增大擴散面PN結(jié)有效面積。而且，使用本發(fā)明的去邊方法，能夠使常規(guī)太陽電池正面絲網(wǎng)印刷的電極柵線延伸至硅片邊緣，在降低邊緣接觸電阻與橫向電阻的同時，加強晶體硅太陽電池電流的有效收集，進一步提高晶體硅太陽電池的電性能。文檔編號H01L31/042GK101604711SQ200910146479公開日2009年12月16日申請日期2009年6月8日優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日發(fā)明者張光春,朱永生,瓊范申請人:無錫尚德太陽能電力有限公司