專利名稱：一種低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法，屬于太陽(yáng)能技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池，也稱光伏電池，是一種將太陽(yáng)的光能直接轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件。由于它是綠色環(huán)保產(chǎn)品，不會(huì)引起環(huán)境污染，而且是可再生資源，所以在當(dāng)今能源短缺的情形下，太陽(yáng)能電池是一種有廣闊發(fā)展前途的新型能源。目前，由于受到現(xiàn)有的條件和成本的影響，常規(guī)的太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率很難突破18.8%的穩(wěn)定效率。伴隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，但相應(yīng)的投入成本也是水漲船高。因此，在不增加成本的基礎(chǔ)上以現(xiàn)有的設(shè)備條件下進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化效率上的改善至關(guān)重要。對(duì)此，國(guó)內(nèi)外廣開展了與之相關(guān)的工作，其中低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)技術(shù)是一種行之有效的方式。目前，低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法主要包括如下步驟:(I)在制絨后的硅片受光面沉積一層阻擋層；(2)將上述沉積后的硅片投入擴(kuò)散爐進(jìn)行擴(kuò)散；(3)去除上述阻擋層。而常用的阻擋層一般是氧化硅層或氮化硅層。對(duì)于氧化硅層而言，其在制備過(guò)程中需要使用高溫，且制備時(shí)間較長(zhǎng)，因此成本較高，且對(duì)設(shè)備及硅片片源的要求也比較高。對(duì)于氮化硅層而言，其最終制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(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。因此，開發(fā)一種低成本的低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法，在不需要增加設(shè)備的情況下實(shí)現(xiàn)晶體硅電池效率的提升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法，包括如下步驟:
(1)在制絨后的硅片受光面沉積一層阻擋層；所述阻擋層為微晶硅層；
(2)將上述沉積后的硅片投入擴(kuò)散爐進(jìn)行擴(kuò)散；
(3)清洗去除上述阻擋層；
(4)制備背極背場(chǎng)、印刷正電極、燒結(jié)；即可得到低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池。上文中，所述微晶娃，又稱納米晶娃，其具有小的無(wú)定形態(tài)的娃晶粒，大部分顆粒大小在微米量級(jí)。所述步驟(3)中清洗可以采用堿液，即通過(guò)堿液來(lái)去除阻擋層，堿液優(yōu)選氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.Γ0.5% ;清洗時(shí)間為3(T200 s，微晶硅層去除的標(biāo)準(zhǔn)是:當(dāng)硅片從堿液中提起時(shí) ，硅片表面沒(méi)有粘附水珠。上述技術(shù)方案中，所述微晶娃層的厚度為1(Γ50 nm。上述技術(shù)方案中，所述微晶硅層通過(guò)PECVD或輝光放電方式沉積。
上述技術(shù)方案中，所述步驟(2)中硅片擴(kuò)散后的方阻為6(Γ80Ω/ 口。上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中清洗后硅片的方阻為7(Γ100Ω/ 口。本發(fā)明的制備方法有效的降低了因表面摻雜濃度高導(dǎo)致的“死層”效應(yīng)，并減少了表面光生載流子的俄歇復(fù)合和擴(kuò)散結(jié)過(guò)深導(dǎo)致的結(jié)區(qū)載流子“耗盡層”復(fù)合，從而提高了少子的擴(kuò)散長(zhǎng)度，改善了少子壽命。本發(fā)明的制備方法實(shí)現(xiàn)了低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)的制備，提高了光電轉(zhuǎn)化效率。由于上述技術(shù)方案的采用，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):1.本發(fā)明開發(fā)了一種新的低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法，利用現(xiàn)有設(shè)備和條件實(shí)現(xiàn)了低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)的制備，降低了因表面摻雜濃度高導(dǎo)致的“死層”效應(yīng)，減少了表面光生載流子的俄歇復(fù)合，以及擴(kuò)散結(jié)過(guò)深導(dǎo)致的結(jié)區(qū)載流子“耗盡層”復(fù)合，從而提高少子擴(kuò)散長(zhǎng)度，改善了少子壽命，最終提高了電池片的光電轉(zhuǎn)化效率。2.與傳統(tǒng)的制備方法相比，本發(fā)明制得的電池片的光電轉(zhuǎn)換效率提高了 0.2%以上，取得了意想不到的技術(shù)效果。3.本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單易行，成本較低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
實(shí)施例一
一種低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法，包括如下步驟:
(1)將P型單晶硅片制絨后，通過(guò)PECVD在電池的受光面沉積20nm厚的微晶硅作為阻擋層；
(2)將上述沉積后的硅片投入擴(kuò)散爐進(jìn)行常規(guī)的擴(kuò)散，擴(kuò)散后的方阻為60Ω/口 ；
(3)將擴(kuò)散后的硅片投入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的氫氧化鈉溶液中進(jìn)行清洗，清洗時(shí)間為lmin，去除上述微晶硅層，清洗后的方阻為75Ω/0 ;
(4)將硅片去背極或刻邊后，放入3 5vol%的HF中清洗200s ；
(5)沉積減反射膜、背極背場(chǎng)以及正電極的印刷、燒結(jié)測(cè)試包裝；即可得到低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池。對(duì)比例一
以制備現(xiàn)有的常規(guī)電池為例，步驟如下:
(1)采用與實(shí)施例一相同的P型單晶硅片，制絨；
(2)硅片投入擴(kuò)散爐進(jìn)行常規(guī)的擴(kuò)散，擴(kuò)散后的方阻為60Ω/ □;
(3)將擴(kuò)散后的硅片去背極或刻邊后放入3 5vol%的HF中清洗200s ；
(4)減反射膜沉積、背極背場(chǎng)以及正電極的印刷、燒結(jié)測(cè)試包裝；即可得到常規(guī)的晶體娃太陽(yáng)電池。對(duì)比例二
一種低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法，包括如下步驟:
(1)將P型單晶硅片制絨后，在電池的受光面沉積20nm厚的氮化硅作為阻擋層； (2)將上述沉積后的硅片投入擴(kuò)散爐進(jìn)行常規(guī)的擴(kuò)散，擴(kuò)散后的方阻為60Ω/口 ；
(3)將擴(kuò)散后的硅片投入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的氫氧化鈉溶液中進(jìn)行清洗，清洗時(shí)間為lmin，去除上述微晶硅層，清洗后的方阻為75Ω/0 ;
(4)將硅片去背極或刻邊后，放入3 5vol%的HF中清洗200s ；
(5)沉積減反射膜、背極背場(chǎng)以及正電極的印刷、燒結(jié)測(cè)試包裝；即可得到低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池。對(duì)比例三
一種低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法，包括如下步驟:
(1)將P型單晶硅片制絨后，在電池的受光面沉積20nm厚的氧化硅作為阻擋層；
(2)將上述沉積后的硅片投入擴(kuò)散爐進(jìn)行常規(guī)的擴(kuò)散，擴(kuò)散后的方阻為60Ω/口 ；
(3)將擴(kuò)散后的硅片投入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的氫氧化鈉溶液中進(jìn)行清洗，清洗時(shí)間為lmin，去除上述微晶硅層，清洗后的方阻為75Ω/0 ;
(4)將硅片去背極或刻邊后，放入3 5vol%的HF中清洗200s ；
(5)沉積減反射膜、背極背場(chǎng)以及正電極的印刷、燒結(jié)測(cè)試包裝；即可得到低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池。測(cè)試實(shí)施例和各對(duì)比例`的電性能，結(jié)果如下:
權(quán)利要求
1.一種低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在制絨后的硅片受光面沉積一層阻擋層；所述阻擋層為微晶硅層； (2)將上述沉積后的硅片投入擴(kuò)散爐進(jìn)行擴(kuò)散； (3)清洗去除上述阻擋層； (4)制備背極背場(chǎng)、印刷正電極、燒結(jié)；即可得到低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于:所述微晶娃層的厚度為1(T50 nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于:所述微晶硅層通過(guò)PECVD或輝光放電方式沉積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中硅片擴(kuò)散后的方阻為6(Γ80Ω/ 口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中清洗后硅片的 方阻為7(Γ100Ω/ 口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池的制備方法，包括如下步驟(1)在制絨后的硅片受光面沉積一層阻擋層；所述阻擋層為微晶硅層；(2)將上述沉積后的硅片投入擴(kuò)散爐進(jìn)行擴(kuò)散；(3)清洗去除上述阻擋層；(4)制備背極背場(chǎng)、印刷正電極、燒結(jié)；即可得到低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)太陽(yáng)電池。本發(fā)明利用現(xiàn)有設(shè)備和條件實(shí)現(xiàn)了低表面濃度淺擴(kuò)散結(jié)的制備，提高少子擴(kuò)散長(zhǎng)度，改善了少子壽命，最終提高了電池片的光電轉(zhuǎn)化效率。
文檔編號(hào)H01L31/18GK103078002SQ20121058266
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者張為國(guó), 王栩生, 章靈軍 申請(qǐng)人:蘇州阿特斯陽(yáng)光電力科技有限公司