一种n型晶体硅太阳能电池的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种N型晶体硅太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：(1)采用N型单晶硅为衬底，清洗、制绒；(2)在硅片的背面的电极区域印刷硼浆，烘干、退火后形成硼掺杂PN结，同时在硅片背面形成氧化层；(3)单面磷扩散；(4)对硅片的背面进行局部刻蚀；(5)去除杂质玻璃层；(6)沉积钝化减反射膜；(7)印刷铝浆，形成铝背结；(8)印刷正面电极、背面电极，烘干；即可得到N型晶体硅太阳能电池。本发明开在硅片背面的非电极区域进行铝浆掺杂形成铝背结，背面电极区域采用硼浆掺杂制备电极，不仅解决了组件焊接的难题，同时避免了因背面PN结面积减少而带来的电池效率降低的问题。
【专利说明】—种N型晶体硅太阳能电池的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种N型晶体硅太阳能电池的制备方法，属于太阳能【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，太阳能电池是光伏市场上的主导产品。近年来，随着科技水平的不断发展，原来困扰N型晶体硅太阳能电池的技术难题逐渐被攻克，极大的促进了 N型晶体硅太阳电池在结构和工艺方面的发展。目前，美国Sun Power公司生产的背面接触太阳能电池(IBC)和 Sanyo 公司生产的 HIT (Hetero-junction Intrinsic Thin-layer)太阳电池就是基于 N型晶体硅衬底制作的商业化太阳电池。这两款电池是目前商业化生产转化效率最高的太阳能电池，也是商业化生产转换效率突破20%的仅有的两款太阳能电池。占据了极大的市场份额。
[0003]在N型衬底良好发展的态势下，越来越多的研究人员关注N型电池的研究。而PN结的制备是整个太阳能电池的核心。现有技术中，N型衬底制备PN结方式主要有硼掺杂和铝掺杂2种。其中，硼掺杂的方式普遍存在2点问题:一是利用氮气携带液态BBr3源进行管式扩散时虽然效果最好，但是扩散的均匀性难以控制；二是扩散温度过高会使得晶体硅衬底性能变坏。因此，目前绝大多数的厂家都是采用铝掺杂制备PN结。
[0004]目前，国内大都通过铝合金化在N型晶体硅衬底上形成Al-p+发射极来制备太阳能电池，而对于铝合金化形成Al-p+发射极，主要集中在全铝背结和局域铝背结太阳能电池(即非电极区铝掺杂、电极区无掺杂)上，然而，这2种结构的太阳能电池结构都存在一些缺陷:对于全铝背结太阳电池而言，其在制备组件时存在背面无法焊接的难题。对于局域铝背结太阳电池而言，其虽然可以解决组件焊接问题，但是由于硅片背面存在较多的电极区域，而这部分区域是不存在PN结的，因此相对减少了 PN结的面积，影响了电池效率。
【发明内容】
[0005]本发明目的是提供一种N型晶体硅太阳能电池的制备方法。
[0006]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:一种N型晶体硅太阳能电池的制备方法，包括如下步骤:
(1)采用N型单晶硅为衬底，将硅片进行清洗、制绒；
(2)在上述硅片的背面的电极区域印刷硼浆，烘干、退火后形成硼掺杂PN结，同时在硅片背面形成氧化层；
(3)将上述硅片背靠背进行单面磷扩散，硅片的正面为扩散面；
(4)对上述硅片的背面进行局部刻蚀，去除非电极区域的氧化层，保留电极区域的氧化
层；
(5)清洗，去除硅片正反面的杂质玻璃层；
(6)在上述硅片的正面沉积钝化减反射膜；
(7)在上述硅片的背面的非电极区印刷铝浆，形成铝背结，烘干；(8)在硅片的正面印刷正面电极，在硅片的背面的电极区印刷背面电极，烘干；即可得到N型晶体硅太阳能电池。
[0007]上述技术方案中，所述步骤(4)和(5)之间还设有如下步骤:以硅片背面的电极区域的氧化层为掩膜，对硅片背面的非电极区进行抛光处理。上述抛光处理的抛光液可以采用TMA溶液。
[0008]上述技术方案中，所述步骤(6)中，在硅片的正面依次沉积氧化硅、氮化硅，形成钝化减反射膜。
[0009]上述技术方案中，所述步骤(1)中，N型单晶硅衬底的电阻率为:Tl2 Q ? cm，厚度为17(T200微米，少子寿命为广3 ms。
[0010]上述技术方案中，所述步骤(2)中，烘干温度为20(T30(TC、带速250~350 cm/min。
[0011]上述技术方案中，所述步骤(2)中，退火温度为90(T940°C、时间25~40 min，方块电阻为50~60 Q/sq0
[0012]上述技术方案中，所述步骤(3)中，磷扩散温度为81(T840°C，时间为2(T30 min,扩散后方块电阻的范围控制在55~75 Q/sq。
[0013]由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本发明具有如下优点:
1.本发明开发了一种新的N型晶体硅太阳能电池的制备方法，在硅片背面的非电极区域进行铝浆掺杂形成铝背结，背面电极区域采用硼浆掺杂制备电极，不仅解决了组件焊接的难题，同时避免了因背面PN结面积减少而带来的电池效率降低的问题。
[0014]2.本发明的制备方法简单易行，可以在现有设备上实现，成本较低，适于推广应用。
[0015]3.实验证明:采用本发明的制备方法得到的太阳能电池的电池效率没有衰减，可
量产性强。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例对本发明作进一步描述:
实施例一 一种N型晶体硅太阳能电池的制备方法，包括如下步骤:
(1)采用N型单晶硅为衬底，将硅片进行清洗、制绒；N型单晶硅衬底的电阻率为3~12Q ? cm，厚度为17(T200微米，少子寿命为广3 ms ；
(2)在上述硅片的背面的电极区域印刷硼浆，烘干、退火后形成硼掺杂PN结，同时在硅片背面形成氧化层；
烘干温度为200~300。。、带速250~350 cm/min ;退火温度为90(T940°C、时间25~40min,方块电阻控制范围为50~60 Q /sq ；
(3)将上述硅片背靠背进行单面磷扩散，硅片的正面为扩散面；方块电阻控制范围为50~75 Q/sq ；
(4)对上述硅片的背面进行局部刻蚀，去除非电极区域的氧化层，保留电极区域的氧化
层；
(5)以硅片背面的电极区域的氧化层为掩膜，对硅片背面的非电极区进行抛光处理；上述抛光处理的抛光液可以采用25%的TMA溶液；抛光温度80°C，抛光时间50~300秒；(6)采用HF和HCl清洗，去除硅片正反面的杂质玻璃层；
(7)在上述硅片的正面沉积钝化减反射膜；
(8)在上述硅片的背面的非电极区印刷铝浆，形成铝背结，烘干；
(9)在硅片的正面印刷正面电极，在硅片的背面的电极区印刷背面电极，烘干；即可得到N型晶体硅太阳能电池。
[0017]对比例一
一种N型晶体硅太阳能电池的制备方法，包括如下步骤:
(1)采用与上述实施例相同的N型单晶硅为衬底，将硅片进行清洗、制绒；
(2)在硅片背面形成氧化层；
(3)将上述硅片背靠背进行单面磷扩散，硅片的正面为扩散面；方块电阻控制范围为50~75 Q/sq ；
(4)对上述硅片的背面进行局部刻蚀，去除非电极区域的氧化层，保留电极区域的氧化
层；
(5)以硅片背面的电极区域的氧化层为掩膜，对硅片背面的非电极区进行抛光处理；上述抛光处理的抛光液可以采用25%的TMA溶液；抛光温度80°C，抛光时间50~300秒；
(6)采用HF和HCl清洗，去除硅片正反面的杂质玻璃层；
(7)在上述硅片的正面沉积钝化减反射膜；
(8)在上述硅片的背面的非电极区印刷铝浆，形成铝背结，烘干；
(9)在硅片的正面印刷正面电极，在硅片的背面的电极区印刷背面电极，烘干；即可得到N型晶体硅太阳能电池。
[0018]测试所述实施例一和对比例一得到的太阳能电池的光电转换效率，结果参见下表:
【权利要求】
1.一种N型晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)采用N型单晶硅为衬底，将硅片进行清洗、制绒； (2)在上述硅片的背面的电极区域印刷硼浆，烘干、退火后形成硼掺杂PN结，同时在硅片背面形成氧化层； (3)将上述硅片背靠背进行单面磷扩散，硅片的正面为扩散面； (4)对上述硅片的背面进行局部刻蚀，去除非电极区域的氧化层，保留电极区域的氧化层； (5)清洗，去除硅片正反面的杂质玻璃层； (6)在上述硅片的正面沉积钝化减反射膜； (7)在上述硅片的背面的非电极区印刷铝浆，形成铝背结，烘干； (8)在硅片的正面印刷正面电极，在硅片的背面的电极区印刷背面电极，烘干；即可得到N型晶体硅太阳能电池。
2.根据权利要求1所述的N型晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)和(5)之间还设有如下步骤:以硅片背面的电极区域的氧化层为掩膜，对硅片背面的非电极区进行抛光处理。
3.根据权利要求1所述的N型晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于:所述步骤(6)中，在硅片的正面依次沉积氧化硅、氮化硅，形成钝化减反射膜。
4.根据权利要求1所述的N型晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中，N型单晶硅衬底的电阻率为:Tl2 !，厚度为17(T200微米，少子寿命为广3 ms。
5.根据权利要求1所述的N型晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中，烘干温度为20(T300°C、带速250~350cm/min。
6.根据权利要求1所述的N型晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中，退火温度为90(T940°C、时间25~40min，方块电阻为50~60 Q/sq0
7.根据权利要求1所述的N型晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中，磷扩散温度为81(T840°C，时间为20~30min，扩散后方块电阻的范围控制在55~75Q /sq。
【文档编号】H01L31/18GK103594532SQ201310589582
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】侯利平, 王栩生, 章灵军 申请人:苏州阿特斯阳光电力科技有限公司