CN101728459A - 一种晶体硅太阳能电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶体硅太阳能电池的制备方法，包括制备晶体硅太阳能电池的必需工艺，还包括如下步骤：在电池的背面形成单层钝化层；利用喷墨印刷在上述背面单层钝化层上印刷腐蚀性浆料，然后烘干腐蚀钝化层，清洗去除浆料，形成局部接触的窗口；然后在其上利用丝网印刷形成背面接触。本发明得到了背面钝化局部接触的太阳电池结构，试验证明，该钝化结构可以有效地提高了太阳电池的长波响应以及背面反射，提高了太阳电池的转换效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光电利用领域，具体涉及一种晶体硅太阳能电池的制备方法。
背景技术
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，也是清洁能源，不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中，大阳能光电利用是近些年来发展最快、最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。为此，人们研制和开发了太阳能电池。制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电子转换反应；根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：1、硅太阳能电池2、以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池3、功能高分子材料制备的大阳能电池4、纳米晶太阳能电池等。
目前，广泛应用于制造太阳能电池的主要材料是半导体硅材料，而且其制造工艺也很成熟，一般的制造流程为：表面清洗及结构化、扩散、清洗刻蚀去边、镀减反射膜、丝网印刷、烧结形成欧姆接触、测试。这种商业化太阳能电池制造技术相对简单、成本较低，适合工业化、自动化生产，因而得到了广泛应用。
按照上述工艺制造得到的太阳能电池，其正面沉积SiNx作为减反射、钝化膜，背面直接丝网印刷铝浆，通过烧结形成背电场。
然而，由于电池背面没有钝化措施，所以复合比较严重，造成电池的长波响应比较差；并且随着硅片的进一步减薄，背面的复合对太阳电池的不利影响将变得尤为突出。此外，目前的全铝背场结构，容易造成应力不均匀，使得电池片弯曲，对制作组件不利。
针对上述问题，虽然目前实验室已经研制出高效太阳能电池，在背面采用热氧化SiO2、a-Si钝化，然后利用光刻技术在钝化层开孔，再在开孔处形成欧姆接触；或者利用激光烧结技术，在钝化层上直接形成欧姆接触。但因为用到光刻、激光等设备，价格昂贵，不适于大规模、低成本的工业化生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶体硅太阳能电池的制备方法，以降低电池背面复合速率，提高电池背面反射和长波响应。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种晶体硅太阳能电池的制备方法，包括制备晶体硅太阳能电池的必需工艺，还包括如下步骤：
(1)在电池的背面形成单层钝化层；
(2)利用喷墨印刷在上述背面单层钝化层上印刷腐蚀性浆料，然后烘干腐蚀钝化层，清洗去除浆料，形成局部接触的窗口；然后在其上利用丝网印刷形成背面接触；
其中，所述腐蚀性浆料的成分为磷酸，腐蚀性浆料的湿重为每片0.1～0.5g。
上述技术方案中，所述步骤(1)的单层钝化层的制备方法是热氧化、化学氧化、PECVD或磁控溅射。这些技术都是常规的现有技术。
上述技术方案中，所述步骤(1)的单层钝化层为SiO2、a-Si、SiC或SiNx，其厚度为5～60nm。
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.本发明利用喷墨印刷在背面单层钝化层上印刷腐蚀性浆料，然后利用丝网印刷形成背面接触，得到了背面钝化局部接触的太阳电池结构，试验证明，该钝化结构可以有效地提高太阳电池的长波响应以及背面反射，提高太阳电池的转换效率。
2.本发明在电池背面形成单层钝化层，工艺简单，易于制作，配合后续的腐蚀工艺，形成局部接触的窗口，因而整个工艺流程简单易行，具有良好的应用前景。
3.本发明的制备方法易于操作，工艺简单，适于推广应用。
附图说明
图1是本发明实施例一的反射率与普通太阳能电池反射率的对比图；
图2是本发明实施例二的反射率与普通太阳能电池反射率的对比图；
图3是本发明实施例三的反射率与普通太阳能电池反射率的对比图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一
参见附图1所示，一种晶体硅太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
(1)清洗硅片，制作表面织构；
(2)进行磷扩散，形成PN结；
(3)刻蚀，去磷硅玻璃清洗；
(4)利用PECVD或者磁控溅射的方法在正表面形成钝化层；
(5)利用热氧化的方法在背表面形成单层钝化层，钝化层的结构为SiO2(钝化层还可以是a-Si、SiC、SiNx等)，厚度为20nm；
(6)利用喷墨印刷腐蚀性浆料的方法，在背面钝化层上开接触窗口，在太阳电池背面钝化层表面开接触窗口的工艺过程是：采用喷墨印刷的方法在背面钝化层上印刷腐蚀性浆料，腐蚀性浆料的湿重为每片0.15g，然后进行烘干腐蚀钝化层，烘干完毕后进行清洗，去除腐蚀性浆料(所述腐蚀性浆料的成分为磷酸)；
(7)丝网印刷背电极、背电场、正电极；
(8)烧结形成欧姆接触；
(9)测试电池反射率。
试验结果如附图1所示，从图中可见，本发明实施例一的太阳能电池的反射率在波长大于1050nm的长波段比普通的电池较高，证明其具有较好的长波响应以及背面反射。
实施例二
参见附图2所示，一种晶体硅太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
(1)清洗硅片，制作表面织构；
(2)进行磷扩散，形成PN结；
(3)刻蚀，去磷硅玻璃清洗；
(4)利用PECVD或者磁控溅射的方法在正表面形成钝化层；
(5)利用PECVD的方法在背表面形成单层钝化层，钝化层的结构为SiO2(钝化层还可以是a-Si、SiC、SiNx等)，厚度为50nm；
(6)利用喷墨印刷腐蚀性浆料的方法，在背面钝化层上开接触窗口，在太阳电池背面钝化层表面开接触窗口的工艺过程是：采用喷墨印刷的方法在背面钝化层上印刷腐蚀性浆料，腐蚀性浆料的湿重为每片0.3g，然后进行烘干腐蚀钝化层，烘干完毕后进行清洗，去除腐蚀性浆料(所述腐蚀性浆料的成分为磷酸)；
(7)丝网印刷背电极、背电场、正电极；
(8)烧结形成欧姆接触；
(9)测试电池反射率。
试验结果如附图2所示，从图中可见，本发明实施例二的太阳能电池的反射率在波长大于1050nm的长波段比普通的电池较高，证明其具有较好的长波响应以及背面反射。
实施例三
参见附图3所示，一种晶体硅太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
(1)清洗硅片，制作表面织构；
(2)进行磷扩散，形成PN结；
(3)刻蚀，去磷硅玻璃清洗；
(4)利用PECVD或者磁控溅射的方法在正表面形成钝化层；
(5)利用PECVD的方法在背表面形成单层钝化层，钝化层的结构为SiNx(钝化层还可以是a-Si、SiC、SiO2等)，厚度为60nm；
(6)利用喷墨印刷腐蚀性浆料的方法，在背面钝化层上开接触窗口，在太阳电池背面钝化层表面开接触窗口的工艺过程是：采用喷墨印刷的方法在背面钝化层上印刷腐蚀性浆料，腐蚀性浆料的湿重为每片0.45g，然后进行烘干腐蚀钝化层，烘干完毕后进行清洗，去除腐蚀性浆料(所述腐蚀性浆料的成分为磷酸)；
(7)丝网印刷背电极、背电场、正电极；
(8)烧结形成欧姆接触；
(9)测试电池反射率。
试验结果如附图3所示，从图中可见，本发明实施例三的太阳能电池的反射率在波长大于1050nm的长波段比普通的电池较高，证明其具有较好的长波响应以及背面反射。
Claims (3)
1.一种晶体硅太阳能电池的制备方法，包括制备晶体硅太阳能电池的必需工艺，其特征在于，还包括如下步骤：
(1)在电池的背面形成单层钝化层；
(2)利用喷墨印刷在上述背面单层钝化层上印刷腐蚀性浆料，然后烘干腐蚀钝化层，清洗去除浆料，形成局部接触的窗口；然后在其上利用丝网印刷形成背面接触；
其中，所述腐蚀性浆料的成分为磷酸，腐蚀性浆料的湿重为每片0.1～0.5g。
2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)的单层钝化层的制备方法是热氧化、化学氧化、PECVD或磁控溅射。
3.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)的单层钝化层为SiO2、a-Si、SiC或SiNx，其厚度为5～60nm。
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