一种选择性发射极的背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法
专利汇可以提供一种选择性发射极的背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提出了一种选择性发射极的背 钝化 晶体 硅 太阳能 电池 的制备方法阳能电池及其制备方法，该制备方法包括在电池本体的上表面形成选择性发射极和减反层，其中选择性发射极采用掩膜工艺，掩膜 覆盖 的区域形成重掺杂， 腐蚀 掩膜未覆盖区域形成轻掺杂，下表面形成具有预设镂空图案的背面 钝化层 ，预设镂空图案的背面钝化层包括：第一层钝化层和第二层钝化层，并采用激光或化学腐蚀形成在第一层和第二层钝化层上形成镂空图案，形成 正面 电极 和背面电极，将印刷有正面电极和背面电极的电池片进行 烧结 ，相比单一的选择性发射极电池和单一的背钝化电池，本 申请 集成了二者的优点，同时提高晶硅 太阳能电池 的开路 电压 和 短路 电流 ，进而提高太阳能电池光电转化效率。，下面是一种选择性发射极的背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种选择性发射极的背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法阳能电池的制备方法，其特征在于采用以下顺序步骤制得：
A，将p型晶硅硅片进行清洗，制绒，形成织构化陷光表面；
B，在制绒后的硅片上采用POCl3(三氯氧磷)为液态氮源，进行一次磷的均匀重掺杂，得到p-n+结；
C，对步骤B制得的晶硅硅片正面电极区域印刷一层高分子耐腐蚀材料作为腐蚀掩膜，阻止掩膜覆盖的n+区域被化学腐蚀液腐蚀，印刷图形为点状阵列或者线状阵列；
D，利用化学腐蚀溶液对步骤C制得的晶硅硅片进行二次腐蚀，将受光区（即非印刷区）变为轻掺杂，腐蚀掩膜覆盖区域仍为重掺杂；
E，使用化学试剂除去晶硅硅片表面的腐蚀掩膜并清洗干净，得到具有选择性发射极的上表面；
F，对步骤E制得的晶硅硅片进行常规刻蚀，除去PSG（磷硅玻璃）和背结，并用化学试剂对背面进行抛光；
G，对步骤F制得的晶硅硅片的背面沉积第一层钝化膜；
H，在步骤G制得的硅片第一层钝化膜上沉积第二层钝化膜，第二层钝化膜与第一层钝化膜形成叠层钝化膜；
I，在步骤H制得的晶硅硅片的上表面沉积氮化硅减反膜；
G，在背面钝化膜上进行刻槽或打孔，选择性除去部分钝化膜；
K，在背面钝化膜上印刷背面电极；
L，在背面印刷铝浆，使铝浆填满所刻凹槽或微孔，并覆盖整个背表面，烘干；
M，在正面印刷银栅线电极，印刷图形和位置与步骤C中腐蚀掩膜的图形和位置完全吻合；
N， 对印刷后的硅片进行烧结，使正面银栅线电极和背面银电极均与硅形成良好的欧姆接触，使背面铝浆和硅形成良好的欧姆接触，以便搜集和导出电流。
2.根据权利要求1所述的一种选择性发射极的背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法阳能电池的制备方法，其特征在于所述晶硅硅片为单晶或多晶硅片，采用单晶硅片时，其腐蚀制绒选用碱性制绒液制绒，得到金字塔形绒面，采用多晶硅片时使用酸制绒液制绒，得到蠕虫状绒面。
3.根据权利要求1所述的一种选择性发射极的背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法阳能电池的制备方法，其特征在于所述磷的重掺杂，其掺杂方块电阻为20~40 Ohm/sq；所述轻掺杂区域，其方块电阻为75~100 Ohm/sq。
4.根据权利要求1所述的一种选择性发射极的背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法阳能电池的制备方法，其特征在于所述高分子耐腐蚀材料为丙烯酸树脂。
5.根据权利要求1所述的一种选择性发射极的背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法阳能电池的制备方法，其特征在于所述的化学腐蚀溶液为酸液或碱液，酸液为氢氟酸和硝酸组成的混酸，或向该混酸中加入醋酸、磷酸和硫酸中的一种或几种组成的混合物；碱液为氢氧化钠水溶液、KOH水溶液中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种选择性发射极的背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法阳能电池的制备方法，其特征在于所述的化学试剂为乙醇。
7.根据权利要求1所述的一种选择性发射极的背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法阳能电池的制备方法，其特征在于所述的步骤F中对背面进行抛光使用的化学试剂为氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液、四甲基氢氧化铵(TMAH) 水溶液或乙二胺(H2NCH2CH2NH2) 水溶液中的一种，其中，氢氧化钾水溶液的重量百分比浓度为10~40%，温度为50~90℃ ； 氢氧化钠水溶液的重量百分比浓度为10~40%，温度为50~90℃；四甲基氢氧化铵(TMAH) 水溶液的重量百分比浓度为10~30%，温度为50~90℃ ；乙二胺(H2NCH2CH2NH2) 水溶液的重量百分比浓度为10~30%，温度为50~90℃。
8.根据权利要求1所述的一种选择性发射极的背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法阳能电池的制备方法，其特征在于所述的背面第一层钝化膜为氧化铝膜或氧化锌膜，钝化膜沉积厚度为5~60nm，所述的背面钝化膜的制备方法为CVD（化学气相沉积），PECVD（等离子体增强化学气相沉积），APCVD（常压化学气相淀积），MOCVD （化学气相沉积）或ALD （原子层沉积）法中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种选择性发射极的背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法阳能电池的制备方法，其特征在于所述的步骤H中背表面沉积的氮化硅钝化膜厚度为
75~100nm。
10.根据权利要求1所述的一种选择性发射极的背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法阳能电池的制备方法，其特征在于所述的步骤I中在上表面沉积的氮化硅减反膜厚度为
75~85nm，折射率2.0~2.2。
11.根据权利要求1所述的一种选择性发射极的背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法阳能电池的制备方法，其特征在于所述的步骤N中的烧结为高温快速烧结，烧结时温度为
600-950℃，时间为1-4 分钟。
一种选择性发射极的背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
B，在制绒后的硅片上采用POCl3(三氯氧磷)为液态氮源，进行一次磷的均匀重掺杂，得到p-n+结；
C，对步骤B制得的晶硅硅片正面电极区域印刷一层高分子耐腐蚀材料作为腐蚀掩膜，阻止掩膜覆盖的n+区域被化学腐蚀液腐蚀，印刷图形为点状阵列或者线状阵列；
D，利用化学腐蚀溶液对步骤C制得的晶硅硅片进行二次腐蚀，将受光区（即非印刷区）变为轻掺杂，腐蚀掩膜覆盖区域仍为重掺杂；
E，使用化学试剂除去晶硅硅片表面的腐蚀掩膜并清洗干净，得到具有选择性发射极的上表面；
F，对步骤E制得的晶硅硅片进行常规刻蚀，除去PSG（磷硅玻璃）和背结，并用化学试剂对背面进行抛光；
G，对步骤F制得的晶硅硅片的背面沉积第一层钝化膜；
H，在步骤G制得的硅片第一层钝化膜上沉积第二层钝化膜，第二层钝化膜与第一层钝化膜形成叠层钝化膜；
I，在步骤H制得的晶硅硅片的上表面沉积氮化硅减反膜；
G，在背面钝化膜上进行刻槽或打孔，选择性除去部分钝化膜；
K，在背面钝化膜上印刷背面电极；
L，在背面印刷铝浆，使铝浆填满所刻凹槽或微孔，并覆盖整个背表面，烘干；
M，在正面印刷银栅线电极，印刷图形和位置与步骤C中腐蚀掩膜的图形和位置完全吻合；
N， 对印刷后的硅片进行烧结，使正面银栅线电极和背面银电极均与硅形成良好的欧姆接触，使背面铝浆和硅形成良好的欧姆接触，以便搜集和导出电流。
具体实施方式
1) 选取电阻率在0.5-6 Ω·cm 的轻掺杂的p型单晶硅片，将其置于制绒槽中，在重量百分含量为15% 的氢氧化钠去离子水溶液中，在温度为78℃的条件下进行表面织构化形成金字塔形绒面结构；
2) 对硅片表面采用化学腐蚀溶液进行清洗，化学腐蚀溶液为氢氟酸和盐酸混合水溶液，清洗时间为2min，温度为25℃ ；
3) 将以上制绒片进行清洗后，置于870℃的炉管中进行磷扩散制备n 型发射极，扩散时间为30min，扩散后发射极方块电阻为20~50 Ohm/sq，优选30 Ohm/sq所述轻掺杂区域方块电阻为75~100 Ohm/sq，优选82 Ohm/sq；
4) 将上述扩散后硅片置于印刷机上印刷一层腐蚀掩膜，形状为线状阵列；
5) 将印刷有腐蚀掩膜的硅片置于酸腐蚀液中选择性腐蚀掩膜未覆盖区域（即受光区），使受光区变为轻掺杂，腐蚀掩膜覆盖区域仍为重掺杂；
6) 除去硅片表面的腐蚀掩膜；
7) 将除去腐蚀掩膜的硅片置于湿法刻蚀机中去除背结和磷硅玻璃；
8) 将硅片背面用KOH溶液进行抛光，KOH溶液优选浓度20wt%，优选温度80℃，优化抛光时间3min；
9) 利用原子层沉积法在硅片背面沉积一层氧化铝膜钝化膜，膜厚5~60nm，优选30nm；
10) 利用PECVD在硅片正面沉积一层SiNx减反膜，膜厚75~85nm，折射率2.0~2.2之间，优选膜厚80nm，折射率2.10。在背面氧化铝膜钝化膜上沉积一层SiNx钝化膜形成叠层钝化膜用于钝化背表面并增加背面光反射，膜厚75~100nm，优选95nm；
11) 利用激光器在背面钝化膜上刻槽，槽的形状为线状阵列，槽的宽度为30~100μm，优选50μm，槽的间距为0.5~5mm，优选1mm；槽的深度为75~160nm，优选125nm；
12) 背面电极印刷：在硅片背面钝化膜上印刷银浆，烘干，制备背面电极，用于组件焊接；
13) 背面全铝印刷：在硅片背面除背电极外区域全部印刷铝浆，烘干，用于制备局部BSF层和收集电流；
14) 正面电极印刷：在硅片磷扩散面（选择性发射极面）上采用丝网印刷方法印刷正面金属电极，印刷形状和位置与步骤4中腐蚀掩膜的形状和位置完全吻合。所采用的电极浆料为普通银浆；
15) 高温快速烧结：将印刷完的硅片置于烧结炉中烧结，优化烧结温度为935℃，经烧结后正面金属银穿过SiNx 钝化减反膜与发射极形成欧姆接触，背面银烧穿氧化铝氮化硅叠层和钝化层下的铝形成欧姆接触，刻槽内的金属铝与硅形成欧姆接触。
2) 在背面钝化膜上印刷化学腐蚀浆料，形状为线状阵列，将腐蚀浆料覆盖的钝化膜去除，露出裸硅，然后用去离子水清洗，除去腐蚀浆料，烘干，得到线形阵列的槽，槽的宽度为
30-100μm，优选50μm，槽的间距为0.5~5mm，优选1mm；槽的深度为75~160nm，优选125nm；
3) 背面电极印刷：在硅片背面钝化膜上印刷银浆，烘干，制备背面电极，用于组件焊接；
4) 背面全铝印刷：在硅片背面除背电极外区域全部印刷铝浆，烘干，用于制备局部BSF层和收集电流；
5) 正面电极印刷：在硅片磷扩散面（选择性发射极面）上采用丝网印刷方法印刷正面金属电极，印刷形状和位置与步骤4中腐蚀掩膜的形状和位置完全吻合。所采用的电极浆料为普通银浆；
6) 高温快速烧结：将印刷完的硅片置于烧结炉中烧结，优化烧结温度为950℃，经烧结后正面金属银穿过SiNx 钝化减反膜与发射极形成欧姆接触，背面银烧穿氧化铝氮化硅叠层和钝化层下的铝形成欧姆接触，刻槽内的金属铝与硅形成欧姆接触。
57%, HF体积分数12%，纯水体积分数31%的酸制绒液中，温度为7.8℃,腐蚀时间为100秒，进行表面织构化形成蠕虫状绒面结构；
2)用KOH除去硅片表面多孔硅，KOH质量浓度为3%，反应时间50s，反应温度25℃；用氢氟酸和盐酸混合水溶液对硅片表面清洗，清洗时间为2分钟，温度为25℃；
3) 将以上制绒片进行清洗后，置于870℃的炉管中进行磷扩散制备n 型发射极，扩散时间为30min，扩散后发射极方块电阻为20~50 Ohm/sq，优选30 Ohm/sq所述轻掺杂区域方块电阻为75~100 Ohm/sq，优选82 Ohm/sq；
4) 将上述扩散后硅片置于印刷机上印刷一层腐蚀掩膜，形状为线状阵列；
5) 将印刷有腐蚀掩膜的硅片置于酸腐蚀液中选择性腐蚀掩膜未覆盖区域（即受光区），使受光区变为轻掺杂，腐蚀掩膜覆盖区域仍为重掺杂；
6) 除去硅片表面的腐蚀掩膜；
7) 将除去腐蚀掩膜的硅片置于湿法刻蚀机中去除背结和磷硅玻璃；
8) 将硅片背面用KOH溶液进行抛光，KOH溶液优选浓度20wt%，优选温度80℃，优化抛光时间3min；
9) 利用原子层沉积法在硅片背面沉积一层氧化铝膜钝化膜，膜厚5~60nm，优选30nm；
10) 利用PECVD在硅片正面沉积一层SiNx减反膜，膜厚75~85nm，折射率2.0~2.2之间，优选膜厚80nm，折射率2.10。在背面氧化铝膜钝化膜上沉积一层SiNx钝化膜形成叠层钝化膜用于钝化背表面并增加背面光反射，膜厚75~100nm，优选95nm；
11) 利用激光器在背面钝化膜上刻槽，槽的形状为线状阵列，槽的宽度为30~100μm，优选50μm，槽的间距为0.5~5mm，优选1mm；槽的深度为75~160nm，优选125nm；
12) 背面电极印刷：在硅片背面钝化膜上印刷银浆，烘干，制备背面电极，用于组件焊接；
13) 背面全铝印刷：在硅片背面除背电极外区域全部印刷铝浆，烘干，用于制备局部BSF层和收集电流；
14) 正面电极印刷：在硅片磷扩散面（选择性发射极面）上采用丝网印刷方法印刷正面金属电极，印刷形状和位置与步骤4中腐蚀掩膜的形状和位置完全吻合。所采用的电极浆料为普通银浆；
15) 高温快速烧结：将印刷完的硅片置于烧结炉中烧结，优化烧结温度为945℃，经烧结后正面金属银穿过SiNx 钝化减反膜与发射极形成欧姆接触，背面银烧穿氧化铝氮化硅叠层和钝化层下的铝形成欧姆接触，刻槽内的金属铝与硅形成欧姆接触。
57%, HF体积分数12%，纯水体积分数31%的酸制绒液中，温度为7.8℃,腐蚀时间为100秒，进行表面织构化形成蠕虫状绒面结构；
2)用KOH除去硅片表面多孔硅，KOH质量浓度为3%，反应时间50s，反应温度25℃；用氢氟酸和盐酸混合水溶液对硅片表面清洗，清洗时间为2分钟，温度为25℃；
3) 将以上制绒片进行清洗后，置于870℃的炉管中进行磷扩散制备n 型发射极，扩散时间为30min，扩散后发射极方块电阻为20~50 Ohm/sq，优选30 Ohm/sq所述轻掺杂区域方块电阻为75~100 Ohm/sq，优选82 Ohm/sq；
4) 将上述扩散后硅片置于印刷机上印刷一层腐蚀掩膜，形状为线状阵列；
5) 将印刷有腐蚀掩膜的硅片置于酸腐蚀液中选择性腐蚀掩膜未覆盖区域（即受光区），使受光区变为轻掺杂，腐蚀掩膜覆盖区域仍为重掺杂；
6) 除去硅片表面的腐蚀掩膜；
7) 将除去腐蚀掩膜的硅片置于湿法刻蚀机中去除背结和磷硅玻璃；
8) 将硅片背面用KOH溶液进行抛光，KOH溶液优选浓度20wt%，优选温度80℃，优化抛光时间3min；
9) 本实施例的后续工作与实施例2步骤2~6相同。
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