技术领域
[0001] 本
发明提供一种新
单晶硅太阳能电池制作方法，属于单晶硅太阳能电池的生产技术领域。
背景技术
[0002] 当前工业化制作单晶硅太阳能电池的方法包括如下步骤：(1)去除单晶
硅片表面的损伤层，制作绒面；(2)扩散制pn结；(3)去边缘结，去磷硅玻璃；(4)采用
化学气相沉积方法制备SiNx
薄膜，作为减反射层和
钝化层；(5)丝网印刷，
烧结制作
电极。其中，步骤(1)中的单晶硅片经高浓度强
碱去掉表面的损伤层后，需要再经过弱碱选择性
腐蚀硅片(100)面，形成(111)面的锥体织构。将完成步骤(4)后的单晶硅片，用扫描电镜观察其表面时，其表面有
角锥结构。角锥结构能起到良好的减反射作用。角锥结构是由步骤(1)弱碱反应形成的Si(111)面围成的角锥体，一般粒径为3～7μm。
[0003] 具体的工业法形成角锥体工艺包括将单晶硅片浸入
温度为80℃左右，由强碱、
硅酸钠和异丙醇配制而成的弱碱混合溶液中，其中异丙醇的重量百分比为1～1.5％，17分钟后，即可形成表面的角锥体。原理是利用溶液中氢
氧根对单晶硅(100)和(111)面腐蚀速率的不同。
[0004] 工业法形成角锥体不足：
[0005] (1)溶液中含有异丙醇，废液难以处理；
[0006] (2)溶液槽中温度随着反应进行而变化，通常会增加，而化学反应对温度比较敏感，不利于制备出粒径均匀的减反射织构；
[0007] (3)溶液中的硅酸钠会随着反应进行而增加，使溶液的成分不断变化，不利于制备出粒径均匀的减反射织构；
[0008] (4)受该化学方法本身限制，难以制备出晶粒小于微米级的细小织构；
[0009] (5)该法会腐蚀掉10～20μm厚的硅层，而现在用于做太阳能电池的硅片厚度越来越薄，许多已经低于170μm，经腐蚀后硅片更薄，使得在
制造过程中有更多硅片破损，降低了电池成品率。
发明内容
[0010] 为解决上述问题，本发明提供一种新单晶硅太阳能电池制作方法，该方法用化学气相沉积方法制备金刚石薄膜作为单晶硅太阳能电池的减反射织构。
[0011] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
[0012] 一种新单晶硅太阳能电池制作方法，以单晶硅片为原料，包括如下步骤：
[0013] (1)去除单晶硅片表面的损伤层；
[0014] (2)扩散制pn结；
[0015] (3)去边缘结，去磷硅玻璃；
[0016] (4)采用化学气相沉积方法制备金刚石薄膜；
[0017] (5)丝网印刷，烧结制作电极。
[0018] 作为上述方案的进一步设置，所述步骤(4)，采用化学气相沉积方法制备金刚石薄膜的具体方法包括将单晶硅片放入2～3kPa的
真空室内，加热到500～700℃，通入甲烷和氢气，并维持生长室内气压2～3kPa，通入的甲烷和氢气在
微波作用下分解成一系列的含
碳基团，不断的沉积在硅片表面，最终在单晶硅片表面生长了一层金刚石薄膜。
[0019] 所述甲烷流量为5～10ml/min，氢气的流量为80～100ml/min。
[0020] 所述微波
频率为2.45GHz，功率为1.5～2kW。
[0021] 本发明新单晶硅太阳能电池制作方法，其角锥体来自于步骤(4)生产的金刚石薄膜，所得角锥体的粒径，在0.5～5μm范围。
[0022] 本发明新单晶硅太阳能电池制作方法，相比当前工业化制作单晶硅太阳能电池的方法具有以下优点：
[0023] (1)本发明形成角锥体来源于金刚石薄膜，没有用到异丙醇，避免了异丙醇对环境的污染；
[0024] (2)本发明没有减薄硅片，所以降低了破损率，提高了太阳能电池成品率；
[0025] (3)本发明通过调节气体流量、压
力及衬底温度可以制备出“金字塔”粒径不同的减反射织构。
附图说明
[0026] 图1为当前工业化制作单晶硅太阳能电池方法完成第四道工序后的表面形貌；
[0027] 图2为本发明
实施例1完成步骤(4)后的表面形貌；
[0028] 图3为本发明实施例1完成步骤(4)后金刚石薄膜的
电子衍射图；
[0029] 图4为本发明实施例2完成步骤(4)后的表面形貌；
[0030] 图5为本发明实施例2完成步骤(4)后金刚石薄膜的电子衍射图；
[0031] 图6为本发明实施例3完成步骤(4)后的表面形貌；
[0032] 图7为本发明实施例3完成步骤(4)后金刚石薄膜的电子衍射图。
具体实施方式
[0033] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0034] 实施例1
[0035] 一种新单晶硅太阳能电池制作方法，以单晶硅片为原料，包括如下步骤：
[0036] (1)去除单晶硅片表面的损伤层；
[0037] (2)扩散制pn结；
[0038] (3)去边缘结，去磷硅玻璃；
[0039] (4)采用化学气相沉积方法制备金刚石薄膜；
[0040] (5)丝网印刷，烧结制作电极。
[0041] 其中，步骤(4)采用微波化学气相沉积方法制备金刚石薄膜，条件如表1：
[0042] 表1：生长条件
[0043]
[0044] 经扫描电镜观察，步骤(4)生长出的金刚石薄膜，其角锥体的粒径为4～5μm，如图2；金刚石薄膜电子衍射环如图3。
[0045] 实施例2
[0046] 一种新单晶硅太阳能电池制作方法，以单晶硅片为原料，包括如下步骤：
[0047] (1)去除单晶硅片表面的损伤层；
[0048] (2)扩散制pn结；
[0049] (3)去边缘结，去磷硅玻璃；
[0050] (4)采用化学气相沉积方法制备金刚石薄膜；
[0051] (5)丝网印刷，烧结制作电极。
[0052] 其中，步骤(4)采用微波化学气相沉积方法制备金刚石薄膜，条件如表2：
[0053] 表2：生长条件
[0054]反应室压力 2.5kPa
衬底温度 700℃
微波频率、功率 2.45GHz、1.7kW
甲烷流量 10ml/min
氢气流量 100ml/min
生长时间 3.5h
[0055] 经扫描电镜观察，步骤(4)生长出的金刚石薄膜，其角锥体的粒径为1～3μm，如图4；金刚石薄膜电子衍射环如图5。
[0056] 实施例3
[0057] 一种新单晶硅太阳能电池制作方法，以单晶硅片为原料，包括如下步骤：
[0058] (1)去除单晶硅片表面的损伤层；
[0059] (2)扩散制pn结；
[0060] (3)去边缘结，去磷硅玻璃；
[0061] (4)采用化学气相沉积方法制备金刚石薄膜；
[0062] (5)丝网印刷，烧结制作电极。
[0063] 其中，步骤(4)采用微波化学气相沉积方法制备金刚石薄膜，条件如表3：
[0064] 表3：生长条件
[0065]反应室压力 3kPa
衬底温度 600℃
微波频率、功率 2.45GHz、2kW
甲烷流量 10ml/min
氢气流量 100ml/min
生长时间 3h
[0066] 经扫描电镜观察，步骤(4)生长出的金刚石薄膜，其角锥体的粒径为0.5～2μm，如图6；金刚石薄膜电子衍射环如图7。
[0067] 下面再详细介绍一下本发明与当前工业化制作单晶硅太阳能电池的区别：
[0068] 本发明的步骤(4)，生长金刚石薄膜作为减反射层和
钝化层。当前工业化生长SiNx作为减反射层和钝化层。两种减反射层的材料成分不同。
[0069] 工业法和本发明的方法，做完第四道工序的单晶硅片，用扫描电镜观察表面形貌分别如图1和图2、4、6。其共有的特征是图1和图2、4、6均有表面的角锥结构，都能起到良好的减反射作用；两种方法的第四道工序，生长薄膜过程中都有氢产生，都能起到钝化作用；不同之处是，图2、4、6中的角锥体来自于第四步生长的金刚石薄膜，粒径可以更细，如图6可达0.5～2μm，而图1中角锥体是由第一道工序弱碱反应形成的Si(111)面围成的角锥体，一般粒径为3～7μm。
[0070] 本发明步骤(4)生长的金刚石薄膜，经过电子衍射证实为
多晶金刚石薄膜，见图3、5、7，衍射环经标定分别为金刚石的(111)、(220)和(311)面。
[0071] 本发明，采用化学气相沉积方法生长多晶金刚石薄膜来作为减反射层，生长出的金刚石薄膜的0.5～5μm角锥体织构，较好的满足太阳电池的减反射要求，同时在生长薄膜的过程中，有大量的氢产生，还能起到钝化的作用。同时，本发明，简化了单晶硅太阳电池的绒面制作流程。
[0072] 上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。
