[发明专利]空心硼硅玻璃微珠掺杂的纳米绒面太阳能电池制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种太阳能电池制造工艺，具体涉及一种空心硼硅玻璃微珠掺杂的纳米绒面太阳能电池制造方法，属于太阳能电池制造技术领域。

【背景技术】

随着全球能源的短缺和气候变暖环境，太阳能发电等可再生能源正取代传统的火力发电成为当今能源领域研究的热点和发展的趋势。在太阳能电池的发展历史中，非晶硅薄膜太阳能电池和晶体硅太阳能电池都已经历了近半个多世纪的发展历程。晶体硅太阳能电池效率较高，而非晶硅薄膜太阳能电池的制造成本较低，但二者优势结合起来形成效率更高、成本更低的第三代太阳能电池结构受到的关注却相对较少。纳米材料和结构，由于其具有新奇的物理特性，在电学、光学上具有一系列特殊的物理性质，正在被广泛地应用于半导体制造、光电子器件、化学化工领域。将纳米材料和结构与传统晶体硅电池结合，形成新一代代太阳能电池，将有助于解决长期困扰这两个领域的效率低，成本高的瓶颈问题，实现太阳能技术的飞跃。

光吸收是太阳能电池永恒的话题和研究对象，光吸收的越大，被利用的可能性越大。对于常规晶体硅电池只能单面受光，且具有尺寸在微米级的金字塔绒面或者蚕卵绒面，靠着几何反射增加光程。而纳米绒面具有非常良好的陷光效应，其陷光机理与常规金字塔绒面或者蚕卵绒面有着质的不同，从紫外波段到近红外波段(350-1100nm，晶体硅太阳能电池具有光谱响应的波段)，有着极低的反射率(可低于0.5％，常规绒面为7％以上)，可以实现几乎均一性的吸收，因此利用纳米绒面提高电池效率是一个产业化热点。而对于这种纳米绒面表面，使用常规的闭管扩散时，无法形成纳米绒面顶部重掺的结构，这对于降低接触电池，提高光电流是不利的；为了解决这个问题，可以实行二次扩散，也可以实行离子注入，但存在着成本高、产量低的特点。

常规的晶体硅太阳能电池具有尺寸在微米级的金字塔绒面或者蚕卵绒面，靠着几何反射增加光程。而纳米绒面具有非常良好的陷光效应，其陷光机理与常规绒面有着质的不同，从紫外波段到近红外波段(350-1100nm，晶体硅太阳能电池具有光谱响应的波段)，有着极低的反射率(可低于0.5％，常规绒面为7％以上)，因此利用纳米绒面提高电池效率是产业界十分关注的话题。但纳米绒面的扩散形成pn结制约了其进一步的应用。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种先进的空心硼硅玻璃微珠掺杂的纳米绒面太阳能电池制造方法，以克服现有技术中的所述缺陷。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种空心硼硅玻璃微珠掺杂的纳米绒面太阳能电池制造方法，其利用纳米绒面具有非常良好的陷光效应，从紫外波段到近红外波段(350-1100nm，晶体硅太阳能电池具有光谱响应的波段)，有着极低的反射率；再利用空心玻璃微珠的悬浮密排特性，在纳米绒表面吸附空心磷硅玻璃微珠掺杂源，从而利用玻璃微珠特殊的几何形状利用磷硅玻璃的密排特性实现选区掺杂，以实现低成本高效率。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：空心硼硅玻璃微珠掺杂的纳米绒面太阳能电池制造方法，其包括如下工艺步骤：

1)、用化学催化腐蚀的方法在晶体硅衬底201正面制备纳米绒面301结构；

2)、纳米绒面衬底背靠背放入样品花篮，浸入空心硼硅玻璃微珠密布表面的丙酮液体中；

3)、提拉法缓慢提升样品花篮，空心硼硅玻璃微珠密排附着至纳米绒面表面；

4)、氮气气氛下退火扩散形成选区pn结，酸洗清除硼硅玻璃；

5)、氮化硅减反及表面钝化膜沉积形成Si₃N₄减反膜，用丝网印刷机在背面和正面丝印银栅线，背面丝印铝背场，从而形成正负电极；

6)、合金退火，制备出空心硼硅玻璃微珠掺杂的纳米绒面太阳能电池。

本发明的空心硼硅玻璃微珠掺杂的纳米绒面太阳能电池制造方法进一步为：所述步骤1)的晶体硅衬底为p型125mm×125mm单晶硅片、156mm×156mm单晶硅片或156×156mm多晶硅片。

本发明的空心硼硅玻璃微珠掺杂的纳米绒面太阳能电池制造方法进一步为：所述步骤1)的腐蚀液选用稀释的氢氟酸溶液、去离子水、银盐的混合液，其浓度为0.01～6.0M；腐蚀时间为1分钟-10小时之间。

本发明的空心硼硅玻璃微珠掺杂的纳米绒面太阳能电池制造方法进一步为：所述步骤1)的化学催化腐蚀的方法具体为金属诱导腐蚀的方法。