[发明专利]一种晶硅太阳能电池表面钝化层仿生制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池制备技术领域，特别涉及一种晶硅太阳能电池表面钝化层仿生制备方法。

背景技术

晶体硅太阳能电池目前是居主导地位的光伏器件，在生产和应用总量中占首位，并将向效率更高、成本更低的方向发展。晶体硅材料表面的质量对太阳能电池的转化效率起着至关重要的作用，这是因为晶硅材料的表面缺陷密度很高，存在大量的悬挂键、杂质和断键等，成为载流子的复合中心，导致硅片表面的少子寿命大大降低，因此需要对硅片进行表面钝化，以减少载流子复合。

一般而言，通过采用热氧化（≥900 °C）SiO₂生长工艺晶体硅表面进行有效钝化，抑制载流子在表面的复合。但是硅片中体少子寿命对高温工艺的敏感性非常高，尤其是对于多晶硅片，900 °C以上的热氧化工艺通常可导致体少子寿命的明显衰退。因此，对于高效的工业化硅太阳能电池技术而言，迫切需要一种新的低温表面钝化方法的出现。等离子体增强化学气相沉积（PECVD）生长SiNx薄膜，具有低温、低成本等优点，因此SiN_x钝化成为晶硅电池表面的主要钝化工艺，但是SiN_x/Si界面晶格失配严重，其钝化性能不如SiO₂/Si。

发明内容

为了解决现有二氧化硅薄膜生长方法所需的工艺设备条件复杂、生产成本高等问题，本发明提供了一种生产成本低、提高了光电转换效率的晶硅太阳能电池表面钝化层仿生制备方法。

为达到发明目的本发明采用的技术方案是：

一种晶硅太阳能电池表面钝化层仿生制备方法，其步骤如下：

（1）将硅片进行预处理，所述硅片预处理的步骤包括

①将硅片浸入氢氟酸溶液中清洗，浸泡2～3分钟，去离子水冲洗；

②将清洗后的硅片进行制绒处理； 

③将制绒后的硅片进行单面扩散制备PN结；

④将扩散后的硅片表面去除磷硅玻璃；

⑤将硅片进行刻边处理；

（2）向六氟硅酸溶液分别加入二氧化硅粉末、去离子水和硼酸粉末，制备二氧化硅沉积溶液；

（3）将步骤（1）中预处理后的硅片浸没入步骤（2）中配制的二氧化硅沉积溶液中，保持溶液温度20～80℃，光照0.5～6小时，光照强度为0.5～3个太阳，在所述硅片表面沉积生成一层二氧化硅薄膜。

进一步，步骤（2）中的二氧化硅沉积溶液配制步骤包括向六氟硅酸溶液加入过量二氧化硅粉末，搅拌，形成饱和的六氟硅酸溶液；

过滤残余的二氧化硅粉末，向饱和的六氟硅酸溶液中加入去离子水，搅拌0.5～3小时，使二氧化硅过饱和，再加入高纯度硼酸粉末，搅拌，静置溶液5～10分钟，形成二氧化硅沉积溶液。

进一步，步骤（2）中所述六氟硅酸溶液的质量浓度为30～35%，所述二氧化硅沉积溶液中的硼酸浓度为0～0.03 mol/L，所述二氧化硅粉末和硼酸粉末的纯度均大于99.99%。

进一步，步骤（1）中的氢氟酸溶液的浓度为10%。

进一步，步骤（1）中的制绒处理包括干法制绒或者湿法制绒。

进一步，步骤（1）中的硅片扩散后的硅片表面方块电阻为50～120Ω/□。

进一步，步骤（1）中的磷硅玻璃的去除步骤是先将扩散后的硅片浸入氢氟酸溶液中浸泡2-3分钟，再浸入到盐酸中，再用去离子水冲洗。

进一步，步骤（1）中的刻边处理步骤是将硅片浸入到四氟化碳和氧气的混合等离子体中刻蚀。

本发明通过仿生液相沉积的方法，类似植物光合作用生长，利用扩散后硅片内部形成的PN结，在光照作用下形成电流回路，在硅片N型面二氧化硅生长速度远大于P型面生长速度，并且通过控制光照强度可以控制薄膜生长速度，此方法可用于太阳能电池前表面二氧化硅钝化层的沉积，替代等离子增强气相沉积氮化硅涂层，较好地钝化了硅片表面的悬挂键，有效地提高了晶硅太阳能电池的少子寿命和开路电压，提高了晶硅太阳能电池的光电转换效率，降低晶硅太阳能电池生产成本。

附图说明

图1为本发明的仿生液相沉积二氧化硅薄膜的流程图。

图2为本发明的仿生液相沉积二氧化硅薄膜的扫描电子显微镜形貌图一。

图3为本发明的仿生液相沉积二氧化硅薄膜的扫描电子显微镜形貌图二。

图4为本发明的仿生液相沉积二氧化硅薄膜的反射率曲线。

具体实施方式