[发明专利]一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池及其制备方法。

背景技术

太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏特效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junction)上，形成新的空穴-电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。由于是利用各种势垒的光生伏特效应将太阳光能转换成电能的固体半导体器件，故又称太阳能电池或光伏电池，是太阳能电池阵电源系统的重要组件。太阳能电池主要有晶硅(Si)电池，三五族半导体电池(GaAs,Cds/Cu2S,Cds/CdTe, Cds/InP,CdTe/Cu2Te)，无机电池，有机电池等，其中晶硅太阳能电池居市场主流主导地位。晶硅太阳能电池的基本材料为纯度达99.9999%、电阻率在10Ω·cm以上的P型单晶硅，包括正面绒面、正面p-n结、正面双层减反射层、正背面电极等部分。在组件封装为正面受光照面加透光盖片（如高透玻璃及EVA）保护，防止电池受外层空间范爱伦带内高能电子和质子的辐射损伤。

激光刻槽埋栅电极太阳能电池是采用一种工业化技术的高效太阳能电池，其主要特点为:利用激光方式在有介质层覆盖的硅片表面上开槽，经过二次槽体清洗，再进行二次扩散以及金属电极制备。其优点为:(1)利用激光刻槽和二次扩散技术，实现了选择性发射区，与金属电极接触的区域扩散浓度很高，接触电阻较小，使得发射区薄层电阻可以较大(100-300Ω/□，常规电池则为40-60Ω/□)，避免了因发射区俄歇复合造成的电池电流下降；(2)刻槽技术可大幅降低电池栅线宽度(<30um)以及细栅遮光率(<2%)，且减少了栅线遮光面积，导致电池串联电阻大幅降低，短路电流密度提高；(3)绒面、双层减反射层和背面反射器的结合使太阳光充分被利用；(4)栅指电极排列紧密减少发射极电阻；(5)淡磷扩散避免形成死层，增加对短波的吸收；(6)埋栅电极处使用重掺杂使接触电阻降低，有利于欧姆接触；(7)埋栅电极深入到硅衬底内部，增加对基区光电子的收集，浓磷扩散降低浓磷区电阻功耗和栅指电极与衬底的接触电阻功耗。

基于以上优点，激光刻槽埋栅电极太阳能电池效率较常规丝网印刷电池高出0.35%(绝对值)以上，与一般高效电池相比，激光刻槽电池遮光面积小、串联电阻小、单位功率成本可以达到或低于常规电池成本，适合工业化大规模量产。

然而，现有的激光刻槽埋栅电极太阳能电池的钝化效果还不够理想，表面金属杂质污染严重，镀层与基底结合强度不高，电池表面的反射率较高，致使太阳能电池的光电转换效率不尽理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池，可以同时满足增加前后表面钝化效果、减少表面金属杂质污染、提高镀层与基底结合强度以及大幅降低反射率等目的。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种制备上述激光刻槽埋栅电极太阳能电池的方法，可以同时满足增加前后表面钝化效果、减少表面金属杂质污染、提高镀层与基底结合强度以及大幅降低反射率等目的。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池的制备方法，包括：

a）将硅片用碱性溶液制绒；

b）对硅片使用三氯氧磷进行淡磷扩散，形成N+层；

c）使用氧气，在反应温度750-1000℃的条件下生成热氧化钝化薄膜；

d）在硅片上使用激光开槽，得到槽孔；

e）对槽孔进行刻蚀处理；

f）对槽孔进行清洗，包括用SPM溶液在100-140℃温度条件下进行第一次清洗，用DHF溶液在室温下进行第二次清洗，用APM溶液在60-100℃温度条件下进行第三次清洗，用HPM溶液在60-100℃温度条件下进行第四次清洗，用DHF溶液在室温下进行第五次清洗；

g) 对槽孔使用三氯氧磷进行浓磷扩散，形成N++层；

h) 在硅片的背面蒸镀铝膜；

i) 在硅片的背面进行烧结，形成背电场；

j) 在槽孔内通过化学镀银埋栅；

k) 在硅片的背面制作背电极；

l) 在硅片的正面蒸镀双层减反射层，所述双层减反射层包括MgF₂层和ZnS层；

m) 对硅片进行酸刻蚀去边；

n) 将硅片高温烧结，形成激光刻槽埋栅电极太阳能电池。