[发明专利]一种N型双面太阳电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种高效N型双面太阳电池及其制备方法。

背景技术

随着光伏技术的不断发展，高效、高稳定性、低成本的光伏电池将会成为光伏市场追求的主流产品。而N型双面太阳电池具有转换效率高、光致衰减低、稳定性好、性价比高，同时还具有双面发电等优点，在光伏市场上受到越来越多重视。

双面太阳电池因其正、背面皆能发生光电转换效应使其输出总功率要远远领先常规太阳电池输出功率。目前市场上已有部分N型双面太阳电池，但是背面转换效率相对较低，整体输出功率的提升不是较明显。为了使N型双面太阳电池更具市场竞争力，有必要开发一些新的制备工艺，提升N型双面太阳电池正面转换效率，同时使背面转换效率也能达到正面效率的90％以上。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种高效的N型双面太阳电池，该太阳电池正、背面皆具有较高的转化效率，在没有增加生产成本条件下，提高了其输出功率，提高了其性价比。本发明的另一目的是提供了上述高效N型双面太阳电池的制备方法，制备流程简单易控制，并有效的解决了正背面扩散导致的边缘交互的问题。

本发明所采用的技术方案为：一种高效N型双面太阳电池，包括N型单晶 硅衬底、正面扩硼形成的p+层、背面扩磷形成的n+层、双面热氧化生长钝化层、双面氮化硅减反射层、电池正极和电池负极；所述的N型单晶硅衬底的两面通过高温扩散分别形成p+层和n+层，在p+层和n+层上通过热氧化生长钝化层；在双面热氧化生长钝化层表面各镀有一层氮化硅减反射层；在正面氮化硅减反射层上设置电池正极；在背面氮化硅减反射层上设置电池负极。

本发明提供一种高效N型双面太阳电池的制备方法，具体步骤如下：

(1)双面制绒

选择N型单晶原硅片，用过氧化氢和氨水组成的混合液经稀释后在60～80℃中处理3～10min，去除硅片表面机械损伤层。将上述处理后硅片用浓度为1.6～2.0％、温度在70～90℃的氢氧化钾溶液及制绒缓冲剂进行腐蚀反应，然后用氢氟酸稀释液清洗，最后得到金字塔形状的绒面结构。

(2)正面扩硼

在经过双面制绒处理的硅片正面通过掺杂形成n+扩散层，扩散后方阻在40～100Ω/□。

(3)正面掩膜

将经过步骤(2)处理后的硅片通过PECVD设备在p+层上镀一层致密的氮化硅/氮氧化硅等掩膜；或通过丝网印刷技术、喷墨打印技术将掩膜材料均匀的覆盖在p+层上。

(4)背面清洗

将经过步骤(3)处理后硅片使用1～5％浓度的氢氟酸溶液去除因步骤(2)在背面形成的二氧化硅和硼硅玻璃薄层以及边缘掩膜层，通过1～5％浓度的碱液去除背面因扩撒绕射形成的硼掺杂层。

(5)背面扩磷

将经过背面清洗后的硅片用管式扩散炉完成磷扩散处理，按照双插单扩方式在背面形成n+扩散层，磷扩散后方阻在30～100Ω/□。

(6)去除掩膜

用氢氟酸和磷酸混合液去除掉氮化硅掩膜层，然后再经过中和清洗。

(7)双面钝化

将完成去除掩膜后的硅片在800～1000℃的炉内通入高纯氧气处理0.5～2小时，最后在硅片的正背面均形成一层致密的二氧化硅层。

(8)双面镀膜

将经过步骤(7)处理后的硅片正背面均采用PECVD设备沉积一层氮化硅或氮氧化硅减反射层。

(9)正背面电极 

采用丝网印刷的方法，在硅片的正背面分别使用不用的类型的浆料完成印刷，分别形成正面电极和背面电极，最后通过烘干、烧结得到双面电池。

(10)激光刻边

使用激光器设备在双面电池正面沿硅片边缘完成刻边处理。

步骤(1)中所述的N型单晶原硅片的电阻率在1～12Ω·cm，其腐蚀反应的时间在20～30min。

步骤(2)中使用的扩散方式为三溴化硼(BBr₃)源管式扩散，或离子注入法，或喷涂硼源在线式扩散，或旋涂硼源高温推进。

步骤(3)中作为掩膜的掩膜材料有两个显著作用特征：1)阻止磷原子扩散；2)耐弱氢氟酸、盐酸、强碱腐蚀；掩膜膜厚在50～150nm。

步骤(4)中HF酸洗处理时间在5～20min，碱液处理时间在10～40min。

步骤(5)中使用三氯氧磷(POCl₃)作为扩散源。