[发明专利]一种晶体硅太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池或其组件，具体说是一种晶体硅太阳能电池及其制备方法。

背景技术

随着经济的不断发展，能源的需求也日益增大。在传统的石化能源不断消耗的同时，能源的可持续发展性及其使用时环保问题也逐渐受到大家关注。太阳能作为一种无污染、价格低廉且几乎用之不竭的新能源，近年来深受广大人们的青睐。光伏发电是直接利用太阳的辐射能转换为电能的一种太阳能利用手段，其原理是基于半导体PN结的光伏特效应，当大于禁带宽度的光照射到晶体硅太阳能电池表面时，硅片内部原子会吸收光子从而变成激发状态，形成电子-空穴对。由于内电场的作用，空穴会向P型衬底方向移动，而电子则向P型衬底方向移动，并使太阳能电池上表面会积累大量负电荷，而电池下表面则有大量正电荷积累，从而在P-N结构两端形成电势差。当P-N结两端沉积电极连接到外电路时，回路中就会产生电流供用电器使用，实现光能到电能的转换。

然而，传统的晶体硅太阳能电池背面通常是采用铝背场形成P+作用，以阻止少数载流子向背表面迁移。但随着硅片厚度的逐渐减薄，少数载流子的扩散长度可能接近甚至大于硅片的厚度，部份少数载流子将会扩散到电池背面而产生复合。该复合现象会造成长波响应光吸收减少，对电池转换效率产生严重的不良影响。目前的解决方式是在电池背面镀一层钝化介质膜，以将减少背面复合电流，从而降低复合损失。但上述结构的太阳能电池背面需要通过激光切割开孔引出电流，在开孔过程中激光会对晶体硅板造成热损伤及使硅片产生晶界位错现象，导致太阳能电池出现复合电流逐渐增大的情况。因此，如何提高光能与电能之间的转换效率，一直是太阳能电池制造领域的重大技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可提高光电转换效率、且易于加工的晶体硅太阳能电池。

本发明的另一目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺简单的制备上述晶体硅太阳能电池的方法。

本发明的发明目的是这样实现的：一种晶体硅太阳能电池，其特征在于：所述晶体硅太阳能电池包括具有紧密连接的P层和N层的电池体，N层的表面上设有三角形绒面层，P层远离N层的一侧处设有铝背场，P层和N层上分别设有正电极和背电极，P层上设有至少两个均匀分布的钝化层，相邻钝化层之间设有硼掺杂层。

进一步说，钝化层为紧密相连的氧化铝层和氮化硅层。

本发明还提供一种制备上述晶体硅太阳能电池的方法，该方法的步骤如下：

步骤1：利用强酸或强碱对硅片表面进行腐蚀性清洗和制绒，使硅片表面形成三角形绒面并实施扩散；

步骤2：对硅片背面进行抛光、刻蚀和去除玻璃杂质处理；

步骤3：通过等离子体化学气相沉积使硅片正面形成氮化硅薄膜；

步骤4：通过化学蒸汽薄膜沉积使硅片背面形成氧化铝薄膜；

步骤5：通过等离子体化学气相沉积使硅片背面形成氮化硅薄膜；

步骤6：通过旋转涂擦机在步骤5中的氮化硅薄膜处均匀涂擦丙三醇硼源；

步骤7：在步骤6中的丙三醇硼源处进行激光开孔，使开孔处出现重硼掺杂；

步骤8：利用去离子水清洗硅片，以去除残余硼源；

步骤9：把硅片进行丝网印刷和烧结成型。

进一步说，步骤1中的强酸为氢氟酸或氯化氢，强碱为氢氧化钠。

进一步说，步骤2中硅片刻蚀时的刻蚀剂为硝酸和氢氟酸混合物，硝酸和氢氟酸的摩尔比为3:(11-1)，抛光、刻蚀和去除玻璃杂质等过程的传输以带式传动机构实现，传输速度为1.5-2.5m/min。

进一步说，步骤3的氮化硅薄膜厚度为70-140nm。

进一步说，步骤4的氧化铝薄膜的厚度为10-30nm。

进一步说，步骤5的氮化硅薄膜厚度为80-130nm。

进一步说，步骤6中的丙三醇硼源为硼酸饱和溶解于丙三醇内的混合物，硼原子含量为3X10²¹-3.5X10²¹atoms/cm³。

进一步说，步骤7中重硼掺杂面积占氧化铝薄膜面积的2％-16％。

本发明对现有技术的晶体硅太阳能电池进行改进，其优点如下：