[发明专利]一种多晶硅太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种多晶硅太阳能电池。

背景技术

随着世界能源的日趋紧张，人们对可再生能源的重视提到了前所未有的高度。面对全球的能源短缺以及生存环境恶劣的压力，世界各国积极研究和开发可再生能源，其中，太阳能以其独有的优势成为研究的热点。从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料。

由于硅材料含量丰富，而且可与目前的半导体微加工工艺兼容，因此，基于硅结构的太阳能电池越来越受到重视。现有的技术是在单晶硅基底上制备阵列，其制备方法的成本比较高。而且由于单晶硅的价格较多晶硅贵好几倍，甚至几十倍，从目前国际太阳能电池的发展趋势来看，重心已由单晶硅向多晶硅方向发展，多晶硅太阳能电池是未来具有广阔前景太阳能电池。开发新的技术，进一步提高多晶硅太阳能电池效率，成为太阳能电池的热点研究方向。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种多晶硅太阳能电池及其制备方法，采用伽伐尼置换方法，在常温常压下，制备大面积多晶硅。本发明采用的伽伐尼置换方法，与通过CVD、MOCVD、PECVD、HWCVD、光刻，纳米压印等制备的方法相比，伽伐尼置换方法制备的不需要复杂设备和高温高压等条件，在常温常压下就可实现。由于制备获得的多晶硅阵列具有较强的陷光作用，本发明采用多晶硅阵列作为太阳能电池的吸收层，并通过沉积氮化硅钝化抗反射层和ITO薄膜。本发明的多晶硅太阳能电池，提高了太阳能电池光电转换效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种多晶硅太阳能电池，包括：由上而下依次设置的复合层栅电极、透明ITO导电薄膜层、氮化硅钝化抗反射层、n型硅阵列、p型硅基底和金属背电极，其中：透明ITO导电薄膜层、氮化硅钝化抗反射层和n型硅阵列均为方波结构。

所述的复合层栅电极由含有Ti、Pd、Ag三种金属材料的银浆料高温烧结而成。

所述的n型硅阵列中的直径为30nm-250nm。

本发明在常温常压下采用伽伐尼置换方法制备多晶硅阵列；制备获得的多晶硅阵列具有很强的抗反射特性，增强了电池对入射太阳光的吸收；采用具有多晶硅阵列的多晶硅基片制备如图1所示的多晶硅太阳能电池；通过在多晶硅阵列表面生长一层氮化硅钝化层，大大降低了非平衡载流子的表面复合；在钝化层上溅射ITO导电薄膜，增加了电流的收集。本发明提高了多晶硅太阳能电池的光电转换效率。

附图说明

图1多晶硅太阳能电池示意图；

图中：1为复合层栅电极、2为透明ITO导电薄膜层、3为氮化硅钝化抗反射层、4为n型硅阵列、5为p型硅基底、6为金属背电极。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

1、根据标准半导体清洗步骤(RCA方法)对p型多晶硅片进行清洗，并在常温下用氮气吹干备用。在常温常压下，将准备好的p型多晶硅片放入装有HF(20％)和AgNO₃(0.045mol/L)刻蚀溶液的特氟龙(Teflon)烧杯中，密封反应60min。用塑料镊子取出样品，用大量去离子水冲洗掉残留刻蚀液。之后把样品浸入稀HNO₃(20％)溶液，去除还原的银沉积物。最后，用大量去离子水清洗干静，用氮气吹干备用；

2、通过热扩散，以POCl₃为源，在温度为930℃下对多晶硅阵列进行n型掺杂20min，形成p-n结，其中多晶硅结构层4为n型掺杂，多晶硅层5为p型硅基底。的直径为30nm-250nm，深度约为8.3μm；

3、通过PECVD方法，在温度为410℃，NH₃与SiH₄流量比例为11，射频功率为3700w条件下，在结构多晶硅层4上沉积氮化硅钝化抗反射层3；

4、通过直流磁控溅射方法，以氧氩体积比为：1∶40，溅射速率为5nm/min，溅射气压为0.5Pa，镀膜温度为120℃的条件下，在氮化硅钝化抗反射层3上沉积ITO层2；

5、通过丝网印刷技术在ITO层2上印刷银浆料，形成间距约3mm，宽度约0.1～0.12mm的银栅线，宽度为3～4mm的两条电极导线；

6、在背面的p型基底上，采用铝浆料印刷整个背面(除背银电极外)，然后再用银浆料印刷两条背电极，宽度为3～4mm，形成背面金属导电层6；