[发明专利]n型太阳能电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种n型太阳能电池的制备方法。

背景技术

目前，随着化石能源的逐渐耗尽，太阳电池作为新的能源替代方案，使用越来越广泛。太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳电池利用光生伏特原理产生载流子，然后使用电极将载流子引出，从而利于将电能有效利用。

目前使用的太阳电池的步骤中，在形成图形化导电浆料的涂布后，会进行一个高温烧结步骤，这个步骤会导致如下一些问题的发生：传统的烧结温度较高，而高温烧结对电池的发射极和表面场的钝化性能有较为严重的影响；传统的烧结，电池电极的接触电阻和串联电阻等偏高；传统的烧结，电池烧结工艺窗口较窄，因为涉及多种电极组成成分，多种钝化结构，不能使得钝化性能和接触性能等同时达到最佳，从而不能达到最佳的电池转换效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种n型太阳能电池的制备方法，形成的接触电阻较常规方法更低，表面钝化膜经过第二热处理后也具有更好的钝化性能，解决现有技术中存在的传统的烧结温度较高，而高温烧结对电池的发射极和表面场的钝化性能有较为严重的影响，电池烧结工艺窗口较窄，因为涉及多种电极组成成分，多种钝化结构，不能使得钝化性能和接触性能等同时达到最佳，从而不能达到最佳的电池转换效率的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种n型太阳能电池的制备方法，包括以下步骤，

步骤1、对n型硅基底进行表面织构化及清洗；

步骤2、在硅基底正面进行发射极制备；

步骤3、进行绝缘处理；

步骤4、进行背表面场和背面钝化层的制备；

步骤5、正面的钝化及减反射膜制备；

步骤6、在正面和背面图形化形成包含导电成分的电极浆料层；

步骤7、进行第一热处理过程；

步骤8、进行第二热处理过程。

进一步地，步骤1中发射极制备采用直接在基底上掺杂形成的p型同质发射极，或在基底表面沉积掺杂的多晶硅或非晶硅层形成的异质发射极。

进一步地，采用异质发射极的制备时，在n型硅基底和掺杂非晶硅或多晶硅之间生长一薄层隧穿钝化层。

进一步地，步骤4中，背表面场为直接在基底上掺杂形成的局部或非局部n型掺杂表面场，背表面场采用直接在基底上进行n型掺杂形成的同质表面场，或背表面场采用在基底上沉积的n型掺杂多晶硅或非晶硅形成的异质表面场。

进一步地，异质表面场的制备时，在硅基底和掺杂多晶硅或非晶硅之间形成一薄层隧穿钝化层。

进一步地，步骤4中，薄层隧穿钝化层采用本征非晶硅、氧化硅、氧化铝、氧化钛、氮化硅、氮氧化硅和碳化硅中的一种，薄层隧穿钝化层的厚度0.5nm~3nm。

进一步地，步骤6中，图形化形成电极浆料层的方法采用印刷方法、喷墨、激光转印或3D打印方法。

进一步地，第一热处理过程使用的峰值温度为500~950℃。

进一步地，步骤4、步骤5中，钝化处理过程中使用原子层沉积方法或增强型等离子气相沉积方法或热生长方法形成的氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮氧化硅或者它们中的两个或两个以上的组合物进行钝化。

进一步地，第二热处理方法为激光辐照处理方法或快速热处理方法。

进一步地，激光辐照方法使用的激光器的波长是300~1100nm。

进一步地，激光辐照处理方法采用超过太阳能电池尺寸的大光斑一次照射，或使用小于太阳能电池面积的光斑进行扫描式辐照，辐照次数为一次及以上。

进一步地，激光辐照方法对整个电池表面进行辐照或仅对电极区域进行辐照处理。

进一步地，快速热处理方法使用的峰值温度为600~1000℃。

本发明的有益效果是：该种n型太阳能电池的制备方法，相对比一次热处理过程，本发明中的两次热处理过程可以降低电池电极的接触电阻和串联电阻；可以降低烧结温度，减少高温烧结对电池的发射极和表面场的钝化性能的影响；可以拓宽电池烧结工艺窗口，两次的热处理使得钝化膜的氢钝化性能得到了提升，提高了整体电性能转换效率，从而使得钝化性能和接触性能等同时达到最佳。

附图说明

图1是本发明实施例一的n型太阳能电池的结构示意图；

图2是本发明实施例二的n型太阳能电池的结构示意图；

图3是本发明实施例一、实施例二、实施例三和实施例四的n型太阳能电池在图形化正背面的导电浆料后的电极图形的结构示意图；

图4是本发明实施例三的n型太阳能电池的结构示意图