[发明专利]一种超薄晶体硅双面太阳能电池的制备方法

说明书

本发明提供了一种超薄晶体硅双面太阳能电池的制备方法。本发明首先采用HF、H₂O₂和添加剂的混合溶液使多晶硅基片在18～25℃下经2000～2300s减薄至90‑120μm，减薄过程中在基片表面形成了绒面结构；后采用辊式扩散制备PN结，并采用超声雾化磷酸的方法，无毒无污染，且扩散结均匀；接着在基片正反面均设置氮化硅减反层；最后通过丝网印刷烧结工艺在正反面均形成插指状电极。本发明适合90‑120μm厚多晶硅生产技术路线，相比传统的180μm厚的多晶硅电池，可在保证碎片率的前提下减小电池厚度，还能保证电池效率，工艺简单，成本低；而且本发明还解决了薄电池弯曲易碎的问题，经实验验证完全可以实现产业化。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，具体地说涉及超薄柔性晶体硅双面太阳能电池的制备方法。

背景技术

太阳能电池是当今最清洁的能源之一，取之不尽，用之不竭。太阳能电池是利用半导体材料的光生伏特效应，将光能转换为电能的器件。目前市场上还是以晶硅电池为主，主要以单晶硅和多晶硅作为光电转换材料。

目前常规的晶体硅电池片厚度一般为180μm—220μm。该类晶体硅电池片存在的问题是脆性大，弯曲时容易断裂。一般来说，当晶体硅电池片厚度从200μm下降到120μm以下时，能展现良好的柔韧弯曲性。为了制备超薄型晶体硅电池片，CN104022183A公开了一种超薄柔性晶体硅电池的制备方法，该方法将单晶硅片切割成90～120μm的厚度，然后对切割后的硅片清洗并制绒，并经两步高温扩散法制备PN结；清洗后经微波式平板 PECVD 镀 Al₂O₃作背面钝化膜，硅片前后表面镀 SiN_X减反射膜和保护膜后利用激光开膜法打开电极接触窗口，引入新型电极结构图形，经工艺改进通过丝网印刷法制备铝浆厚度极小的铝背导电层和前后电极，经烧结形成电性能优异的超薄高效晶体硅电池。该方法采用切割制薄法，产品破损率相对较高，且所采用的长时间高温扩散法制备 PN 结，其不仅扩散结均匀度不够理想，且其产生的热应力又进一步增加大了产品的破碎率；而背面采用PECVD方法制备Al₂O₃钝化膜，其后续还需激光开槽方可实现电极的接触，因此又增加了薄片的碎片率和工艺的复杂性。

为了解决现有工艺方法所制备的晶体硅电池片脆性大、弯曲时易断裂的问题，CN104037262A公开了一种超薄晶体硅柔性电池的制造工艺，该方法首先对制绒后的硅片正面沉积SiN_X保护膜，然后采用5%-10%的氢氧化钠溶液对硅片背面进行腐蚀减薄，然后再去除正面的SiN_X保护膜。该方法虽然从一定程度上解决了晶体硅电池片脆性大、弯曲时易断裂的问题，但其工艺步骤繁琐，且其在制备扩散结时，依旧采用常规的管式扩散方式，其高温制结所需时间至少要在58-86min，高温长时间制结，依旧会加大薄硅片的碎片率。另外，其在电池背面制备1~5μm的全面积Al背场，使得超薄硅片两面弯曲张度不同，由此依旧存在碎片隐患。

发明内容

本发明的目的就是提供一种工艺简单、且能有效减低产品破损率、提升产品品质的超薄晶体硅双面太阳能电池的制备方法，以解决现有薄硅片破损率高、成本高、工艺复杂、产品扩散结均匀度差以及难以实现产业化的问题。

本发明是这样实现的：一种超薄晶体硅双面太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

a、减薄制绒：将多晶硅基片置入HF、H₂O₂和添加剂的混合溶液中，在18℃～25℃温度下，浸泡2000s～2300s，将多晶硅基片减薄至90-120μm厚度；其中，添加剂为硝酸银、硝酸铜、硝酸钯和氯化铜等金属盐中的一种或多种；HF、H₂O₂和添加剂三者的体积比为：3~4.5：2~3：1；HF的质量分数为30%-50%，H₂O₂的质量分数为20%-40%，添加剂中任一物质的摩尔浓度为0.00001～2 mol/L；