[发明专利]一种基于等离子刻蚀技术的背面接触晶体硅太阳电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳电池技术领域，具体涉及到一种基于等离子刻蚀技术的背面接触晶体硅太阳电池的制备方法。

背景技术

随着太阳电池生产成本不断降低以及太阳电池效率的不断提升，光伏产业在各国政府的政策支持下得到了快速发展，并成为近几年新能源行业的领头羊。为了实现更低的生产成本和更高的转化效率，各部门及单位的研究人员提出了不同的新工艺、新方法、新结构。传统铝背场工艺无法满足薄硅片背面低复合速率的要求，背面接触电池则被认为是一种可以减少金属一半导体接触面积，钝化背面大部分区域，有效地减少太阳电池背面复合速率，增加背面反射性能，提高太阳电池效率的有效方式。同时，对于拥有局域背场的背面点接触太阳电池，其性能相对没有局域背场的背面点接触太阳电池更加优异。

目前背面接触电池主要有背面点接触电池及背面线接触电池，制备它们的要点是在硅片背面介质层制备出点电极或线电极，其余大部分仍旧保持低复合率的介质层。而目前制备背面点接触电极方式有丝网印刷腐蚀性浆料开孔、喷墨打印腐蚀性浆料开孔、光刻开孔、激光开孔等。光刻开孔产业化投入大，激光开孔容易造成很大热损伤从而形成很大的复合中心，同时激光器的可靠性和稳定性直接影响电池产品质量，而丝网印刷腐蚀性浆料开孔精度不高。

发明内容

本发明的目的就是为解决以上问题，提供一种对电池表面的损伤较小，具有较高的生产效率，投入成本较低的基于等离子刻蚀技术的背面接触晶体硅太阳电池的制备方法。

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：

一种基于等离子刻蚀技术的背面接触晶体硅太阳电池的制备方法，包括以下步骤；

(1)在硅片衬底的两面经过高温扩散炉形成n型层；

(2)采用化学腐蚀溶液去除硅片衬底背面的n型层；

(3)在硅片衬底的两面通过热氧化形成热氧化层；

(4)在硅片衬底背面镀上一层氮化硅，与热氧化层形成复合钝化膜；

(5)在硅片衬底背面丝网印刷有空心阵列图案的无玻璃料铝浆料层，并烧结；

(6)在等离子刻蚀设备中通过等离子体去除硅片衬底背面空心图案处的背面氮化硅层；

(7)在硅片衬底前表面镀上氮化硅，与热氧化层形成双层减反膜；

(8)在硅片衬底背面丝网印刷有玻璃料铝浆料层并烘干；

(9)在硅片衬底前表面印刷银浆料图案并烘干；

(10)通过烧结炉高温烧结使做背电极的有玻璃料铝浆料层烧穿薄热氧化层，与硅片衬底形成局域欧姆接触及局域铝背场，前表面银浆料电极烧穿双层减反膜与硅片衬底形成欧姆接触。

进一步，上述所述基于等离子刻蚀技术的背面接触晶体硅太阳电池的制备方法，还需在步骤(1)前对硅片衬底进行标准工艺清洗及制绒，在步骤(1)后步骤(2)前对硅片衬底用氢氟酸清洗表面磷硅玻璃。

进一步，所述基于等离子刻蚀技术的背面接触晶体硅太阳电池的制备方法，步骤(2)中的化学腐蚀溶液为HF/HNO₃的混合液，或者为NaOH或KOH溶液。

进一步，所述基于等离子刻蚀技术的背面接触晶体硅太阳电池的制备方法，步骤(3)中热氧层为厚度为5～50nm的二氧化硅层或厚度为5-100nm的镀氧化铝层。

进一步，所述基于等离子刻蚀技术的背面接触晶体硅太阳电池的制备方法，步骤(4)中氮化硅的厚度为40～300nm。

进一步，所述基于等离子刻蚀技术的背面接触晶体硅太阳电池的制备方法，步骤(5)中空心阵列图案占硅片衬底背面面积的0.5％～20％；无玻璃料铝浆料层可以用丝网印刷硅浆料层或有机掩膜代替，所述硅浆料层的厚度为5～30μm。

进一步，所述基于等离子刻蚀技术的背面接触晶体硅太阳电池的制备方法，步骤(6)中的等离子体设备的气源为CF₄/O₂，或者CF₄/H₂或者CHF₃/O₂，在完成步骤(6)后用氢氟酸溶液将前表面的氧化硅层去除，氢氟酸浓度为1％～49％

进一步，所述基于等离子刻蚀技术的背面接触晶体硅太阳电池的制备方法，步骤(7)中双层减反膜的厚度为40～100nm。

进一步，所述基于等离子刻蚀技术的背面接触晶体硅太阳电池的制备方法，步骤(8)中有玻璃料铝浆料层厚度为5～30μm，步骤(9)中银浆料图案的厚度为5～30μm。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：