[发明专利]酸法制备太阳电池无死层发射极的工艺

说明书

技术领域

本发明属于晶体硅太阳电池的制作技术领域，具体涉及一种酸法制备太阳电池无死层发射极的工艺。

背景技术

随着化石能源的枯竭，太阳电池作为一种绿色能源，得到快速的发展。晶体硅太阳电池成为目前太阳电池领域的主流，如何降低太阳电池的成本，提高太阳电池的效率成为国内外晶体硅太阳电池研究的重点。

发射极作为太阳电池的关键组成部分，其表面掺杂浓度，直接影响太阳电池的效率。因为当掺杂浓度大于10²⁰/cm³时，将成为死层区，因此，通过降低发射极表面的掺杂浓度，提高电池片对短波段的响应，以及降低暗电流，提高开路电压，成为目前提高电池效率的主要方法。然而传统的发射极的制备，硅片表面的掺杂浓度都高于10²⁰/cm³，因此表面会形成几十纳米的死层区，影响电池的效率。

发明内容

本发明的目的就是针对上述存在的缺陷提供一种酸法制备太阳电池无死层发射极的工艺，该工艺先采用传统扩散，然后采用一定浓度的HNO₃和HF溶液，将掺杂浓度较高的死层区刻蚀掉的方法，制备具有优良性能的无死层发射极，本发明可以有效地去除电池片表面的死层发射极区，提高太阳电池的短波响应，减小暗电流，有效提高电池片的开路电压，并且易于工业化生产。

本发明的技术方案为一种酸法制备太阳电池无死层发射极的工艺，包括以下步骤： 

（1）将制绒后的硅片，放入扩散炉，进行扩散制备结深为150—500nm的发射极，方阻为20—80ohm/sq。

（2）将已完成扩散的硅片，放入HNO₃和HF溶液中，浸泡1—30min，制备方阻为50—150ohm/sq的无死层发射极；所述的HNO₃和HF溶液的温度为5—15℃，其中HNO₃的浓度为20—500g/L，HF的浓度为5—200g/L。

（3）将已去除死层发射极的硅片，先放入浓度为1—5%KOH溶液中，清洗0.5—5分钟，然后再放入浓度为5—15%的HCl和浓度为2%—10%的HF酸混合溶液中清洗0.5—5分钟。清洗后，发射极表面的掺杂浓度低于10²⁰/cm³。

本发明所述的硅片为多晶或类单晶硅。

本发明的有益效果为：本发明的一种酸法制备太阳电池无死层发射极的工艺，该工艺先采用传统扩散，然后采用一定浓度的HNO₃和HF溶液，将掺杂浓度较高的死层发射极区刻蚀掉的方法，制备具有优良性能的无死层发射极，其工序包括，传统发射极的制备，硝酸和氢氟酸溶液刻蚀掉含掺杂源硅玻璃及高掺杂死层发射极区，清洗。本发明应用于多晶或酸制绒类单晶硅，可以有效地去除电池片表面的死层发射极区，提高太阳电池的短波响应，减小暗电流，有效提高电池片的开路电压，并且易于工业化生产。

附图说明：

图1所示为晶体硅传统扩散结构示意图；

图2所示为本发明无死层发射极结构示意图；

图中，1.扩散源原子，2.含掺杂源的硅玻璃，3.死层发射极，4.无死层发射极，5.硅片。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。

本发明是一种酸法制备太阳电池无死层发射极的工艺，技术方案包含以下工艺步骤：传统扩散发射极的制备，硝酸和氢氟酸溶液刻蚀掉含掺杂源的硅玻璃2及高掺杂死层发射极3，清洗。

具体步骤为：

（1）将制绒后的硅片5，放入扩散炉，进行扩散制备结深为150—500nm的发射极，方阻为20—80ohm/sq。

（2）将已完成扩散的硅片5，放入HNO₃和HF溶液中，浸泡1—30min，制备方阻为50—150ohm/sq的无死层发射极4；所述的HNO₃和HF溶液的温度为5—15℃，其中HNO₃的浓度为20—500g/L，HF的浓度为5—200g/L。

（3）将已去除死层发射极3的硅片5，先放入浓度为1—5%KOH溶液中，清洗0.5—5分钟，然后再放入浓度为5—15%的HCl和浓度为2%—10%的HF酸混合溶液中清洗0.5—5分钟。清洗后，无死层发射极4表面的掺杂浓度低于10²⁰/cm³。

本发明所述的硅片5为多晶或类单晶硅。