一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池，具體涉及一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池及其制備方法，屬于太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]晶硅太陽(yáng)能電池是一種有效地吸收太陽(yáng)輻射能，利用光生伏打效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)換成電能的器件，當(dāng)太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體P-N結(jié)(P-N Junct1n)上，形成新的空穴-電子對(duì)(V-Epair)，在P-N結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由N區(qū)流向P區(qū)，電子由P區(qū)流向N區(qū)，接通電路后就形成電流。
[0003]晶硅太陽(yáng)能電池的制備工藝分為制絨、擴(kuò)散、刻蝕、正面鍍膜、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)六大工序。其中，制絨的目的是在硅片正面形成凹凸不平的織構(gòu)化絨面結(jié)構(gòu)，增加太陽(yáng)光的吸收面積，降低太陽(yáng)光的反射率。正面鍍膜的目的是在硅片正面沉積氮化硅，起減反射和鈍化作用。
[0004]為實(shí)現(xiàn)高光電轉(zhuǎn)換效率的目的，多晶電池的正面氮化硅膜設(shè)定在80-90nm，達(dá)到減反射的最佳效果。不同厚度的氮化硅膜表現(xiàn)出不同的顏色，當(dāng)膜厚在80-90nm時(shí)，呈藍(lán)色。由于多晶電池由取向各異的晶粒組成，當(dāng)?shù)璧哪ず裨?0-70nm范圍內(nèi)，電池的外觀呈現(xiàn)彩色。
[0005]在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為了增加觀賞性，彩色多晶電池也有一定的市場(chǎng)需求。傳統(tǒng)制造彩色多晶電池的方法是簡(jiǎn)單的降低氮化硅的膜厚。但由于降低膜厚，會(huì)減弱氮化硅膜的減反射效果，大幅度降低電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池及其制備方法，有效提高彩色多晶太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池的制備方法，包括以下步驟，
[0008]I)對(duì)多晶硅片進(jìn)行硝酸銀催化制絨；
[0009]2)在硅片正面進(jìn)行高方阻磷擴(kuò)散；
[0010]3)去除所述磷擴(kuò)散形成的正面磷硅玻璃和周邊PN結(jié)；
[0011]4)對(duì)硅片管式氧化形成二氧化硅；
[0012]5)在硅片正面進(jìn)行PECVD鍍膜；
[0013]6)在硅片背面印刷背電極和鋁背場(chǎng)；
[0014]7)在硅片正面印刷正電極漿料形成正電極；
[0015]8)對(duì)硅片進(jìn)行燒結(jié)形成彩色多晶太陽(yáng)能電池。
[0016]作為改進(jìn)，所述步驟I)中，硝酸銀催化制絨的具體步驟包括，
[0017]將硅片置于濃度為1.0-2.5mol/L的AgNO3溶液中，通過(guò)AgNO3溶液在硅片上電化學(xué)沉積Ag納米顆粒，再采用H2O2和HF的混合溶液刻蝕該帶有Ag納米粒的娃片，待娃片上形成高低差為1-5M1的絨面，再采用HCL和出02的混合溶液去除硅片上的Ag顆粒。
[0018]作為改進(jìn)，所述步驟I)中，所述H2O2和HF的質(zhì)量比為2.0:1_4.5:1。
[0019]作為改進(jìn)，所述步驟I)中，采用HCL和H2O2的質(zhì)量比為1:1-2:1。
[0020]作為改進(jìn)，所述步驟4)中，采用管式擴(kuò)散爐對(duì)硅片進(jìn)行氧化，在硅片表面生長(zhǎng)厚度為25_60nm的二氧化娃。
[0021]作為改進(jìn)，管式擴(kuò)散爐的工作條件為，擴(kuò)散溫度為800_850°C，氧化時(shí)間為10-30mino
[0022]作為改進(jìn)，所述步驟5)中，采用PECVD鍍膜在硅片正面形成厚度為20-55nm的單層彩色氮化硅膜。
[0023]作為改進(jìn)，所述氮化硅膜的折射率為1.85-2.0。
[0024]作為改進(jìn)，在PECVD鍍膜時(shí)，采用流量比為3.5:1-7.5:1的氨氣和硅烷的混合工藝氣體，沉積時(shí)間為5-15min。
[0025]另外，還提供了一種利用上述任一項(xiàng)所述制備方法制得高效彩色多晶太陽(yáng)能電池。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0027]I)本發(fā)明利用硝酸銀催化制絨，形成高低差為1-5μπι的絨面，大于普通酸法制絨的絨面尺寸，大幅度降低了光的反射率，避免了后續(xù)減薄氮化硅膜對(duì)反射率的負(fù)面效果。
[0028]2)同時(shí)，采用二氧化硅鈍化，提高電池的開(kāi)路電壓和短路電流，從而在不降低電池光電轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，制備彩色多晶太陽(yáng)能電池。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本發(fā)明的制備工藝流程圖；
[0030]圖2為本發(fā)明制備太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖中:1、正銀電極，2、氮化硅膜，3、二氧化硅，4、N型硅，5、？型硅襯底，6、鋁背場(chǎng)，7、
背銀電極。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面通過(guò)附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。但是應(yīng)該理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0033]本文所使用的術(shù)語(yǔ)“上”、“下”以及類似的表達(dá)只是為了說(shuō)明的目的。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同，本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。
[0034]如圖1所示，一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池的制備方法，包括以下步驟，
[0035]I)對(duì)多晶硅片進(jìn)行硝酸銀催化制絨，將硅片置于濃度為1.0-2.5mol/L的AgNO3溶液中，通過(guò)AgNO3溶液在硅片上電化學(xué)沉積Ag納米顆粒，再采用H2O2和HF的混合溶液(H2O2和HF的質(zhì)量比為2.0:1-4.5:1)刻蝕該帶有Ag納米粒的硅片，待硅片上形成高低差為1_5μπι的絨面，再采用HCL和出02的混合溶液(采用HCL和H2O2的質(zhì)量比為1:1-2:1)去除硅片上的Ag顆粒；
[0036]2)在硅片正面進(jìn)行高方阻磷擴(kuò)散；
[0037]3)去除所述磷擴(kuò)散形成的正面磷硅玻璃和周邊PN結(jié)；
[0038]4)采用管式擴(kuò)散爐對(duì)硅片進(jìn)行氧化，擴(kuò)散溫度為800-850°C，氧化時(shí)間為10-30min，在硅片表面生長(zhǎng)厚度為25-60nm的二氧化硅；
[0039]5)在硅片正面使用等離子化學(xué)沉積的方法(PECVD)，采用流量比為3.5:1_7.5:1的氨氣和娃燒的混合工藝氣體(氨氣流量:4.5-10sIm)，沉積時(shí)間為5-15min，在娃片正面形成膜厚為20_55nm，折射率為1.85-2.0的單層彩色氮化硅膜；
[0040]6)在硅片背面印刷背電極和鋁背場(chǎng)；
[0041 ] 7)在硅片正面印刷正電極漿料形成正電極；
[0042]8)對(duì)硅片進(jìn)行燒結(jié)形成彩色多晶太陽(yáng)能電池。
[0043]采用上述方法，制得如圖2所示的一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池，包括P型硅襯底
5、設(shè)置在P型娃襯底5—側(cè)的N型娃4和正銀電極1、及設(shè)置在P型娃襯底5另一側(cè)的招背場(chǎng)6和背銀電極7 ；
[0044]所述P型硅襯底5的一個(gè)表面為絨面，所述N型硅4層疊在該絨面上且與P型硅配合形成PN結(jié)，所述N型硅4的表面設(shè)有二氧化硅3，所述正銀電極I穿過(guò)所述二氧化硅3并固定在N型硅4上，所述二氧化硅3的表面設(shè)有氮化硅膜2;
[0045]所述鋁背場(chǎng)6層疊在P型硅襯底5的下表面，所述背銀電極7固定在所述鋁背場(chǎng)6上。
[0046]具體的，二氧化娃3的厚度為25_60nm，可以為25nm、30nm、40nm、50nm或60nm，生產(chǎn)中可以根據(jù)需要靈活選擇合適厚度。
[0047]另外，具體的，氮化硅膜2的厚度為20-55nm，氮化硅膜2的折射率為1.85-2.0，采用氮化娃膜2的厚度可以為25]1111、3511111、4011111、50111]1或5511111，生產(chǎn)中可以根據(jù)需要靈活選擇氮化硅膜2的合適厚度。
[0048]本發(fā)明的制備方法及制得太陽(yáng)能電池，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0049]I)本發(fā)明利用硝酸銀催化制絨，形成高低差為1-5μπι的絨面，大于普通酸法制絨的絨面尺寸，大幅度降低了光的反射率，避免了后續(xù)減薄氮化硅膜對(duì)反射率的負(fù)面效果。
[0050]2)同時(shí)，采用二氧化硅鈍化，提高電池的開(kāi)路電壓和短路電流，從而在不降低電池光電轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，制備彩色多晶太陽(yáng)能電池。
[0051]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟， 1)對(duì)多晶硅片進(jìn)行硝酸銀催化制絨； 2)在硅片正面進(jìn)行高方阻磷擴(kuò)散； 3)去除所述磷擴(kuò)散形成的正面磷硅玻璃和周邊PN結(jié)； 4)對(duì)硅片管式氧化形成二氧化硅； 5)在硅片正面進(jìn)行PECVD鍍膜； 6)在硅片背面印刷背電極和鋁背場(chǎng)； 7)在硅片正面印刷正電極漿料形成正電極； 8)對(duì)硅片進(jìn)行燒結(jié)形成彩色多晶太陽(yáng)能電池。2.如權(quán)利要求1所述一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中，硝酸銀催化制絨的具體步驟包括， 將硅片置于濃度為1.0-2.5mol/L的AgNO3溶液中，通過(guò)AgNO3溶液在硅片上電化學(xué)沉積Ag納米顆粒，再采用H2O2和HF的混合溶液刻蝕該帶有Ag納米粒的娃片，待娃片上形成高低差為I _5μπι的絨面，再采用HCL和H2O2的混合溶液去除硅片上的Ag顆粒。3.如權(quán)利要求2所述一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中，所述H2O2和HF的質(zhì)量比為2.0:1-4.5:1ο4.如權(quán)利要求3所述一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中，采用HCL和H2O2的質(zhì)量比為1:1-2:1。5.如權(quán)利要求1所述一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟4)中，采用管式擴(kuò)散爐對(duì)硅片進(jìn)行氧化，在硅片表面生長(zhǎng)厚度為25-60nm的二氧化硅。6.如權(quán)利要求5所述一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，管式擴(kuò)散爐的工作條件為，擴(kuò)散溫度為800-850°C，氧化時(shí)間為10-30min。7.如權(quán)利要求1所述一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中，采用PECVD鍍膜在硅片正面形成厚度為20-55nm的單層彩色氮化硅膜。8.如權(quán)利要求7所述一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，所述氮化硅膜的折射率為1.85-2.0。9.如權(quán)利要求7或8所述一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于，在PECVD鍍膜時(shí)，采用流量比為3.5:1-7.5:1的氨氣和硅烷的混合工藝氣體，沉積時(shí)間為5-15min010.—種利用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述制備方法制得高效彩色多晶太陽(yáng)能電池。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種高效彩色多晶太陽(yáng)能電池及其制備方法，屬于太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟，1)對(duì)多晶硅片進(jìn)行硝酸銀催化制絨；2)在硅片正面進(jìn)行高方阻磷擴(kuò)散；3)去除所述磷擴(kuò)散形成的正面磷硅玻璃和周邊PN結(jié)；4)對(duì)硅片管式氧化形成二氧化硅；5)在硅片正面進(jìn)行PECVD鍍膜；6)在硅片背面印刷背電極和鋁背場(chǎng)；7)在硅片正面印刷正電極漿料形成正電極；8)對(duì)硅片進(jìn)行燒結(jié)形成彩色多晶太陽(yáng)能電池。本發(fā)明利用硝酸銀催化制絨，形成高低差為1-5μm的絨面，大于普通酸法制絨的絨面尺寸，大幅度降低了光的反射率，避免了后續(xù)減薄氮化硅膜對(duì)反射率的負(fù)面效果；采用二氧化硅鈍化，提高了電池的開(kāi)路電壓和短路電流。
【IPC分類】H01L31/0216, C30B33/10, H01L31/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105655448
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】方結(jié)彬, 秦崇德, 石強(qiáng), 黃玉平, 何達(dá)能, 陳剛
【申請(qǐng)人】廣東愛(ài)康太陽(yáng)能科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年4月6日