CN105405931A - 一种太阳能电池及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种太阳能电池及其制作方法，其中，该方法包括：清洗多晶硅片；对所述多晶硅片进行第一次扩散，形成第一扩散层；对所述第一扩散层进行第一次刻蚀，使所述第一扩散层具有第一凹坑深度；对所述第一扩散层进行反应离子刻蚀，形成刻蚀层；对所述刻蚀层进行第二次扩散，形成第二扩散层，所述第二扩散层具有大于所述第一凹坑深度的第二凹坑深度。本申请提供的上述太阳能电池及其制作方法，能够改变电池绒面结构，增大表面的凹坑深度，增强对太阳光的吸收，减少因电池绒面表面光滑平整而使反射光损失，增加入射光在电池里面的光程，提高反射次数，从而提高电池的短路电流和开路电压，提高电池的转换效率。
Description
技术领域
本发明属于光伏设备制造技术领域，特别是涉及一种太阳能电池及其制作方法。
背景技术
太阳能是目前国内外大力发展的一种新能源，它利用太阳能电池吸收太阳能，将其转换为电能，具有非常大的潜力和前途来替代传统能源。在各种太阳能电池中，硅基太阳能电池占到了市场总份额的90％，然而，较高的生产成本和低效率一直是困扰硅基电池发展的因素，因此，提高太阳能电池的转化效率和降低生产成本是限制业界面对的一个巨大挑战。
当太阳光照射到电池表面时，一部分光子照射到表面金属电极上而被反射掉，这部分是不可避免的，而另一部分光子照射到电池的硅基体上，其中一些被吸收，另一些会因绒面光滑平整而反射损失掉，因此，一种提高电池转换效率的方法就是改善太阳能电池的绒面结构，以减少入射光的反射损失。
现有技术中，RIE(ReactiveIonEtching，反应离子刻蚀)技术能够通过改变电池绒面结构，降低对电池的入射光损失来提高电池的转换效率，然而，利用该技术制备的绒面结构孔坑比较浅，容易在生产的过程中被磨损或腐蚀掉，减反射效果不佳。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种太阳能电池及其制作方法，能够改变电池绒面结构，增大表面的凹坑深度，增强对太阳光的吸收，减少因电池绒面表面光滑平整而使反射光损失，增加入射光在电池里面的光程，提高反射次数，从而提高电池的短路电流和开路电压，从而提高电池的转换效率。
本发明提供的一种太阳能电池的制作方法，包括：
清洗多晶硅片；
对所述多晶硅片进行第一次扩散，形成第一扩散层；
对所述第一扩散层进行第一次刻蚀，使所述第一扩散层具有第一凹坑深度；
对所述第一扩散层进行反应离子刻蚀，形成刻蚀层；
对所述刻蚀层进行第二次扩散，形成第二扩散层，所述第二扩散层具有大于所述第一凹坑深度的第二凹坑深度。
优选的，在上述太阳能电池的制作方法中，在所述对所述刻蚀层进行第二次扩散之后，还包括：
对所述多晶硅片的背面进行第二次刻蚀，去除磷硅玻璃。
优选的，在上述太阳能电池的制作方法中，在所述去除磷硅玻璃之后，还包括：
在所述第二扩散层的表面利用PECVD方式沉积双层氮化硅膜。
优选的，在上述太阳能电池的制作方法中，在所述沉积双层氮化硅膜之后，还包括：
印刷背电极并烘干，再形成背电场并烘干。
优选的，在上述太阳能电池的制作方法中，在所述形成背电场并烘干之后，还包括：
印刷正电极并烧结。
本发明提供的一种太阳能电池，包括：
多晶硅片；
所述多晶硅片的上表面设置有具有第一凹坑深度的第一扩散层；
所述第一扩散层的上表面设置有刻蚀层；
所述刻蚀层的上表面设置有具有第二凹坑深度的第二扩散层，所述第二凹坑深度大于所述第一凹坑深度。
优选的，在上述太阳能电池中，所述第二扩散层的上表面设置有双层氮化硅膜。
优选的，在上述太阳能电池中，所述双层氮化硅膜的上表面设置有正电极。
优选的，在上述太阳能电池中，所述多晶硅片的背面设置有背电极。
优选的，在上述太阳能电池中，所述多晶硅片的背面还设置有背电场。
本发明提供的上述太阳能电池及其制作方法，其中，该方法包括：先清洗多晶硅片；然后对所述多晶硅片进行第一次扩散，形成第一扩散层；再对所述第一扩散层进行第一次刻蚀，使所述第一扩散层具有第一凹坑深度；再对所述第一扩散层进行反应离子刻蚀，形成刻蚀层；最后对所述刻蚀层进行第二次扩散，形成第二扩散层，所述第二扩散层具有大于所述第一凹坑深度的第二凹坑深度。由于在反应离子刻蚀之前增加了第一次扩散和第一次刻蚀的步骤，因此能够增加最终形成的绒面的凹坑深度，增强对太阳光的吸收，减少因电池绒面表面光滑平整而使反射光损失，增加入射光在电池里面的光程，提高反射次数，从而提高电池的短路电流和开路电压，从而提高电池的转换效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的第一种太阳能电池的制作方法的示意图；
图2为本申请实施例提供的第二种太阳能电池的制作方法的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种太阳能电池的示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于提供一种太阳能电池及其制作方法，以改变电池绒面结构，增大表面的凹坑深度，增强对太阳光的吸收，减少因电池绒面表面光滑平整而使反射光损失，增加入射光在电池里面的光程，提高反射次数，从而提高电池的短路电流和开路电压，提高电池的转换效率。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供的第一种太阳能电池的制作方法如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种太阳能电池的制作方法的示意图。该方法包括如下步骤：
S1：清洗多晶硅片；
在该步骤中，在选用合适的多晶硅并清洗之后，进行前清洗制绒，去除表面损伤层。
S2：对所述多晶硅片进行第一次扩散，形成第一扩散层；
该步骤是在现有技术的基础上增加的一个步骤，也就是在第一次刻蚀之前，先进行第一次扩散，这样就能够形成具有一定的凹凸程度的第一扩散层，而后续的第一次刻蚀步骤在此第一扩散层上进行，得到的刻蚀层就会具有更大的凹凸程度，从而增强对太阳光的吸收。
S3：对所述第一扩散层进行第一次刻蚀，使所述第一扩散层具有第一凹坑深度；
在该步骤中，是以第一扩散层为基础进行第一次刻蚀，而上述第一扩散层本身就已经具备一定的凹凸程度，因此在所述第一次刻蚀的步骤之后，能够增强这种凹凸程度。
S4：对所述第一扩散层进行反应离子刻蚀，形成刻蚀层；
该步骤采用的是现有的设备和技术，经过反应离子刻蚀(RIE)之后，形成凹凸程度更大的刻蚀层。
S5：对所述刻蚀层进行第二次扩散，形成第二扩散层，所述第二扩散层具有大于所述第一凹坑深度的第二凹坑深度。
在该步骤中，由于在第一次扩散形成的第一扩散层上进行，因此经过两次扩散之后，比现有技术中的一次扩散技术所形成的表面的凹凸程度更大，具有更好的吸收太阳光的性能。
本申请实施例提供的上述太阳能电池制作方法，由于在反应离子刻蚀之前增加了第一次扩散和第一次刻蚀的步骤，因此能够增加最终形成的绒面的凹坑深度，增强对太阳光的吸收，减少因电池绒面表面光滑平整而使反射光损失，增加入射光在电池里面的光程，提高反射次数，从而提高电池的短路电流和开路电压，从而提高电池的转换效率。
作为另一个优选实施例，在上述第一种太阳能电池的制作方法的步骤S5之后，还可以包括如下步骤：
S6：对所述多晶硅片的背面进行第二次刻蚀，去除磷硅玻璃。
在该步骤中，去除磷硅玻璃之后，就能够有效避免在后续步骤中造成不良影响，需要说明的是，该实施例仅仅是一个优选实施例，实际上，上述第一种太阳能电池的制作方法中如果没有此步骤也并不会影响实施。
进一步的，在上述步骤S6之后，还可以包括如下步骤：
S7：在所述第二扩散层的表面利用PECVD方式沉积双层氮化硅膜。
利用此步骤能够使太阳能电池具有优良的减反射性能，从而使其利用更多的太阳能进行光电转换，以提高电池的转换效率，需要说明的是，该步骤也仅仅是上述第一种太阳能电池的制作方法中的一个优选步骤，如果没有此步骤也并不会影响该方法的实现。
更进一步的，在上述步骤S7之后，还可以包括如下步骤：
S8：印刷背电极并烘干，再形成背电场并烘干。
利用此步骤形成的背电极和背电场，能够保证该太阳能电池对太阳光进行有效收集并利用，提高光电转换效率。需要说明的是，该步骤也是一个优选方案，如果没有此步骤也不会影响上述第一种太阳能电池的制作方法的实现。
另外，在上述步骤S8之后，还可以包括如下步骤：
S9：印刷正电极并烧结。
利用该步骤制作完成正电极，并利用烧结过程保证其具有优良的导电性能。该步骤也是一个优选方案，如果没有此步骤也不会影响上述第一种太阳能电池的制作方法的实现。
下面对本申请实施例提供的第二种太阳能电池的制作方法进行说明。
本申请实施例提供的第二种太阳能电池的制作方法如图2所示，图2为本申请实施例提供的第二种太阳能电池的制作方法的示意图。该方法包括如下步骤：
A1：清洗多晶硅片；
在该步骤中，在选用合适的多晶硅并清洗之后，进行前清洗制绒，去除表面损伤层。
A2：对所述多晶硅片进行第一次扩散，形成第一扩散层；
在该步骤中，形成的第一扩散层的方阻范围在40欧姆至50欧姆之间。
A3：对所述第一扩散层进行第一次刻蚀，使所述第一扩散层具有第一凹坑深度；
在该步骤中，第一次刻蚀使得第一扩散层的表面更加凹凸。
A4：对所述第一扩散层进行反应离子刻蚀，形成刻蚀层；
在反应离子刻蚀(RIE)之后，需要进行清洗，修复绒面。
A5：对所述刻蚀层进行第二次扩散，形成第二扩散层，所述第二扩散层具有大于所述第一凹坑深度的第二凹坑深度；
在该步骤中，形成的第二扩散层的方阻范围可以在70欧姆至80欧姆之间。
A6：对所述多晶硅片的背面进行第二次刻蚀，去除磷硅玻璃；
A7：在所述第二扩散层的表面利用PECVD方式沉积双层氮化硅膜；
A8：印刷背电极并烘干，再形成背电场并烘干；
A9：印刷正电极并烧结。
上述太阳能电池的制作方法，在RIE电池的基础上，把电池绒面孔坑做的更深，增加对光子的吸收，加深光子的反射路径，兼容性强，适合大规模生产。
本申请实施例提供的一种太阳能电池如图3所示，图3为本申请实施例提供的一种太阳能电池的示意图。该太阳能电池包括：
多晶硅片1；
所述多晶硅片1的上表面设置有第一扩散层2，所述第一扩散层2具有经过第一次刻蚀形成的具有第一凹坑深度的上表面，该结构是本实施例相对于现有技术中的太阳能电池的区别，利用第一次扩散形成所述第一扩散层2，该第一扩散层2的表面本身就具有一定的凹凸程度，再经过第一次刻蚀之后又能提高这种凹凸程度，以增强对太阳光的吸收，减少因电池绒面表面光滑平整而使反射光损失，增加入射光在电池里面的光程，提高反射次数；
所述第一扩散层2的上表面设置有经过反应离子刻蚀形成的刻蚀层3；
所述刻蚀层3的上表面设置有具有第二凹坑深度的第二扩散层4，所述第二凹坑深度大于所述第一凹坑深度，由于利用第一扩散层形成的凹坑做基础，因此该第二扩散层4相对于之前的技术中的扩散层具有更深的凹坑，从而增强对光子的吸收，加深光子的反射路径。
通过上述描述可知，本申请实施例提供的上述太阳能电池的绒面孔坑更深，能够增强对太阳光的吸收，减少因电池绒面表面光滑平整而使反射光损失，增加入射光在电池里面的光程，提高反射次数，从而提高电池的短路电流和开路电压，从而提高电池的转换效率。
继续参考图3，在上述太阳能电池中，所述第二扩散层4的上表面可以设置有双层氮化硅膜5，这样就能够更充分的利用照射在表面的太阳光进行光电转换。
而且，所述双层氮化硅膜5的上表面设置有正电极6；所述多晶硅片的背面设置有背电极(图中未示出)；所述多晶硅片1的背面还设置有背电场7。另外，在背电场7和多晶硅片1之间还可以设置有P+层8。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括：
清洗多晶硅片；
对所述多晶硅片进行第一次扩散，形成第一扩散层；
对所述第一扩散层进行第一次刻蚀，使所述第一扩散层具有第一凹坑深度；
对所述第一扩散层进行反应离子刻蚀，形成刻蚀层；
对所述刻蚀层进行第二次扩散，形成第二扩散层，所述第二扩散层具有大于所述第一凹坑深度的第二凹坑深度。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，在所述对所述刻蚀层进行第二次扩散之后，还包括：
对所述多晶硅片的背面进行第二次刻蚀，去除磷硅玻璃。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，在所述去除磷硅玻璃之后，还包括：
在所述第二扩散层的表面利用PECVD方式沉积双层氮化硅膜。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，在所述沉积双层氮化硅膜之后，还包括：
印刷背电极并烘干，再形成背电场并烘干。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，
在所述形成背电场并烘干之后，还包括：
印刷正电极并烧结。
6.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
多晶硅片；
所述多晶硅片的上表面设置有具有第一凹坑深度的第一扩散层；
所述第一扩散层的上表面设置有刻蚀层；
所述刻蚀层的上表面设置有具有第二凹坑深度的第二扩散层，所述第二凹坑深度大于所述第一凹坑深度。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二扩散层的上表面设置有双层氮化硅膜。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述双层氮化硅膜的上表面设置有正电极。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池，其特征在于，所述多晶硅片的背面设置有背电极。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其特征在于，所述多晶硅片的背面还设置有背电场。
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- 2015-12-23 CN CN201510984824.1A patent/CN105405931A/zh active Pending
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