CN106784131A - 基于n型硅片的太阳能电池片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于N型硅片的太阳能电池片及其制备方法，其对N型硅片依次进行清洗制绒、单面镀氮化硅掩膜、三氯氧磷扩散、去掩膜和磷硅玻璃层、镀减反射膜、丝网烧结、功率测试分选步骤后，得到一种基于N型硅片的太阳能电池片，该制备方法以一次镀膜、一次扩散、二次镀膜和二次烧结为主要步骤，大大简化了N型太阳能电池片的制备工艺流程，且使用常规工艺的设备即可进行生产，不需要额外的特殊设备，制备步骤与现有技术相比有所简化，且不仅能适用于标准硅片还适用于非标准硅片。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池片及其制备方法，尤其涉及一种基于N型硅片的太阳能电池片及其制备方法，属于太阳能应用技术领域。
背景技术
晶硅太阳能电池作为太阳能发电系统的核心部分，其良好的稳定性和成熟的工艺流程使其被大规模的应用到各个技术领域。晶硅太阳能电池的核心部分为晶硅太阳能电池片，使用的基片为P型硅片还是N型硅片决定着晶硅太阳能电池属于P型还是N型，也是晶硅太阳能电池效率高低的一个影响因素。
与硼掺杂形成的P型硅片不同，N型硅片是在纯净的硅晶体中掺杂有V族元素(如磷、砷、锑等，常见的是掺杂有磷)，使其取代晶格中硅原子的位置形成N型硅晶，所以N型太阳能电池片不能采用P型太阳能电池片的铝背场的结构，而是采用磷扩散的方式生成背场。常见的N型太阳能电池片的制备都是通过下述步骤形成的：硅片清洗制绒—硼扩散—湿法刻蚀—镀膜—磷扩散—等离子刻蚀—酸洗—钝化—正面镀膜—背面镀膜—印制烧结。但当上述传统的制备工艺进行N型太阳能电池片的制备时，通常需要专门的应用于N型电池片生产的机械设备，而该类设备特殊性要求较高且费用昂贵，使得N型电池片生产线在国内极为稀少，不利于N型电池片生产的推广应用，此外上述工艺步骤繁琐且仅适用于标准硅片。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于N型硅片的太阳能电池片及其制备方法，该制备方法使用常规工艺的机械设备即可进行生产，制备步骤有所简化，且不仅能适用于标准硅片还适用于非标准硅片。
本发明的技术方案是：
本发明公开了一种基于N型硅片的太阳能电池片的制备方法，包括下述步骤：
(1)将N型硅片置于清洗制绒液中进行清洗和制绒；
(2)在制绒后的N型硅片的A面镀45-50nm厚的氮化硅层作为掩膜；
(3)使用三氯氧磷扩散剂对经步骤(2)处理后的N型硅片进行扩散，使N型硅片上与A面相对的B面的表面形成N+极，同时在该B面上形成磷硅玻璃层；
(4)将经步骤(3)处理后的N型硅片浸泡在氢氟酸水溶液中进行处理，去除上述N型硅片A面上的氮化硅层掩膜和N型硅片B面上的磷硅玻璃层；
(5)在经步骤(4)处理后的N型硅片的B面上镀70-75nm厚的固态减反射膜；
(6)在经步骤(5)处理后的N型硅片的A面印制铝背极后烘干，然后在N型硅片的上述固态减反射膜上印制正电极，将上述印刷好的N型硅片进行低温烧结，该烧结温度不高于750℃；
(7)烧结结束后，在N型硅片的铝背极上印制背极后并烘干，然后继续在N型硅片印有背极的一侧印制铝背场后并烘干，将印刷完成的N型硅片进行常规高温烧结，烧结结束后得到基于N型硅片的太阳能电池片。
其进一步的技术方案是：
该制备方法还包括步骤(8)：对步骤(7)所得的太阳能电池片进行功率测试进行分选。
其更进一步的技术方案是：
所述步骤(1)中清洗制绒液是通过在水中加入氢氧化钠和添加剂制备所得的，其中氢氧化钠占该清洗制绒液的1.5-2.0wt.％，添加剂占该制绒清洗液的1.0-1.3wt.％，且该清洗制绒液的使用温度为75-85℃。
所述步骤(2)为平板PECVD单面镀膜。
所述步骤(3)中使用三氯氧磷扩散剂进行扩散的工艺温度为830-900℃。
所述步骤(5)中所镀的固态减反射膜为氮化硅层固态减反射膜。
本发明还公开了一种上述制备方法制备所得的基于N型硅片的太阳能电池片。
本发明所能达到的技术效果是：该制备方法以一次镀膜、一次扩散、二次 镀膜和二次烧结为主要步骤，大大简化了N型太阳能电池片的制备工艺流程，且使用常规工艺的设备即可进行生产，不需要额外的特殊设备，制备步骤与现有技术相比有所简化，且不仅能适用于标准硅片还适用于非标准硅片。
具体实施方式
为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如下所示工艺步骤进行本实施例太阳能电池片的制备，其包括下述步骤：
(1)在水中加入氢氧化钠和添加剂制备得到清洗制绒液，其中氢氧化钠占该清洗制绒液的1.5-2.0wt.％，添加剂占该制绒清洗液的1.0-1.3wt.％，添加剂为清洗制绒液中常规使用的添加剂，为现有技术，此处不再赘述。清洗制绒液的作用是对硅片进行表面处理，清除表面油污和其他杂质并使硅片表面形成起伏不平的绒面，增加硅片对太阳光的吸收；本具体实施例中使用的清洗制绒液中氢氧化钠的含量为1.8wt.％，添加剂用量为1.15wt.％。
(2)将N型硅片(可使用常规N型硅片，也可以使用N型硅片废料即退硅片)置于清洗制绒液中进行清洗和制绒，其中清洗制绒液的使用温度为75-85℃，本具体实施例中使用温度为80℃效果最优。
(3)使用平板PECVD单面镀膜的方式在上述制绒后所得的N型硅片的A面镀45-50nm厚的氮化硅层作为掩膜。镀膜具体做法为：利用低温等离子体作为能量源，将上述硅片置于低气压下辉光发电的阴极上，利用辉光发电使其温度升到预定值，再通入SiH4和NH3气体经一系列反应，在硅片表面形成所需要厚度的掩膜。
(4)使用三氯氧磷扩散剂对经上述步骤处理后的N型硅片进行扩散，使N型硅片上与A面相对的B面的表面的磷原子浓度增大形成N+极，同时在该B面上形成一层磷硅玻璃层；扩散的工艺温度为830-900℃。
(5)将经上述步骤处理后的N型硅片浸泡在氢氟酸水溶液中进行处理，通过化学腐蚀去除上述N型硅片A面上的氮化硅层掩膜和N型硅片B面上的磷硅玻璃层；其原理为硅片表面的上述氮化硅掩膜的磷硅玻璃层能够在氢氟酸 浸泡的作用下发生化学反应生成可溶性络合物六氟硅酸。
(6)在经上述步骤处理后的N型硅片的B面上镀70-75nm厚的固态减反射膜；该镀膜的具体做法为：利用低温等离子体作为能量源，将上述硅片置于低气压下辉光发电的阴极上，利用辉光发电使其温度升到预定值，再通入SiH4和NH3气体经一系列反应，在硅片表面形成固态减反射膜；因此上述所镀的固态减反射膜为氮化硅层固态减反射膜。
(7)采用所设计的图形使用BACCINI印刷机印刷，在经上述步骤处理后的N型硅片的A面使用能够减少背面复合的特殊铝浆印制铝背极并烘干，然后在N型硅片的上述固态减反射膜上印制正电极，正电极的印制使用银白色金属浆料，将上述印刷好的N型硅片进行低温烧结，该烧结温度不高于750℃；
(8)烧结结束后，在N型硅片的铝背极上印制背极后并烘干，然后继续在N型硅片印有背极的一侧印制铝背场后并烘干，将印刷完成的N型硅片进行常规高温烧结，烧结结束后得到基于N型硅片的太阳能电池片。
(9)对经上述步骤制备所得的太阳能电池片进行功率测试进行分选，得到不同功率档的太阳能电池片。
上述工艺步骤中未提及的操作方法和所使用的仪器、试剂等均为本领域的常规技术方案，因此不再赘述。
该制备方法以一次镀膜、一次扩散、二次镀膜和二次烧结为主要步骤，大大简化了N型太阳能电池片的制备工艺流程，且使用常规工艺的设备即可进行生产，不需要额外的特殊设备，制备步骤与现有技术相比有所简化，且不仅能适用于标准硅片还适用于非标准硅片。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于N型硅片的太阳能电池片的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：
(1)将N型硅片置于清洗制绒液中进行清洗和制绒；
(2)在制绒后的N型硅片的A面镀45-50nm厚的氮化硅层作为掩膜；
(3)使用三氯氧磷扩散剂对经步骤(2)处理后的N型硅片进行扩散，使N型硅片上与A面相对的B面的表面形成N+极，同时在该B面上形成磷硅玻璃层；
(4)将经步骤(3)处理后的N型硅片浸泡在氢氟酸水溶液中进行处理，去除上述N型硅片A面上的氮化硅层掩膜和N型硅片B面上的磷硅玻璃层；
(5)在经步骤(4)处理后的N型硅片的B面上镀70-75nm厚的固态减反射膜；
(6)在经步骤(5)处理后的N型硅片的A面印制铝背极后烘干，然后在N型硅片的上述固态减反射膜上印制正电极，将上述印刷好的N型硅片进行低温烧结，该烧结温度不高于750℃；
(7)烧结结束后，在N型硅片的铝背极上印制背极后并烘干，然后继续在N型硅片印有背极的一侧印制铝背场后并烘干，将印刷完成的N型硅片进行常规高温烧结，烧结结束后得到基于N型硅片的太阳能电池片。
2.根据权利要求1所述的基于N型硅片的太阳能电池片的制备方法，其特征在于：还包括步骤(8)：对步骤(7)所得的太阳能电池片进行功率测试进行分选。
3.根据权利要求2所述的给予的N型硅片的太阳能电池片的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中清洗制绒液是通过在水中加入氢氧化钠和添加剂制备所得的，其中氢氧化钠占该清洗制绒液的1.5-2.0wt.％，添加剂占该制绒清洗液的1.0-1.3wt.％，且该清洗制绒液的使用温度为75-85℃。
4.根据权利要求2所述的基于N型硅片的太阳能电池片的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)为平板PECVD单面镀膜。
5.根据权利要求2所述的基于N型硅片的太阳能电池片的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中使用三氯氧磷扩散剂进行扩散的工艺温度为830-900℃。
6.根据权利要求2所述的基于N型硅片的太阳能电池片的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中所镀的固态减反射膜为氮化硅层固态减反射膜。
7.一种如权利要求1至6中任一权利要求所述制备方法制备所得的基于N型硅片的太阳能电池片。
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