专利名称：一种花片太阳能电池制备方法
技术领域：
本发明属于太阳能电池制作领域，具体涉及一种花片太阳能电池的制备方法。
背景技术：
晶硅太阳能电池片的制造工艺一般有如下几个步骤化学清洗及表面织构化处理、扩散制结、边缘刻蚀和去磷硅玻璃、沉积减反射膜、印刷电极、烧结。多晶硅太阳能电池使用酸制绒工艺来进行表面织构化处理，形成多孔的崎岖表面，由于强酸对硅的腐蚀是各向同性的，多晶硅在腐蚀后的表面积/体积比是一致的，镀膜时气体沉积也是均匀的，最终产品也是膜厚为85nm左右蓝色电池。近年来，太阳能产业在国内得到迅速发展，产能成倍扩张，同样的设备，同样的技术最终导致产品同质化严重。产能过剩和产品同质化严重不利于企业和行业的发展。
太阳能电池制造后，封装成组件，最终使用在大型光伏电站中或中小型建筑顶部。单一的蓝色调会影响建筑整体外观，也会给新建筑设计带来限制。多色彩，多形态的彩色组件和异形组件应运而生。
发明内容
本发明的目的就是针对上述缺陷而提供一种花片太阳能电池制备方法，该方法使用碱制绒代替酸制绒，并通过调节镀膜工艺，在不同晶粒上形成不同的镀膜厚度和颜色，在硅片上形成花色。通过镀膜厚度的改变，可以制备出不同花色的电池，满足光伏建筑一体化的要求。本发明的一种花片太阳能电池制备方法技术方案为，在常规多晶硅制备工艺的基础上，使用碱制绒代替酸制绒对多晶硅进行表面织构化处理，获得不同晶粒表面上不相同的表面积/面积比，之后调节镀膜工艺，调节镀膜温度，时间，射频功率，使不同晶粒上同时镀膜得到的色彩调制层厚度不同，从而获得硅片上的花色。使用的碱溶液是NaOH溶液、KOH溶液或氨水，浓度为O. 1% 20%。制绒时加入制绒添加剂来控制制绒速度。所述色彩调制层包含氧化物、氟化物、硫化物、氮化物、碲化物及硒化物中的至少之一所构成。所述镀膜厚度为I 500nm。 一种花片太阳能电池制备方法，具体步骤为，
(1)多晶硅片使用单晶硅用槽式制绒机台进行表面织构化处理，硅片经过去除切片损伤层后，进行制绒，制绒溶液为O. 5%质量比的NaOH溶液，为控制制绒速度还加入O. 05%体积比的异丙醇和O. 005%体积比的制绒添加剂，控制制绒温度78°C，制绒时间为1200秒；
(2)制绒后进行扩散，控制扩散工艺，得到方阻为80±5的PN结202，扩散后的硅片表面有一层磷硅玻璃，经过边缘刻蚀和洗磷工序，将硅片侧面和边缘的磷硅玻璃洗掉；
(3)洗磷后的硅片，使用上镀膜板式镀膜机台进行氮化硅的沉积镀膜，镀膜功率为3100W，调节硅烷和和氨气的比例和带速使得最终镀膜厚度在130nm到190nm左右，折射率在2. 05^2. 5之间，由于不同晶粒的比表面积/面积比不同，沉积后得到的膜厚也就会有差异，表面较粗糙，表面积/面积大的晶粒上沉积的薄膜厚度较薄，膜厚在130nm左右，呈黄色；另一方面，表面较平滑，表面积/面积比较小的晶粒上沉积的膜厚就较厚，在180nm左右，会呈现出暗紫色，这样就在硅片表面上形成了花色。本发明的有益效果是一种花片太阳能电池制备方法，在常规多晶硅制备工艺的基础上，使用碱制绒代替酸制绒对多晶硅进行表面织构化处理，获得不同晶粒表面上不相同的表面积/面积比，之后调节镀膜工艺以获得硅片上的花色。该方法对当前晶硅太阳能电池产线进行简单改造即可实现，不同花色一次性制备，投资低且改造简单，迅速实现量产。通过调节镀膜厚度，电池的花色可以有很多变化，满足建筑一体化设计的要求。本发明制备出的花色较常规蓝色电池更加美观，符合建筑装饰的要求，将绿色新能源与建筑一体化更完美的结合在一起，具有巨大的市场价值。
图I所示为本发明一种花片太阳能电池制备方法的流程 图2所示为本发明花片太阳能电池的结构示意图。图中，201.硅片，202. PN结，203.沉积膜，204.正面电极，205.背面电极，206.背面电场。
具体实施例方式 为了更好地理解本发明，下面结合附图和实例来说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。本发明具体的实施步骤为
O多晶硅片经分分选后，使用行业单晶硅制绒设备进行表面织构化制绒。由于稀的碱溶液对硅的各项异性腐蚀，在多晶硅上不同晶粒上由于晶向的不同就会形成不同形貌的腐蚀凹坑或突起。不同的晶粒上也会有不同的表面积/面积比。2)制绒后的硅片经过扩散、边缘刻蚀和洗磷工艺后，使用PECVD或其它镀膜机台进行镀膜，通过调节镀膜温度，时间，射频功率等因素，获得指定颜色的花片。在沉积过程中，有相近表面积/面积比的晶粒上沉积薄膜的厚度也会相近，这样在花片表面上一般会是一到两种颜色为主的颜色。调整镀膜工艺，改变镀膜厚度，即可得到几种花色不同的花片。3)所得花片进行背电极、背电场和正电极的印刷，然后进行烧结，得到花片太阳能电池。实施例I :
参见说明书附2，采用6英寸太阳能电池级多晶硅片201，使用单晶硅用槽式制绒机台进行表面织构化处理，硅片201经过去除切片损伤层后，进行制绒，制绒溶液为O. 5%质量比的NaOH溶液。为控制制绒速度还加入O. 05%体积比的异丙醇和O. 005%体积比的制绒添加剂，控制制绒温度78°C，制绒时间为1200秒。制绒得到硅片201较原始硅片或酸制绒
娃片更売。制绒后进行扩散，控制扩散工艺，得到方阻为80±5的PN结202，扩散后的硅片表面有一层磷硅玻璃，需要经过边缘刻蚀和洗磷工序，将硅片侧面和边缘的磷硅玻璃洗掉。
洗磷后的硅片，使用上镀膜板式镀膜机台进行氮化硅的沉积镀膜203，镀膜功率为3100W，调节硅烷和和氨气的比例和带速使得最终镀膜厚度在130nm到190nm左右，折射率在2. 05^2. 5之间，由于不同晶粒的比表面积/面积比不同，沉积后得到的膜厚也就会有差异。表面较粗糙，表面积/面积大的晶粒上沉积的薄膜厚度较薄，膜厚在130nm左右，呈黄色；另一方面，表面较平滑，表面积/面积比较小的晶粒上沉积的膜厚就较厚，在ISOnm左右，会呈现出暗紫色。这样就在硅片表面上形成了花色，这种花色的图案与多晶硅切割后的晶粒分布有关，是不可改变的。镀膜后的硅片经过印刷背电极205，背电场206，正电极204、烧结后，得到图2所示的花片太阳能电池。实施例2
参见说明书附2，采用6英寸太阳能电池级多晶硅片201，使用单晶硅用槽式制绒机台进行表面织构化处理，硅片201经过去除切片损伤层后，进行制绒，制绒溶液为O. 5%质 量比的NaOH溶液。为控制制绒速度还加入O. 05%体积比的异丙醇和O. 005%体积比的制绒添加剂，控制制绒温度78°C，制绒时间为1200秒。制绒得到硅片201较原始硅片或酸制绒
娃片更売。制绒后进行扩散，控制扩散工艺，得到方阻为80±5的PN结202，扩散后的硅片表面有一层磷硅玻璃，需要经过边缘刻蚀和洗磷工序，将硅片侧面和边缘的磷硅玻璃洗掉。洗磷后的硅片，使用上镀膜板式镀膜机台进行氮化硅的沉积镀膜203，镀膜功率为3100W，调节硅烷和和氨气的比例和带速使得最终镀膜厚度在320nm以上，折射率在
2.05^2. 5之间，由于不同晶粒的比表面积/面积比不同，沉积后得到的膜厚也就会有差异。表面较粗糙，表面积/面积大的晶粒上沉积的薄膜厚度较薄，膜厚在320左右，呈红色；另一方面，表面较平滑，表面积/面积比较小的晶粒上沉积的膜厚就较厚，大于330nm，会呈现出绿色。这样就在硅片表面上形成了红绿相间的花色，这种花色的图案与多晶硅切割后的晶粒分布有关，是不可改变的。镀膜后的硅片经过印刷背电极205，背电场206，正电极204、烧结后，得到图2所示的花片太阳能电池。实施例3
参见说明书附2，采用6英寸太阳能电池级多晶硅片201，使用单晶硅用槽式制绒机台进行表面织构化处理，硅片201经过去除切片损伤层后，进行制绒，制绒溶液为O. 5%质量比的NaOH溶液。为控制制绒速度还加入O. 05%体积比的异丙醇和O. 005%体积比的制绒添加剂，控制制绒温度78°C，制绒时间为1200秒。制绒得到硅片较原始硅片201或酸制绒
娃片更売。制绒后进行扩散，控制扩散工艺，得到方阻为80±5的PN结202，扩散后的硅片表面有一层磷硅玻璃，需要经过边缘刻蚀和洗磷工序，将硅片侧面和边缘的磷硅玻璃洗掉。洗磷后的硅片，使用APCVD镀膜机台进行Si02的沉积，调节气体比例和带速使得镀膜厚度在80nm到IOOnm左右，折射率在I. 45左右，由于不同晶粒的比表面积/面积比不同，沉积后得到的膜厚也就会有差异。表面较粗糙，表面积/面积大的晶粒上沉积的薄膜厚度较薄，膜厚在SOnm左右，呈红色；另一方面，表面较平滑，表面积/面积比较小的晶粒上沉积的膜厚就较厚，在IOOnm以上，会呈现出蓝色。这样就在硅片表面上形成了红蓝相间的花色，这种花色的图案与多晶硅切割后的晶粒分布有关，是不可改变的。
镀膜后的硅片经过印刷背电极205，背电场206，正电极204、烧结后，得到图2所示的花片太阳能电池。
权利要求
1.一种花片太阳能电池制备方法，其特征在于，在常规多晶硅制备工艺的基础上，使用碱制绒代替酸制绒对多晶硅进行表面织构化处理，获得不同晶粒表面上不相同的表面积/面积比，之后调节镀膜工艺，调节镀膜温度，时间，射频功率，使不同晶粒上同时镀膜得到的色彩调制层厚度不同，从而获得硅片上的花色。
2.根据权利要求I所述的一种花片太阳能电池制备方法，其特征在于使用的碱溶液是NaOH溶液、KOH溶液或氨水，浓度为O. 1% 20%。
3.根据权利要求I所述的一种花片太阳能电池制备方法，其特征在于制绒时加入制绒添加剂来控制制绒速度。
4.根据权利要求I所述的一种花片太阳能电池制备方法，其特征在于所述色彩调制层包含氧化物、氟化物、硫化物、氮化物、碲化物及硒化物中的至少之一所构成。
5.根据权利要求I所述的一种花片太阳能电池制备方法，其特征在于所述镀膜厚度为 I 500nm。
6.根据权利要求I所述的一种花片太阳能电池制备方法，其特征在于具体步骤为， (1)多晶硅片使用单晶硅用槽式制绒机台进行表面织构化处理，硅片经过去除切片损伤层后，进行制绒，制绒溶液为O. 5%质量比的NaOH溶液，为控制制绒速度还加入O. 05%体积比的异丙醇和O. 005%体积比的制绒添加剂，控制制绒温度78°C，制绒时间为1200秒； (2)制绒后进行扩散，控制扩散工艺，得到方阻为80±5的PN结，扩散后的硅片表面有一层磷硅玻璃，经过边缘刻蚀和洗磷工序，将硅片侧面和边缘的磷硅玻璃洗掉； (3)洗磷后的硅片，使用上镀膜板式镀膜机台进行氮化硅的沉积镀膜，镀膜功率为3100W，调节硅烷和和氨气的比例和带速使得最终镀膜厚度在130nm到190nm，折射率在2.05^2. 5之间，由于不同晶粒的比表面积/面积比不同，沉积后得到的膜厚也就会有差异，表面较粗糙，表面积/面积大的晶粒上沉积的薄膜厚度较薄，膜厚在130nm，呈黄色；另一方面，表面较平滑，表面积/面积比较小的晶粒上沉积的膜厚就较厚，在180nm，会呈现出暗紫色，这样就在硅片表面上形成了花色。
7.根据权利要求I所述的一种花片太阳能电池制备方法，其特征在于具体步骤为， (1)多晶硅片使用单晶硅用槽式制绒机台进行表面织构化处理，硅片经过去除切片损伤层后，进行制绒，制绒溶液为O. 5%质量比的NaOH溶液，为控制制绒速度还加入O. 05%体积比的异丙醇和O. 005%体积比的制绒添加剂，控制制绒温度78°C，制绒时间为1200秒； (2)制绒后进行扩散，控制扩散工艺，得到方阻为80±5的PN结，扩散后的硅片表面有一层磷硅玻璃，经过边缘刻蚀和洗磷工序，将硅片侧面和边缘的磷硅玻璃洗掉； (3)洗磷后的硅片，使用上镀膜板式镀膜机台进行氮化硅的沉积镀膜，镀膜功率为3100W，调节硅烷和和氨气的比例和带速使得最终镀膜厚度在320nm以上，折射率在2.05^2. 5之间，由于不同晶粒的比表面积/面积比不同，沉积后得到的膜厚也就会有差异，表面较粗糙，表面积/面积大的晶粒上沉积的薄膜厚度较薄，膜厚在320nm，呈红色；另一方面，表面较平滑，表面积/面积比较小的晶粒上沉积的膜厚就较厚，大于330nm，会呈现出绿色，这样就在硅片表面上形成了红绿相间的花色。
8.根据权利要求I所述的一种花片太阳能电池制备方法，其特征在于具体步骤为， (I)多晶硅片使用单晶硅用槽式制绒机台进行表面织构化处理，硅片经过去除切片损伤层后，进行制绒，制绒溶液为O. 5%质量比的NaOH溶液，为控制制绒速度还加入O. 05%体积比的异丙醇和O. 005%体积比的制绒添加剂，控制制绒温度78°C，制绒时间为1200秒； (2)制绒后进行扩散，控制扩散工艺，得到方阻为80±5的PN结，扩散后的硅片表面有一层磷硅玻璃，经过边缘刻蚀和洗磷工序，将硅片侧面和边缘的磷硅玻璃洗掉； (3)洗磷后的硅片，使用APCVD镀膜机台进行Si02的沉积，调节气体比例和带速使得镀膜厚度在80nm到lOOnm，折射率在I. 45，由于不同晶粒的比表面积/面积比不同，沉积后得到的膜厚也就会有差异；表面较粗糙，表面积/面积大的晶粒上沉积的薄膜厚度较薄，膜厚在80nm，呈红色；另一方面，表面较平滑，表面积/面积比较小的晶粒上沉积的膜厚就较厚，在IOOnm以上，呈现出蓝色，这样就在硅片表面上形成了红蓝相间的花色。·
全文摘要
本发明属于太阳能电池制作领域，具体涉及一种花片太阳能电池的制备方法。该方法是在常规太阳能电池的制造过程中使用碱制绒代替酸制绒对多晶硅进行表面织构化处理，以在多晶的不同晶粒表面形成表面积/面积比，之后通过调节镀膜工艺，在不同晶粒上形成不同的镀膜厚度和颜色，在硅片上形成花色。本发明可以在常规太阳能电池产线上改造完成，迅速实现量产，制备出的花色较常规蓝色电池更加美观，符合建筑装饰的要求，将绿色新能源与建筑一体化更完美的结合在一起，具有巨大的市场价值。
文档编号H01L31/18GK102931289SQ201210493910
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者徐振华, 李钢, 武明, 杨晓君, 李秉霖, 姜言森, 贾河顺, 程亮, 任现坤, 张春艳 申请人:山东力诺太阳能电力股份有限公司