本发明涉及太阳电池技术领域，特别是涉及一种晶体硅太阳电池的制备方法。
背景技术：
硼扩散是N型背结太阳能电池的制备中的重要环节。一般地，常规硼扩散基本都是制作较厚的掩膜(氧化硅或氮化硅等)来阻挡磷扩散面受到硼扩散的影响，或者利用两个表面掩膜生长的速率的快慢不同，形成的掩膜厚度有差异，从而进行单面硼扩散，但工艺都是相对比较复杂，工艺窗口窄，同时增加了太阳电池的工艺时间及成本；也有通过在电池表面喷涂或丝网印刷磷源和硼尝试一步进行扩散，但此种方式由于受到硼与磷的工艺窗口有很大不同，从而很难同时兼顾硼与磷从表面向硅片内部同时进行扩散的工艺效果。上述方式都比较难以实现硼磷同时扩散。
技术实现要素：
基于此，有必要针对如何实现硼磷同时扩散的问题，提供一种晶体硅太阳电池的制备方法。
一种晶体硅太阳电池的制备方法，包括步骤：
将N型硅片的第一表面和第二表面均进行制绒；
在所述N型硅片的第一表面形成硼掺杂源层，并在所述N型硅片的第二表面上离子注入磷源；
将所述N型硅片放入扩散炉中进行高温氧化和扩散，所述硼掺杂源层中的硼源由所述N型硅片的第一表面往所述N型硅片内扩散，在所述N型硅片的第一表面上形成依次层叠的p+发射极层和硼硅玻璃层，所述磷源从所述N型硅片的内部往所述N型硅片的第二表面方向扩散，在所述N型硅片的第二表面上形成依次层叠的n+表面场层和磷硅玻璃层；
去除所述硼硅玻璃层和所述磷硅玻璃层；
在所述p+发射极层和所述n+表面场层上分别形成第一钝化减反射层和第二钝化减反射层；
在所述第一钝化减反射层和所述第二钝化减反射层上分别制备负、正电极。
上述晶体硅太阳电池的制备方法，在N型硅片的第一表面和第二表面进行制绒后，通过对N型硅片的第一表面和第二表面分别形成硼掺杂源层及磷源注入，将N型硅片放入扩散炉中进行反应和扩散，硼掺杂源层中的硼源由N型硅片的第一表面往N型硅片内扩散，同时离子注入的磷源被氧化透析作用，由于注入的磷源轰击导致硅片第二表面晶化，从而晶化部分很容易在高温中氧化，由于固溶度不同，注入到N型硅片内部的的磷会从内往N型硅片的第二表面迁移，从而达到一步硼磷共扩，实现硼磷一步共同扩散，无气体源的绕射，整个工艺流程只需要一次高温过程，无需掩膜即可实现硼磷共扩，从而减少工艺流程，且共扩工艺窗口可匹配一致。
在其中一个实施例中，在所述将N型硅片的第一表面和第二表面均进行制绒的步骤之前，还包括步骤：采用硅片清洗剂对所述N型硅片进行清洗，所述硅片清洗剂为体积比为1:1:4-1:2:10的氢氧化铵、双氧水以及蒸馏水。
在其中一个实施例中，在所述将N型硅片的第一表面和第二表面均进行制绒的步骤中，在所述N型硅片的第一表面和所述第二表面上所形成的绒面的厚度均不大于10微米。
在其中一个实施例中，在所述在所述N型硅片的第一表面形成硼掺杂源层，并在所述N型硅片的第二表面上离子注入磷源的步骤中，所述硼掺杂源层中的硼掺杂源为纳米级的固态硼源。
在其中一个实施例中，在所述在所述N型硅片的第一表面形成硼掺杂源层，并在所述N型硅片的第二表面上离子注入磷源的步骤中，所述磷源注入所述N型硅片的第二表面的深度大于等于1微米。
在其中一个实施例中，在所述将所述N型硅片放入扩散炉中进行高温氧化和扩散的步骤中，所述N型硅片在扩散炉中进行高温氧化和扩散的条件为：反应温度大于等于1000℃。
在其中一个实施例中，在所述所述N型硅片放入扩散炉中进行高温氧化和扩散的步骤中，所述p+发射极层的方阻为60Ω/sq-100Ω/sq，所述n+表面场层的方阻为40Ω/sq-80Ω/sq。
在其中一个实施例中，在所述去除所述硼硅玻璃层和所述磷硅玻璃层的步骤中，采用体积比为1:2:10-1:3:20的氢氟酸、盐酸及水的混合溶液去除所述硼硅玻璃层和所述磷硅玻璃层。
在其中一个实施例中，在所述在所述p+发射极层和所述n+表面场层上分别形成第一钝化减反射层和第二钝化减反射层的步骤之后，在所述在所述第一钝化减反射层和所述第二钝化减反射层上分别制备负、正电极的步骤之前，还包括步骤：分别在所述第一钝化减反射层和所述第二钝化减反射层上形成氮化硅减反射层。
在其中一个实施例中，在所述在所述第一钝化减反射层和所述第二钝化减反射层上分别制备负、正电极的步骤中，所述正电极为银电极，所述负电极为银铝电极。
附图说明
图1为一实施例的晶体硅太阳电池的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，一实施例的晶体硅太阳电池的制备方法，包括步骤：
S10：将N型硅片的第一表面和第二表面均进行制绒。
具体地，在本实施例中，N型硅片为N型单晶硅片，其厚度为80微米-100微米。此外，N型硅片的第一表面和第二表面分别为N型硅片的受光面和背光面。
采用制绒添加剂对N型硅片的第一表面和第二表面进行制绒，制绒添加剂为水、异丙醇、碱以及添加剂的混合溶液，其中，碱为氢氧化钠、氢氧化钾或四甲基氢氧化铵。制绒添加剂中的各组分的质量百分含量为：氢氧化钠0.1％～3％，异丙醇2％～10％，添加剂0.01％～2％，其余为水。按质量比，添加剂的各组分含量为：葡萄糖、葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钾0.001％～3％，聚氧乙烯醚100ppb～8000ppb，乳酸钠或柠檬酸钠0.001％～2％，丙二醇0.001％～2％，硅酸钠0.01％～6％，碳酸钠或碳酸氢钠0.001％～2％，其余为水。
具体地，将N型硅片放置在制绒添加剂中，对N型硅片的第一表面和第二表面进行制绒。
此外，在其他实施例中，采用制绒液在75℃温度下对N型硅片的第一表面和第二表面进行制绒，其中，制绒液的成分为质量含量为1.5％的氢氧化钠溶液以及质量含量为2.5％的制绒辅助剂。
需要说明的是，在本实施例中，在步骤S10之前，还包括步骤：采用硅片清洗剂对N型硅片进行清洗。具体地，所采用的硅片清洗剂为体积比为1:1:4-1:2:10的氢氧化铵、双氧水以及蒸馏水。通过硅片清洗剂，清洗N型硅片的第一表面和第二表面上的污染物等杂质。在本实施例中，采用的硅片清洗剂为体积比为1:1:4的氢氧化铵、双氧水以及蒸馏水。
通过对N型硅片的第一表面和第二表面进行制绒，在N型硅片的第一表面和第二表面上均形成绒面。在本实施例中，优选地，在N型硅片的第一表面和所述第二表面上所形成的绒面的厚度均不大于10微米，从而利于后续的离子注入和硼源掺杂层的形成。
S12：在N型硅片的第一表面形成硼掺杂源层，并在N型硅片的第二表面上离子注入磷源。
具体地，在本实施例中，通过旋涂的方式，将硼源掺杂沉积在N型硅片的第一表面上形成硼源掺杂层，其中，旋涂的转速为2000转每分钟-5000转每分钟，硼源中硼的含量为0.1毫升-0.5毫升。在本实施例中，硼掺杂源层中的硼掺杂源为纳米级的固态硼源。
此外，在本实施例中，通过离子注入的方式，将磷源打入N型硅片的第二表面进行掺杂。具体地，离子注入所需的能量为15KeV-40KeV，可以在能量为25keV，离子的剂量为1×1016cm-1-5×1016cm-1。
在本实施例中，为了使得磷源更好地扩散，磷源注入N型硅片的第二表面的深度大于等于1微米。优选地，磷源注入N型硅片的第二表面的深度为1微米-2微米。
S14：将N型硅片放入扩散炉中进行高温氧化和扩散，在N型硅片的第一表面上形成依次层叠的p+发射极层和硼硅玻璃层，在N型硅片的第二表面上形成依次层叠的n+表面场层和磷硅玻璃层。
具体地，在本实施例中，将N型硅片放入扩散炉中进行高温氧化和扩散，其中，N型硅片在扩散炉中进行高温氧化和扩散的条件为：反应温度大于等于1000℃。扩散炉中通氮气和氧气。
由上述步骤S12可知，N型硅片的第一表面上沉积有硼掺杂源层，N型硅片的第二表面内部注入有磷源。从而对N型硅片进行高温氧化激活时，高温对硼掺杂源层中的固态硼源进行推结过程，硼掺杂源层中的硼源由N型硅片的第一表面往N型硅片内扩散，同时，离子注入的磷源被氧化透析。由于注入磷源时，离子轰击N型硅片的第二表面，导致N型硅片的第二表面表面晶化，进而晶化部分很容易在高温中氧化，形成氧化层。此外，由于固溶度不同，因此，注入到N型硅片内部的磷会从内向外往氧化层迁移，从而达到一步硼磷共扩。
此外，整个高温氧化扩散过程中无气体源的绕射，且只经历一次高温过程，无需长掩膜即可实现硼磷共扩，从而减少工艺流程，共扩工艺窗口可匹配一致。同时，高温度(>1000摄氏度)可以加速晶格修复和扩散，从而节省工艺时间。
在本实施例中，p+发射极层的方阻为60Ω/sq-100Ω/sq，n+表面场层的方阻为40Ω/sq-80Ω/sq。
S16：去除硼硅玻璃层和磷硅玻璃层。
具体地，在本实施例中，采用体积比为1:2:10-1:3:20的氢氟酸、盐酸及水的混合溶液去除硼硅玻璃层和磷硅玻璃层。将N型硅片浸泡在体积比为1:2:10-1:3:20的氢氟酸、盐酸及水的混合溶液，浸泡时间为10分钟-30分钟，从而去除硼硅玻璃层和磷硅玻璃层。
S18：在p+发射极层和n+表面场层上分别形成第一钝化减反射层和第二钝化减反射层。
具体地，在本实施例中，第一钝化减反射层和第二钝化减反射层均为非晶硅钝化层。第一钝化减反射层的厚度为5纳米-20纳米，第二钝化减反射层的厚度为5纳米-20纳米。采用等离子体增强化学气相沉积法，在p+发射极层和n+表面场层上分别形成第一钝化减反射层和第二钝化减反射层。第一钝化减反射层和第二钝化减反射层用于减少N型单晶硅片的第一表面和第二表面的载流子的复合作用。
S20：在第一钝化减反射层和第二钝化减反射层上分别制备负、正电极。
具体地，在本实施例中，在第一钝化减反射层上制备银铝电极，在第二钝化减反射层上制备银电极，并将银电极和银铝电极进行共烧结，从而N型硅片的第一表面和第二表面形成欧姆接触。
需要说明的是，在步骤S18和步骤S20之间，还包括步骤：分别在第一钝化减反射层和第二钝化减反射层上形成氮化硅减反射层。第一钝化减反射层和第二钝化减反射层上所形成的氮化硅减反射层的厚度均为75纳米-90纳米。采用等离子体增强化学气相沉积法，分别在第一钝化减反射层和第二钝化减反射层上形成氮化硅减反射层。氮化硅减反射层用于减少光的反射，增加折射。
上述晶体硅太阳电池的制备方法，在N型硅片的第一表面和第二表面进行制绒后，通过对N型硅片的第一表面和第二表面分别形成硼掺杂源层及磷源注入，将N型硅片放入扩散炉中进行反应和扩散，硼掺杂源层中的硼源由N型硅片的第一表面往N型硅片内扩散，同时离子注入的磷被氧化透析作用，由于注入的磷源轰击导致硅片第二表面晶化，从而晶化部分很容易在高温中氧化，由于固溶度不同，注入到N型硅片内部的磷会从内往N型硅片的第二表面迁移，从而达到一步硼磷共扩，实现硼磷一步共同扩散，无气体源的绕射，整个工艺流程只需要一次高温过程，无需掩膜即可实现硼磷共扩，从而减少工艺流程，且共扩工艺窗口可匹配一致。
此外，硼掺杂源层中的硼源由N型硅片的第一表面往N型硅片内扩散，同时注入到N型硅片内部的的磷会从内往N型硅片的第二表面迁移，使得扩散更加均匀，提高太阳电池的光电转换效率。
实施例一
选用厚度为100微米的N型单晶硅片，用体积比为1:1:4氢氧化铵、双氧水以及蒸馏水的硅片清洗剂对N型单晶硅片进行清洗，去除N型硅片表面的污染物；然后，将清洗后的N型单晶硅片放入单晶制绒设备中，N型单晶硅片的第一表面和第二表面均与制绒添加剂接触，控制反应温度为75℃，反应时间为20min，使得N型单晶硅片的第一表面和第二表面呈金字塔形状的绒面结构，制绒添加剂为：碱、异丙醇、添加剂以及水的质量比为2.5:10:0.5:87，N型单晶硅片的第一表面和第二表面所形成的绒面的厚度均为5微米；
在4000转每分钟的转速，纳米级固态硼源的含硼量为0.3毫升的条件下，通过旋涂的方式，将纳米级固态硼源沉积在N型单晶硅片的第一表面，形成硼掺杂源层；
在25keV能量、离子剂量为3×1016cm-1的条件下，通过离子注入的方式，将磷源打入N型单晶硅片的第二表面进行掺杂，磷源注入N型硅片的第二表面的深度为1微米；
在1050℃温度下，通入体积比为50：1的氮气和氧气混合气体，对N型单晶硅片进行高温氧化激活，在N型硅片的第一表面上形成依次层叠的p+发射极层和硼硅玻璃层，在N型硅片的第二表面上形成依次层叠的n+表面场层和磷硅玻璃层，p+发射极层的方阻为75欧姆每平方米，n+表面场层的方阻为60欧姆每平方米；
采用体积比为1:2:15的氢氟酸与盐酸及水的混合溶液，去除磷硅玻璃和硼硅玻璃；
采用等离子体增强化学气相沉积法，在p+发射极层和n+表面场层上分别形成非晶硅钝化层，在p+发射极层和n+表面场层上所形成的非晶硅钝化层的厚度均为10纳米；
采用等离子体增强化学气相沉积法，在非晶硅钝化层上形成氮化硅减反射层，氮化硅减反射层的厚度为80纳米；
在N型单晶硅片的第二表面上印刷银铝电极，在N型单晶硅片的第一表面上印刷银电极，并将银铝电极及银电极进行共烧结，N型单晶硅片的第一表面和第二表面形成欧姆接触，制得晶体硅太阳电池。
该晶体硅太阳电池的光电转换效率提高了0.5％。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。