一种局部背接触太阳能电池的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种局部背接触太阳能电池的制备方法，属于太阳能电池技术领域。
【背景技术】
[0002] 常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清 洁、最普遍和最有潜力的替代能源。太阳能发电装置又称为太阳能电池或光伏电池，可以将 太阳能直接转换成电能，其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应。
[0003] 随着科技的发展，出现了局部接触背钝化（PERC)太阳能电池，这是新开发出来的 一种高效太阳能电池，得到了业界的广泛关注。其核心是在硅片的背光面用氧化铝或者氧 化硅薄膜（5~100纳米）覆盖，以起到钝化表面，提高长波响应的作用，从而提升电池的转换 效率。但是，氧化铝或者氧化硅不导电，因此需要对该薄膜局部开口，以便于铝金属与硅片 背表面接触，收集电流。另外，铝金属（通常是铝浆），在高温烧结过程中，会破坏氧化铝或 者氧化硅的钝化作用，因此通常要在氧化铝或者氧化硅薄膜上再覆盖氮化硅薄膜，起到保 护作用。
[0004] 现有的局部背接触太阳能电池的制备方法主要包括如下步骤：去除硅片表面损伤 层、制绒、扩散、背抛光、刻蚀和去杂质玻璃、背面沉积氧化铝或氧化硅薄膜、沉积氮化硅保 护膜、正面沉积氮化硅减反射层、背面局部开口、丝网印刷正背面金属浆料、烧结，即可得到 太阳能电池。
[0005] 然而，上述制备方法存在如下问题：（1)由于工艺步骤较多，导致其成本较高，需 要进一步降低成本；（2)得到的局部背接触太阳能电池的光电转换效率仍然较低，有进一 步提升的空间。
【发明内容】
[0006] 本发明的发明目的是提供一种局部背接触太阳能电池的制备方法。
[0007] 为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种局部背接触太阳能电池的 制备方法，包括如下步骤：去除硅片表面损伤层并进行双面抛光、制绒、形成PN结、刻蚀和 去杂质玻璃、背面沉积钝化膜、正面沉积钝化减反射层、背面局部开口、丝网印刷正背面金 属浆料、烧结； 其中，所述制绒步骤采用金属催化腐蚀法，其绒面结构为纳米级绒面结构。
[0008] 上文中，所述制绒步骤采用金属催化腐蚀法，金属催化化学腐蚀法是现有技术。
[0009] 所述纳米级绒面结构的表面反射率在12~20%之间。
[0010] 本发明将去除硅片表面损伤层和双面抛光结合成一步工序来实现，不仅达到了去 除硅片表面损伤层的目的，同时还形成了背钝化的抛光面，从而节省了现有技术中在扩散 步骤之后需要进行背抛光的步骤，简化了工艺流程，降低了成本。同时抛光后再形成纳米级 绒面能使PN结更平整，降低结区复合，提高开路电压，还有利于金属接触，在提高开压的同 时提升FF。
[0011] 优选的，所述所述去除硅片表面损伤层并进行双面抛光步骤采用酸液或碱液进 行，时间为2~20 min， 所述酸液为圆03与HF的混合液，或H 2〇04与HF的混合液；温度为5~45°C ; 在圆03与 HF 的混合液中，HNO3 (69%)/HF (49%)或 H2CrO4 (60%)/HF (49%)体积比大 于 4:1 ; 所述碱液为NaOH溶液、KOH溶液或四甲基氢氧化铵溶液；温度为5~95°C ;上述碱液的 体积浓度大于1%。
[0012] 上文中，所述HNO3 (6990/HF (49%)是指体积浓度为69%的HNO3和体积浓度为49% 的HF ; 所述H2CrO4 (60%) /HF (49%)是指体积浓度为60%的H2CrO4和体积浓度为49%的HF。
[0013] 所述四甲基氢氧化按溶液也称为TMAH溶液。
[0014] 优选的，所述去除硅片表面损伤层并进行双面抛光步骤的处理时间为2~10min。
[0015] 上述技术方案中，所述制绒步骤如下：先将硅片放入含有金属离子的溶液中浸泡， 使硅片表面涂覆一层金属纳米颗粒； 然后用化学腐蚀液腐蚀硅片表面，形成纳米级绒面；所述化学腐蚀液为含有氧化剂的 氢氟酸溶液。该方法即为两步金属催化刻蚀法。
[0016] 上述技术方案中，所述含有金属离子的溶液为含有氢氟酸的金属盐溶液。
[0017] 上述技术方案中，所述制绒步骤如下：将硅片放入含有氧化剂以及金属盐的氢氟 酸溶液中，在硅片表面形成纳米级绒面。该方法即为一步金属催化刻蚀法。
[0018] 所述金属离子可从现有技术的金属离子中选用，比如金、银、铜、镍中的一种或几 种；所述氧化剂可以是H 202、圆03或H 2Cr04。
[0019] 上述技术方案中，所述溶液中金属离子的浓度大于6E^5 mol/L。
[0020] 优选的，所述纳米级绒面的尺寸为100~900 nm。
[0021] 上述技术方案中，所述制绒和形成PN结步骤之间，还有绒面微结构修正刻蚀步 骤，具体如下：将带有绒面的硅片放入化学腐蚀液中进行微结构修正刻蚀； 所述化学腐蚀液选自以下溶液中的一种：NaOH溶液、KOH溶液、四甲基氢氧化铵溶液、 酸性氧化剂与HF酸的混合溶液。
[0022] 上述利用化学腐蚀溶液对硅片表面进行微结构修正刻蚀，即利用碱液（NaOH溶 液、KOH溶液、四甲基氢氧化铵溶液或混合酸（HF和HNO 3))对上述制得的纳米绒面的微结 构(线状或深孔状）进行腐蚀修正，碱液主要是对上述线状或深孔状微结构进行各向异性腐 蚀，这种各向异性腐蚀会沿着原来的线状或深孔状微结构优先进行，刻蚀结果就会使原来 的线状或深孔状微结构被修正成带有棱角的纳米金字塔或纳米椎体或纳米坑状结构，而混 合酸（HF和HNO 3)主要是对上述线状或深孔状微结构进行各向同性腐蚀，这种各向同性腐蚀 会沿着原来的线状或深孔状微结构优先进行，刻蚀结果就会使原来的线状或深孔状微结构 被修正成孔径较大，深度较浅的纳米孔状结构，通过该步的修正刻蚀最终制得较优的纳米 绒面。
[0023] 上述技术方案中，在所述绒面微结构修正刻蚀步骤之前或之后，还有去除金属颗 粒步骤，具体如下：分别用酸液、去离子水清洗硅片，去除金属颗粒。
[0024] 本发明的制备方法可用于金刚线切割硅片制作的太阳能电池。
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