一种高效彩色多晶太阳能电池及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能电池，具体涉及一种高效彩色多晶太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。
【背景技术】
[0002]晶硅太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junct1n)上，形成新的空穴-电子对(V-Epair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。
[0003]晶硅太阳能电池的制备工艺分为制绒、扩散、刻蚀、正面镀膜、丝网印刷、烧结六大工序。其中，制绒的目的是在硅片正面形成凹凸不平的织构化绒面结构，增加太阳光的吸收面积，降低太阳光的反射率。正面镀膜的目的是在硅片正面沉积氮化硅，起减反射和钝化作用。
[0004]为实现高光电转换效率的目的，多晶电池的正面氮化硅膜设定在80-90nm，达到减反射的最佳效果。不同厚度的氮化硅膜表现出不同的颜色，当膜厚在80-90nm时，呈蓝色。由于多晶电池由取向各异的晶粒组成，当氮化硅的膜厚在20-70nm范围内，电池的外观呈现彩色。
[0005]在实际应用过程中，为了增加观赏性，彩色多晶电池也有一定的市场需求。传统制造彩色多晶电池的方法是简单的降低氮化硅的膜厚。但由于降低膜厚，会减弱氮化硅膜的减反射效果，大幅度降低电池的光电转换效率。
【发明内容】
[0006]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种高效彩色多晶太阳能电池及其制备方法，有效提高彩色多晶太阳能电池的光电转换效率。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用的一种高效彩色多晶太阳能电池的制备方法，包括以下步骤，
[0008]I)对多晶硅片进行硝酸银催化制绒；
[0009]2)在硅片正面进行高方阻磷扩散；
[0010]3)去除所述磷扩散形成的正面磷硅玻璃和周边PN结；
[0011]4)对硅片管式氧化形成二氧化硅；
[0012]5)在硅片正面进行PECVD镀膜；
[0013]6)在硅片背面印刷背电极和铝背场；
[0014]7)在硅片正面印刷正电极浆料形成正电极；
[0015]8)对硅片进行烧结形成彩色多晶太阳能电池。
[0016]作为改进，所述步骤I)中，硝酸银催化制绒的具体步骤包括，
[0017]将硅片置于浓度为1.0-2.5mol/L的AgNO3溶液中，通过AgNO3溶液在硅片上电化学沉积Ag纳米颗粒，再采用H2O2和HF的混合溶液刻蚀该带有Ag纳米粒的娃片，待娃片上形成高低差为1-5M1的绒面，再采用HCL和出02的混合溶液去除硅片上的Ag颗粒。
[0018]作为改进，所述步骤I)中，所述H2O2和HF的质量比为2.0:1_4.5:1。
[0019]作为改进，所述步骤I)中，采用HCL和H2O2的质量比为1:1-2:1。
[0020]作为改进，所述步骤4)中，采用管式扩散炉对硅片进行氧化，在硅片表面生长厚度为25_60nm的二氧化娃。
[0021]作为改进，管式扩散炉的工作条件为，扩散温度为800_850°C，氧化时间为10-30mino
[0022]作为改进，所述步骤5)中，采用PECVD镀膜在硅片正面形成厚度为20-55nm的单层彩色氮化硅膜。
[0023]作为改进，所述氮化硅膜的折射率为1.85-2.0。
[0024]作为改进，在PECVD镀膜时，采用流量比为3.5:1-7.5:1的氨气和硅烷的混合工艺气体，沉积时间为5-15min。
[0025]另外，还提供了一种利用上述任一项所述制备方法制得高效彩色多晶太阳能电池。
[0026]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0027]I)本发明利用硝酸银催化制绒，形成高低差为1-5μπι的绒面，大于普通酸法制绒的绒面尺寸，大幅度降低了光的反射率，避免了后续减薄氮化硅膜对反射率的负面效果。
[0028]2)同时，采用二氧化硅钝化，提高电池的开路电压和短路电流，从而在不降低电池光电转换效率的同时，制备彩色多晶太阳能电池。
【附图说明】
[0029]图1为本发明的制备工艺流程图；
[0030]图2为本发明制备太阳能电池的结构示意图；
[0031]图中:1、正银电极，2、氮化硅膜，3、二氧化硅，4、N型硅，5、？型硅衬底，6、铝背场，7、
背银电极。
【具体实施方式】
[0032]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
[0033]本文所使用的术语“上”、“下”以及类似的表达只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0034]如图1所示，一种高效彩色多晶太阳能电池的制备方法，包括以下步骤，
[0035]I)对多晶硅片进行硝酸银催化制绒，将硅片置于浓度为1.0-2.5mol/L的AgNO3溶液中，通过AgNO3溶液在硅片上电化学沉积Ag纳米颗粒，再采用H2O2和HF的混合溶液(H2O2和HF的质量比为2.0:1-4.5:1)刻蚀该带有Ag纳米粒的硅片，待硅片上形成高低差为1_5μπι的绒面，再采用HCL和出02的混合溶液(采用HCL和H2O2的质量比为1:1-2:1)去除硅片上的Ag颗粒；
[0036]2)在硅片正面进行高方阻磷扩散；
[0037]3)去除所述磷扩散形成的正面磷硅玻璃和周边PN结；
[0038]4)采用管式扩散炉对硅片进行氧化，扩散温度为800-850°C，氧化时间为10-30min，在硅片表面生长厚度为25-60nm的二氧化硅；
[0039]5)在硅片正面使用等离子化学沉积的方法(PECVD)，采用流量比为3.5:1_7.5:1的氨气和娃烧的混合工艺气体(氨气流量:4.5-10sIm)，沉积时间为5-15min，在娃片正面形成膜厚为20_55nm，折射率为1.85-2.0的单层彩色氮化硅膜；
[0040]6)在硅片背面印刷背电极和铝背场；
[0041 ] 7)在硅片正面印刷正电极浆料形成正电极；
[0042]8)对硅片进行烧结形成彩色多晶太阳能电池。
[0043]采用上述方法，制得如图2所示的一种高效彩色多晶太阳能电池，包括P型硅衬底
5、设置在P型娃衬底5—侧的N型娃4和正银电极1、及设置在P型娃衬底5另一侧的招背场6和背银电极7 ；
[0044]所述P型硅衬底5的一个表面为绒面，所述N型硅4层叠在该绒面上且与P型硅配合形成PN结，所述N型硅4的表面设有二氧化硅3，所述正银电极I穿过所述二氧化硅3并固定在N型硅4上，所述二氧化硅3的表面设有氮化硅膜2;
[0045]所述铝背场6层叠在P型硅衬底5的下表面，所述背银电极7固定在所述铝背场6上。
[0046]具体的，二氧化娃3的厚度为25_60nm，可以为25nm、30nm、40nm、50nm或60nm，生产中可以根据需要灵活选择合适厚度。
[0047]另外，具体的，氮化硅膜2的厚度为20-55nm，氮化硅膜2的折射率为1.85-2.0，采用氮化娃膜2的厚度可以为25]1111、3511111、4011111、50111]1或5511111，生产中可以根据需要灵活选择氮化硅膜2的合适厚度。
[0048]本发明的制备方法及制得太阳能电池，具有如下优点:
[0049]I)本发明利用硝酸银催化制绒，形成高低差为1-5μπι的绒面，大于普通酸法制绒的绒面尺寸，大幅度降低了光的反射率，避免了后续减薄氮化硅膜对反射率的负面效果。
[0050]2)同时，采用二氧化硅钝化，提高电池的开路电压和短路电流，从而在不降低电池光电转换效率的同时，制备彩色多晶太阳能电池。
[0051]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高效彩色多晶太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤， 1)对多晶硅片进行硝酸银催化制绒； 2)在硅片正面进行高方阻磷扩散； 3)去除所述磷扩散形成的正面磷硅玻璃和周边PN结； 4)对硅片管式氧化形成二氧化硅； 5)在硅片正面进行PECVD镀膜； 6)在硅片背面印刷背电极和铝背场； 7)在硅片正面印刷正电极浆料形成正电极； 8)对硅片进行烧结形成彩色多晶太阳能电池。2.如权利要求1所述一种高效彩色多晶太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤I)中，硝酸银催化制绒的具体步骤包括， 将硅片置于浓度为1.0-2.5mol/L的AgNO3溶液中，通过AgNO3溶液在硅片上电化学沉积Ag纳米颗粒，再采用H2O2和HF的混合溶液刻蚀该带有Ag纳米粒的娃片，待娃片上形成高低差为I _5μπι的绒面，再采用HCL和H2O2的混合溶液去除硅片上的Ag颗粒。3.如权利要求2所述一种高效彩色多晶太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤I)中，所述H2O2和HF的质量比为2.0:1-4.5:1ο4.如权利要求3所述一种高效彩色多晶太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤I)中，采用HCL和H2O2的质量比为1:1-2:1。5.如权利要求1所述一种高效彩色多晶太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，采用管式扩散炉对硅片进行氧化，在硅片表面生长厚度为25-60nm的二氧化硅。6.如权利要求5所述一种高效彩色多晶太阳能电池的制备方法，其特征在于，管式扩散炉的工作条件为，扩散温度为800-850°C，氧化时间为10-30min。7.如权利要求1所述一种高效彩色多晶太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中，采用PECVD镀膜在硅片正面形成厚度为20-55nm的单层彩色氮化硅膜。8.如权利要求7所述一种高效彩色多晶太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述氮化硅膜的折射率为1.85-2.0。9.如权利要求7或8所述一种高效彩色多晶太阳能电池的制备方法，其特征在于，在PECVD镀膜时，采用流量比为3.5:1-7.5:1的氨气和硅烷的混合工艺气体，沉积时间为5-15min010.—种利用权利要求1-9任一项所述制备方法制得高效彩色多晶太阳能电池。
【专利摘要】本发明公开一种高效彩色多晶太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池技术领域，包括以下步骤，1)对多晶硅片进行硝酸银催化制绒；2)在硅片正面进行高方阻磷扩散；3)去除所述磷扩散形成的正面磷硅玻璃和周边PN结；4)对硅片管式氧化形成二氧化硅；5)在硅片正面进行PECVD镀膜；6)在硅片背面印刷背电极和铝背场；7)在硅片正面印刷正电极浆料形成正电极；8)对硅片进行烧结形成彩色多晶太阳能电池。本发明利用硝酸银催化制绒，形成高低差为1-5μm的绒面，大于普通酸法制绒的绒面尺寸，大幅度降低了光的反射率，避免了后续减薄氮化硅膜对反射率的负面效果；采用二氧化硅钝化，提高了电池的开路电压和短路电流。
【IPC分类】H01L31/0216, C30B33/10, H01L31/18
【公开号】CN105655448
【申请号】
【发明人】方结彬, 秦崇德, 石强, 黄玉平, 何达能, 陈刚
【申请人】广东爱康太阳能科技有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年4月6日