一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池的制备方法，包括：a）硅片碱制绒；b）淡磷扩散形成N+层；c）生成热氧化钝化薄膜；d）激光开槽，得到槽孔；e）对槽孔进行刻蚀处理；f）对槽孔进行清洗；g)浓磷扩散形成N++层；h)背面蒸镀铝膜；i)背电场烧结；j)化学镀银埋栅；k)制作背电极；l)正面蒸镀双层减反射层，双层减反射层包括MgF2层和ZnS层；m)酸刻蚀去边；n)高温烧结，形成激光刻槽埋栅电极太阳能电池。相应的，本发明还提供一种由上述制备方法制得的激光刻槽埋栅电极太阳能电池。本发明可以同时满足增加前后表面钝化效果、减少表面金属杂质污染、提高镀层与基底结合强度以及大幅降低反射率等目的。
【专利说明】一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池【技术领域】，尤其涉及一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池及其制备方法。
【背景技术】
[0002]太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏特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。由于是利用各种势皇的光生伏特效应将太阳光能转换成电能的固体半导体器件，故又称太阳能电池或光伏电池，是太阳能电池阵电源系统的重要组件。太阳能电池主要有晶硅(Si)电池，三五族半导体电池(GaAs, Cds/Cu2S, Cds/CdTe, Cds/InP, CdTe/Cu2Te)，无机电池，有机电池等，其中晶硅太阳能电池居市场主流主导地位。晶硅太阳能电池的基本材料为纯度达99.9999%、电阻率在10 Ω.cm以上的P型单晶硅，包括正面绒面、正面p-η结、正面双层减反射层、正背面电极等部分。在组件封装为正面受光照面加透光盖片(如高透玻璃及EVA)保护，防止电池受外层空间范爱伦带内高能电子和质子的辐射损伤。
[0003]激光刻槽埋栅电极太阳能电池是采用一种工业化技术的高效太阳能电池，其主要特点为:利用激光方式在有介质层覆盖的硅片表面上开槽，经过二次槽体清洗，再进行二次扩散以及金属电极制备。其优点为:(I)利用激光刻槽和二次扩散技术，实现了选择性发射区，与金属电极接触的区域扩散浓度很高，接触电阻较小，使得发射区薄层电阻可以较大(100-300 Ω / 口，常规电池则为40-60 Ω / □)，避免了因发射区俄歇复合造成的电池电流下降；(2)刻槽技术可大幅降低电池栅线宽度(<30um)以及细栅遮光率(〈2%)，且减少了栅线遮光面积，导致电池串联电阻大幅降低，短路电流密度提高；(3)绒面、双层减反射层和背面反射器的结合使太阳光充分被利用；(4)栅指电极排列紧密减少发射极电阻；(5)淡磷扩散避免形成死层，增加对短波的吸收；(6)埋栅电极处使用重掺杂使接触电阻降低，有利于欧姆接触；(7)埋栅电极深入到硅衬底内部，增加对基区光电子的收集，浓磷扩散降低浓磷区电阻功耗和栅指电极与衬底的接触电阻功耗。
[0004]基于以上优点，激光刻槽埋栅电极太阳能电池效率较常规丝网印刷电池高出0.35%(绝对值)以上，与一般高效电池相比，激光刻槽电池遮光面积小、串联电阻小、单位功率成本可以达到或低于常规电池成本，适合工业化大规模量产。
[0005]然而，现有的激光刻槽埋栅电极太阳能电池的钝化效果还不够理想，表面金属杂质污染严重，镀层与基底结合强度不高，电池表面的反射率较高，致使太阳能电池的光电转换效率不尽理想。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池，可以同时满足增加前后表面钝化效果、减少表面金属杂质污染、提高镀层与基底结合强度以及大幅降低反射率等目的。
[0007]本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种制备上述激光刻槽埋栅电极太阳能电池的方法，可以同时满足增加前后表面钝化效果、减少表面金属杂质污染、提高镀层与基底结合强度以及大幅降低反射率等目的。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池的制备方法，包括:
a)将硅片用碱性溶液制绒；
b)对硅片使用三氯氧磷进行淡磷扩散，形成N+层；
c)使用氧气，在反应温度750-1000°C的条件下生成热氧化钝化薄膜；
d)在硅片上使用激光开槽，得到槽孔；
e)对槽孔进行刻蚀处理；
f)对槽孔进行清洗，包括用SPM溶液在100-140°C温度条件下进行第一次清洗，用DHF溶液在室温下进行第二次清洗，用APM溶液在60-100°C温度条件下进行第三次清洗，用HPM溶液在60-100°C温度条件下进行第四次清洗，用DHF溶液在室温下进行第五次清洗；
g)对槽孔使用三氯氧磷进行浓磷扩散，形成N++层；
h)在硅片的背面蒸镀铝膜；
i)在硅片的背面进行烧结，形成背电场； j)在槽孔内通过化学镀银埋栅；
k)在硅片的背面制作背电极；
I)在娃片的正面蒸镀双层减反射层，所述双层减反射层包括MgF2层和ZnS层； m)对硅片进行酸刻蚀去边；
η)将硅片高温烧结，形成激光刻槽埋栅电极太阳能电池。
[0009]作为上述方案的改进，步骤a)中，所述碱性溶液为NaOH、Na2S14和IPA组成的混合溶液，NaOH: Na2S14:1PA = 1: 1-2: 1-2，制绒温度为 80_90°C。
[0010]作为上述方案的改进，步骤C)中，所述氧气的纯度3 99%，反应温度为850-900°C，热氧化钝化薄膜为二氧化硅层，其厚度为15-35nm。
[0011]作为上述方案的改进，步骤d)中，所述激光开槽是使用Nd:YAG激光进行开槽，激光的波长为500-600nm，所述槽孔为矩形，宽度为25_45nm，深度为35_55um，间距为0.5_3mm0
[0012]作为上述方案的改进，步骤e)中，所述刻蚀处理使用的刻蚀液为氢氟酸和硝酸的混合溶液，氢氟酸:硝酸=1:2-3，反应温度为25-45°C。
[0013]作为上述方案的改进，步骤f)中，所述SPM溶液为H2Si04、H2O2组成的混合溶液，其中，H2Si04:H202=3-5:l，第一次清洗的温度为120-130°C ；
所述DHF溶液为HF、H2O组成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第二次清洗的温度为 20-35 0C ；
所述APM溶液为NH4OH' H2O2' H2O组成的混合溶液，其中，NH4OH:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:4.5-5.5，第三次清洗的温度为70_90°C ；
所述HPM溶液为HCl、H2O2, H2O组成的混合溶液，其中，HCl:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:5.5-6.5，第四次清洗的温度为70-90°C ； 所述DHF溶液为HF、H2O组成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第五次清洗的温度为 20-35 °C。
[0014]作为上述方案的改进，步骤j)中，所述化学镀银埋栅使用的溶液为AgN03、CS (NH2)2组成的混合溶液，AgNO 3、CS (NH2)2= 1: 1-2，反应时间为200-500秒。
[0015]作为上述方案的改进，步骤I)中，所述MgF2层的厚度为90-130nm，所述ZnS层的厚度为20-60nm，所述MgF2层和ZnS层通过离子束沉积法在180_220°C温度条件下制得。
[0016]所述MgF2层的一面与热氧化钝化薄膜相连接，所述MgF2层的另一面与ZnS层相连接。
[0017]相应的，本发明还提供一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池，包括背电极、背电场、P型硅、N++层、埋槽Ag电极、N+层、热氧化钝化薄膜、双层减反射层，所述激光刻槽埋栅电极太阳能电池由上述制备方法制得，所述双层减反射层包括MgF2层和ZnS层，所述MgF2层的一面与热氧化钝化薄膜相连接，所述MgF2层的另一面与ZnS层相连接。
[0018]实施本发明，具有如下有益效果:
本发明采用热氧化钝化薄膜、RCA湿式化学清洗、化学镀银埋栅和MgF2/ZnS双层减反射薄膜，其中，热氧化钝化薄膜可以有效增加前后表面钝化效果；RCA湿式化学清洗可以减少表面金属杂质污染；化学镀银埋栅的栅线阴影面积小，接触电阻小，电流收集效率较高；MgF2/ZnS双层减反射薄膜可大幅降低反射率(趋近为0)，增加光子入射。在上述热氧化钝化薄膜、RCA湿式化学清洗、化学镀银埋栅和MgF2/ZnS双层减反射薄膜的协同作用下，可以有效增加前后表面钝化效果、减少表面金属杂质污染、提高镀层与基底结合强度以及大幅降低反射率(趋近为O)，使得开路电压提高、短路电流密度提升、串联电阻大幅降低。因此，本发明在绒面、双层减反射层和背面反射器的结合下，大幅提高了电池转换效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明激光刻槽埋栅电极太阳能电池的制备方法的流程图。
[0020]图2是本发明激光刻槽埋栅电极太阳能电池的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
[0022]参见图1，本发明提供了一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池的制备方法，包括:
S11、将硅片用碱性溶液制绒
由于碱性溶液与硅(Si)反应会形成各向异性腐蚀，使得本发明采用碱性溶液制绒具有下述优点:使用单晶结构的各向异性的物理性质参与反应，形成均匀的低反射率织构化金字塔状表面形貌，大幅减少光子反射，增加光吸收。
[0023]现有的制绒方式为酸制绒，缺点是反射率较高，绒面均匀性较差。
[0024]优选的，所述碱性溶液为NaOH、Na2S14和IPA组成的混合溶液，NaOH: Na2S14:1PA = 1: 1-2: 1-2，制绒温度为 80-90°C。
[0025]需要说明的是，IPA是异丙醇。
[0026]S102、对硅片使用三氯氧磷进行淡磷扩散，形成N+层。
[0027]具体的，上述淡磷扩散是在800-900°C通入POCL3 (电子级>99.9999%)反应时间10-30分钟，形成方阻为100-110欧姆的浅PN结。
[0028]优选的，上述淡磷扩散是在850°C通入POCL3 (电子级>99.9999%)反应时间15分钟，形成方阻为100-110欧姆的浅PN结。
[0029]需要说明的是，N+层是指在半导体材料硅中掺入五价元素杂质(磷)可构成多余壳粒的N形半导体。在N+层上再掺入五价元素杂质(磷)可构成多余壳粒的N形半导体，即为N++层。
[0030]S103、使用氧气，在反应温度750-1000°C的条件下生成热氧化钝化薄膜。
[0031]优选的，所述氧气的纯度3 99%，反应温度为850-900°C，热氧化钝化薄膜为二氧化娃层，其厚度为15-35nm0
[0032]更佳的，所述氧气的纯度兰99.9995%，反应温度为850-900 °C，热氧化钝化薄膜为二氧化硅层，其厚度为20-30nm。
[0033]本发明在反应温度750-1000°C的条件下生成热氧化钝化薄膜，其优点为:致密性高，钝化效果好，可降低晶体硅表面复合速率，提高少子寿命，增加电池转换效率。
[0034]在本发明中，若步骤S103是通过其它方式生成钝化膜，则该钝化膜与其他层的配合不好，致密性较差，钝化效果较差，生产成本较高。
[0035]S104、在硅片上使用激光开槽，得到槽孔
具体的，所述激光开槽是使用Nd: YAG激光进行开槽，激光的波长优选为500-600nm，所述槽孔优选为矩形，宽度优选为25-45nm，深度优选为35_55um，间距优选为0.5_3mm。连续矩形槽孔可增加电流收集率。
[0036]更佳的，激光的波长为532nm，所述槽孔为矩形，宽度为30_40nm，深度为40_50um，间距为 1.5mm。
[0037]S105、对槽孔进行刻蚀处理。
[0038]具体的，所述刻蚀处理使用的刻蚀液为氢氟酸和硝酸的混合溶液，氢氟酸:硝酸=1:2-3，反应温度优选为25-45°C。更佳的，反应温度为30-40°C。使用氢氟酸:硝酸=1:2-3的刻蚀液，成本低，可减少因激光开孔造成的表面损伤层。
[0039]S106、对槽孔进行清洗，包括用SPM溶液在100-140°C温度条件下进行第一次清洗，用DHF溶液在室温下进行第二次清洗，用APM溶液在60-100°C温度条件下进行第三次清洗，用HPM溶液在60-100°C温度条件下进行第四次清洗，用DHF溶液在室温下进行第五次清洗。
[0040]优选的，所述SPM溶液为H2S14、H2O2组成的混合溶液，其中，H 2Si04: H202=3_5:1，第一次清洗的温度为120-130°C ；
所述DHF溶液为HF、H2O组成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第二次清洗的温度为 20-35 0C ；
所述APM溶液为NH4OH' H2O2' H2O组成的混合溶液，其中，NH4OH:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:4.5-5.5，第三次清洗的温度为70_90°C ；
所述HPM溶液为HCl、H2O2, H2O组成的混合溶液，其中，HCl:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:5.5-6.5，第四次清洗的温度为70-90°C ；
所述DHF溶液为HF、H2O组成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第五次清洗的温度为 20-35 °C。
[0041]更佳的，所述SPM溶液为H2Si04、H202组成的混合溶液，其中，H2Si04:H202=4:1，第一次清洗的温度为120-130°C ；
所述DHF溶液为HF、H2O组成的混合溶液，其中，HF:H20=1:100，第二次清洗的温度为20-35 0C ；
所述APM溶液为NH40H、H2O2, H2O组成的混合溶液，其中，NH4OH:H2O2:H2O=1: 1: 5，第三次清洗的温度为70-90 °C ；
所述HPM溶液为HCl、H2O2、H2O组成的混合溶液，其中，HCl: H2O2: H2O=1: 1:6，第四次清洗的温度为70-90 °C ；
所述DHF溶液为HF、H2O组成的混合溶液，其中，HF:H20=1:100，第五次清洗的温度为20-35。。。
[0042]采用步骤S106清洗方式，带来下述优点:
(I) SPM具有很高的氧化能力，可将金属氧化后溶于清洗液中，并能把有机物氧化生成CO JPH2O，用SPM清洗硅片可去除硅片表面的重有机沾污和部分金属。
[0043](2) DHF可以去除硅片表面的自然氧化膜及其附着的金属氢氧化物。
[0044](3) APM:由于H2O2的作用，硅片表面有一层自然氧化膜(S12),呈亲水性，硅片表面和粒子之间可被清洗液浸透。由于硅片表面的自然氧化层与硅片表面的Si被NH 40H腐蚀，因此附着在硅片表面的颗粒便落入清洗液中，从而达到去除粒子的目的。在NH4OH腐蚀硅片表面的同时，H2O2又在氧化硅片表面形成新的氧化膜。
[0045](4) HPM:用于去除硅片表面的钠、铁、镁等金属沾污。在室温下HPM就能除去Fe和Zn。
[0046]现有的清洗方式是只使用DHF，缺点是:无法有效去除表面脏污与金属杂质。
[0047]S107、对槽孔使用三氯氧磷进行浓磷扩散，形成N++层。
[0048]具体的，在800-900°C通入P0CL3(电子级>99.9999%)，反应时间25-50分钟，形成方阻为60-70欧姆的深PN结。
[0049]优选的，在850°C通入POCL3 (电子级>99.9999%)，反应时间35分钟，形成方阻为60-70欧姆的深PN结。
[0050]需要说明的是，N+层是指在半导体材料硅中掺入五价元素杂质(磷)可构成多余壳粒的N形半导体。在N+层上再掺入五价元素杂质(磷)可构成多余壳粒的N形半导体，即为N++层。
[0051]S108、在硅片的背面蒸镀铝膜。
[0052]S109、在硅片的背面进行烧结，形成背电场。
[0053]S110、在槽孔内通过化学镀银埋栅。
[0054]优选的，所述化学镀银埋栅使用的溶液为AgN03、CS (NH2)2组成的混合溶液，AgNO 3、CS(NH2)2= 1: 1-2，反应时间为200-500秒。采用化学镀银埋栅:栅线阴影面积小，接触电阻小，电流收集效率较高。
[0055]更佳的，反应时间为300-360秒。
[0056]Sll 1、在硅片的背面制作背电极。
[0057]S112、在硅片的正面蒸镀双层减反射层，所述双层减反射层包括MgF2层和ZnS层。所述MgF2层的一面与热氧化钝化薄膜相连接，所述MgF 2层的另一面与ZnS层相连接。
[0058]优选的，所述MgF2层的厚度为90-130nm，所述ZnS层的厚度为20_60nm，所述MgF 2层和ZnS层通过离子束沉积法在180-220°C温度条件下制得。
[0059]更佳的，所述MgF2层的厚度为100-120nm，所述ZnS层的厚度为30_50nm，所述MgF2层和ZnS层通过离子束沉积法在190-210°C温度条件下制得。
[0060]MgF2/ZnS双层减反射薄膜，可以大幅降低反射率(趋近为0)，增加光子入射。这是因为MgF2/ZnS双层减反射薄膜利用光波在减反射膜上下表面反射所产生的光程差使得两束反射光干涉相消，从而减弱反射，提高光的入射，减反射的效果决定于减反射膜的折射率及厚度，MgF2/ZnS具有优异的减反射能力。
[0061]现有的减反膜设置为单层氮化硅薄膜，但是其减反射效果较差。
[0062]SI 13、对硅片进行酸刻蚀去边。
[0063]S114、将硅片高温烧结，形成激光刻槽埋栅电极太阳能电池。
[0064]相应的，本发明还提供一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池，包括背电极1、背电场
2、P型硅3、N++层4、埋槽Ag电极5、N+层6、热氧化钝化薄膜7、双层减反射层8，所述双层减反射层8包括1%&层81和ZnS层82，所述MgF 2层81的一面与热氧化钝化薄膜7相连接，所述MgFJl 81的另一面与ZnS层82相连接。
[0065]所述激光刻槽埋栅电极太阳能电池由上述制备方法制得。具体的，P型硅3经过SlOl处理而得，N+层6经过S102处理而得，热氧化钝化薄膜7经过S103处理而得，N++层4经过S104、S105、S106、S107处理而得，背电场2经过S108、S109处理而得，埋槽Ag电极5经过SllO处理而得，背电极I经过Slll处理而得，双层减反射层8经过S112处理而得，最后经过SI 13、SI 14得到最终成品。
[0066]下面以具体实施例进一步阐述本发明实施例1
将 P 型硅用 NaOH、Na2S14 和 IPA 组成的混合溶液(NaOH: Na2S14:1PA = 1:1:1)在80°C下进行制绒；
对硅片使用三氯氧磷进行淡磷扩散，形成N+层；
使用纯度99%的氧气，在反应温度750°C的条件下生成厚度为15nm的热氧化钝化薄膜；
使用Nd = YAG激光进行开槽，激光的波长为532nm，得到宽度为25nm，深度为35um，间距为Imm的矩形槽孔；
对槽孔使用氢氟酸和硝酸的混合溶液(氢氟酸:硝酸=1:2)在25°C下进行刻蚀处理；对槽孔进行清洗，包括用SPM溶液(H2Si04:H202=3:l)在100°C温度条件下进行第一次清洗，用DHF溶液(HF:H20=1:90)在室温下进行第二次清洗，用APM溶液(NH40H:H202:H20=1:1:5 )在60 °C温度条件下进行第三次清洗，用HPM溶液(HCl: H2O2: H2O=1: 1:6 )在60 °C温度条件下进行第四次清洗，用DHF溶液(HF =H2O=1: 90)在室温下进行第五次清洗；
对槽孔使用三氯氧磷进行浓磷扩散，形成N++层；
在硅片的背面蒸镀铝膜；
在硅片的背面进行烧结，形成背电场；
在槽孔内使用AgN03、CS (NH2)2组成的混合溶液(AgNO 3:CS (NH 2)2= 1:1)通过化学镀银埋栅，反应时间为200秒；
在硅片的背面制作背电极；
在硅片的正面通过离子束沉积法在190°C温度条件下蒸镀双层减反射层，双层减反射层包括厚度为90nm的MgF2层和厚度为20nm的ZnS层；
对硅片进行酸刻蚀去边；
将硅片高温烧结，形成激光刻槽埋栅电极太阳能电池。
[0067]实施例2
将 P 型硅用 NaOH、Na2S14 和 IPA 组成的混合溶液(NaOH: Na2S14:1PA = 1: 1.5:1.5)在85°0下进行制绒；
对硅片使用三氯氧磷进行淡磷扩散，形成N+层；
使用纯度99.9995%的氧气，在反应温度850°C的条件下生成厚度为20nm的热氧化钝化薄膜；
使用Nd: YAG激光进行开槽，激光的波长为532nm，得到宽度为30nm，深度为40um，间距为1.5mm的矩形槽孔；
对槽孔使用氢氟酸和硝酸的混合溶液(氢氟酸:硝酸=1:2.5)在30°C下进行刻蚀处理；对槽孔进行清洗，包括用SPM溶液(H2S14:H202=4:1)在110°C温度条件下进行第一次清洗，用DHF溶液(HF:H2O= 1:100)在室温下进行第二次清洗，用APM溶液(NH4OH:H2O2 = H2O=1:1:4.5 )在70°C温度条件下进行第三次清洗，用HPM溶液(HCl: H2O2: H2O=1: 1:5.5 )在70°C温度条件下进行第四次清洗，用DHF溶液(HF =H2O=1: 100)在室温下进行第五次清洗；
对槽孔使用三氯氧磷进行浓磷扩散，形成N++层；
在硅片的背面蒸镀铝膜；
在硅片的背面进行烧结，形成背电场；
在槽孔内使用AgN03、CS (NH2) 2组成的混合溶液(AgNO 3:CS (NH 2)2= 1: 1.5)通过化学镀银埋栅，反应时间为300秒；
在硅片的背面制作背电极；
在硅片的正面通过离子束沉积法在200°C温度条件下蒸镀双层减反射层，双层减反射层包括厚度为10nm的MgF2层和厚度为30nm的ZnS层；
对硅片进行酸刻蚀去边；
将硅片高温烧结，形成激光刻槽埋栅电极太阳能电池。
[0068]实施例3
将 P 型硅用 NaOH、Na2S14 和 IPA 组成的混合溶液(NaOH: Na2S14:1PA = 1: 2:
2)在86°C下进行制绒；
对硅片使用三氯氧磷进行淡磷扩散，形成N+层；
使用纯度99.992%的氧气，在反应温度900°C的条件下生成厚度为25nm的热氧化钝化薄膜；
使用Nd = YAG激光进行开槽，激光的波长为532nm，得到宽度为35nm，深度为45um，间距为1.5mm的矩形槽孔；
对槽孔使用氢氟酸和硝酸的混合溶液(氢氟酸:硝酸=1:3)在35°C下进行刻蚀处理； 对槽孔进行清洗，包括用SPM溶液(H2S14: H202=5:1)在125°C温度条件下进行第一次清洗，用DHF溶液(HF:H2O= 1:105)在室温下进行第二次清洗，用APM溶液(NH4OH:H2O2 = H2O=1:1:5 )在80 °C温度条件下进行第三次清洗，用HPM溶液(HCl: H2O2: H2O=1: 1:6 )在80 °C温度条件下进行第四次清洗，用DHF溶液(HF =H2O=1: 105)在室温下进行第五次清洗；
对槽孔使用三氯氧磷进行浓磷扩散，形成N++层；
在硅片的背面蒸镀铝膜；
在硅片的背面进行烧结，形成背电场；
在槽孔内使用AgN03、CS (NH2) 2组成的混合溶液(AgNO 3:CS (NH 2)2= 1: 1.8)通过化学镀银埋栅，反应时间为350秒；
在硅片的背面制作背电极；
在硅片的正面通过离子束沉积法在200°C温度条件下蒸镀双层减反射层，双层减反射层包括厚度为IlOnm的MgF2层和厚度为40nm的ZnS层；
对硅片进行酸刻蚀去边；
将硅片高温烧结，形成激光刻槽埋栅电极太阳能电池。
[0069]实施例4
将 P 型硅用 NaOH、Na2S14 和 IPA 组成的混合溶液(NaOH: Na2S14:1PA = 1: 2:1)在88°C下进行制绒；
对硅片使用三氯氧磷进行淡磷扩散，形成N+层；
使用纯度99.9995%的氧气，在反应温度900°C的条件下生成厚度为30nm的热氧化钝化薄膜；
使用Nd: YAG激光进行开槽，激光的波长为532nm，得到宽度为40nm，深度为50um，间距为2mm的矩形槽孔；
对槽孔使用氢氟酸和硝酸的混合溶液(氢氟酸:硝酸=1:2)在40°C下进行刻蚀处理；对槽孔进行清洗，包括用SPM溶液(H2S14:H202=4.5:1)在130 °C温度条件下进行第一次清洗，用DHF溶液(HF:H2O= 1:105)在室温下进行第二次清洗，用APM溶液(NH4OH:H2O2 = H2O=1: 1:5.5)在90 °C温度条件下进行第三次清洗，用HPM溶液(HCl:H202:H2O=1: 1:6.5)在90°C温度条件下进行第四次清洗，用DHF溶液(HF:H20=1:105)在室温下进行第五次清洗；
对槽孔使用三氯氧磷进行浓磷扩散，形成N++层；
在硅片的背面蒸镀铝膜；
在硅片的背面进行烧结，形成背电场；
在槽孔内使用AgN03、CS (NH2) 2组成的混合溶液(AgNO 3:CS (NH 2)2= 1: 2)通过化学镀银埋栅，反应时间为400秒；
在硅片的背面制作背电极；
在硅片的正面通过离子束沉积法在210°C温度条件下蒸镀双层减反射层，双层减反射层包括厚度为120nm的MgF2层和厚度为50nm的ZnS层；
对硅片进行酸刻蚀去边；
将硅片高温烧结，形成激光刻槽埋栅电极太阳能电池。
[0070]实施例5
将 P 型硅用 NaOH、Na2S14 和 IPA 组成的混合溶液(NaOH: Na2S14:1PA = 1:1:2)在90°C下进行制绒；
对硅片使用三氯氧磷进行淡磷扩散，形成N+层；
使用纯度99.9995%的氧气，在反应温度1000°C的条件下生成厚度为35nm的热氧化钝化薄膜；
使用Nd = YAG激光进行开槽，激光的波长为532nm，得到宽度为45nm，深度为55um，间距为2mm的矩形槽孔；
对槽孔使用氢氟酸和硝酸的混合溶液(氢氟酸:硝酸=1:2)在45°C下进行刻蚀处理；对槽孔进行清洗，包括用SPM溶液(H2Si04:H202=5:l)在140 °C温度条件下进行第一次清洗，用DHF溶液(HF:H2O= 1: 110)在室温下进行第二次清洗，用APM溶液(NH4OH:H202:H2O= 1.5: 1.5: 5.5)在100 °C温度条件下进行第三次清洗，用HPM溶液(HCl:H202:H2O=L 5: 1.5: 6.5)在100 °C温度条件下进行第四次清洗，用DHF溶液(HF:H2O=1: 110)在室温下进行第五次清洗；
对槽孔使用三氯氧磷进行浓磷扩散，形成N++层；
在硅片的背面蒸镀铝膜；
在硅片的背面进行烧结，形成背电场；
在槽孔内使用AgN03、CS (NH2) 2组成的混合溶液(AgNO 3:CS (NH 2)2= 1: 2)通过化学镀银埋栅，反应时间为500秒；
在硅片的背面制作背电极；
在硅片的正面通过离子束沉积法在220°C温度条件下蒸镀双层减反射层，双层减反射层包括厚度为130nm的MgF2层和厚度为60nm的ZnS层；
对硅片进行酸刻蚀去边；
将硅片高温烧结，形成激光刻槽埋栅电极太阳能电池。
[0071]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括: a)将硅片用碱性溶液制绒； b)对硅片使用三氯氧磷进行淡磷扩散，形成N+层； c)使用氧气，在反应温度750-1000°C的条件下生成热氧化钝化薄膜； d)在硅片上使用激光开槽，得到槽孔； e)对槽孔进行刻蚀处理； f)对槽孔进行清洗，包括用SPM溶液在100-140°C温度条件下进行第一次清洗，用DHF溶液在室温下进行第二次清洗，用APM溶液在60-100°C温度条件下进行第三次清洗，用HPM溶液在60-100°C温度条件下进行第四次清洗，用DHF溶液在室温下进行第五次清洗； g)对槽孔使用三氯氧磷进行浓磷扩散，形成N++层； h)在硅片的背面蒸镀铝膜； i)在硅片的背面进行烧结，形成背电场； j)在槽孔内通过化学镀银埋栅； k)在硅片的背面制作背电极； I)在娃片的正面蒸镀双层减反射层，所述双层减反射层包括MgF2层和ZnS层； m)对硅片进行酸刻蚀去边； η)将硅片高温烧结，形成激光刻槽埋栅电极太阳能电池。
2.如权利要求1所述的激光刻槽埋栅电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述碱性溶液为NaOH 'Na2S14和IPA组成的混合溶液，NaOH: Na2S14:1PA = 1:1-2: 1-2，制绒温度为 80-90°C。
3.如权利要求1所述的激光刻槽埋栅电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤c)中，所述氧气的纯度399%，反应温度为850-900°C，热氧化钝化薄膜为二氧化硅层，其厚度为 15_35nm。
4.如权利要求1所述的激光刻槽埋栅电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤d)中，所述激光开槽是使用Nd:YAG激光进行开槽，激光的波长为500-600nm，所述槽孔为矩形，宽度为25-45nm，深度为35_55um，间距为0.5_3mm。
5.如权利要求1所述的激光刻槽埋栅电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤e)中，所述刻蚀处理使用的刻蚀液为氢氟酸和硝酸的混合溶液，氢氟酸:硝酸=1:2-3，反应温度为25-45 °C。
6.如权利要求1所述的激光刻槽埋栅电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤f)中，所述SPM溶液为H2Si04、H2O2组成的混合溶液，其中，H 2Si04: H202=3_5:1，第一次清洗的温度为120-130°C ； 所述DHF溶液为HF、H2O组成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第二次清洗的温度为 20-35 0C ； 所述APM溶液为NH4OH' H2O2' H2O组成的混合溶液，其中，NH4OH:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:4.5-5.5，第三次清洗的温度为70_90°C ； 所述HPM溶液为HCl、H2O2, H2O组成的混合溶液，其中，HCl:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:5.5-6.5，第四次清洗的温度为70-90°C ； 所述DHF溶液为HF、H2O组成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第五次清洗的温度为 20-35 °C。
7.如权利要求1所述的激光刻槽埋栅电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤j)中，所述化学镀银埋栅使用的溶液为AgN03、CS (NH2) 2组成的混合溶液，AgNO 3、CS (NH2) 2=1: 1-2，反应时间为200-500秒。
8.如权利要求1所述的激光刻槽埋栅电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤I)中，所述18&层的厚度为90-130nm，所述ZnS层的厚度为20_60nm，所述MgF 2层和ZnS层通过离子束沉积法在180-220°C温度条件下制得。
9.如权利要求8所述的激光刻槽埋栅电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述MgF2层的一面与热氧化钝化薄膜相连接，所述MgF 2层的另一面与ZnS层相连接。
10.一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池，包括背电极、背电场、P型硅、N++层、埋槽Ag电极、N+层、热氧化钝化薄膜、双层减反射层，其特征在于，所述激光刻槽埋栅电极太阳能电池由权利要求1-9任一项所述的制备方法制得，所述双层减反射层包括MgF2层和ZnS层，所述MgF2层的一面与热氧化钝化薄膜相连接，所述MgF 2层的另一面与ZnS层相连接。
【文档编号】H01L31/18GK104505407SQ201410671495
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】秦崇德, 方结彬, 石强, 黄玉平, 何达能 申请人:广东爱康太阳能科技有限公司