一种黑硅太阳能电池结构及其制作工艺的制作方法

技术特征：

1.一种黑硅太阳能电池结构，其特征在于，包括N型硅衬底（4），所述N型硅衬底（4）的表面场自下而上依次铺设有B型扩散层（3）及绝缘层（2），其中，所述B型扩散层（3）的材质为硼酸盐，所述绝缘层（2）的材质为SiNx层膜，所述绝缘层（2）的上表面设置有P型金属电极（1）；

所述N型硅衬底（4）的背表面场自上而下依次设置有广谱吸收黑硅材料层（5）及钝化层（6），所述钝化层（6）下表面设置有n型金属电极（7）。

2.根据权利要求1所述的黑硅太阳能电池结构，其特征在于，所述广谱吸收黑硅材料层（5）采用黑硅材料，该黑硅材料具有间隔为20nm至20μm，横向尺度为20nm至20μm，深度为20nm至20μm的硅锥、硅粒或硅孔，这种材料对0.25μm至2.5μm波长范围内的太阳光具有＞85％的光吸收率。

3.根据权利要求2所述的黑硅太阳能电池结构，其特征在于，所述P型金属电极（1）与N型硅衬底（4）的边缘之间留有距离，所述n型金属电极（7）与N型硅衬底（4）的边缘之间留有距离。

4.根据权利要求3所述的黑硅太阳能电池结构，其特征在于，所述SiNx层膜为氮化硅和二氧化硅构成的叠层膜。

5.根据权利要求4所述的黑硅太阳能电池结构，其特征在于，所述二氧化硅层膜位于氮化硅层膜的下方，所述二氧化硅层膜的厚度为41-43nm，所述氮化硅层膜的厚度为80-83nm。

6.根据权利要求5所述的黑硅太阳能电池结构的制作工艺，其特征在于，选用N型硅衬底（4）作为基底，包括如下具体步骤：

将硼盐酸溶液涂覆在N型硅衬底（4）的表面场，并将N型硅衬底（4）放入管式炉中进行扩散，通入N₂气体作为保护，N₂气体的流量为11slm，扩散温度为910-930℃，扩散时间为11-13min，形成B型扩散层（3）；

所述硼盐酸溶液的制备为：将B₂O₅溶解到稀盐酸中形成13-16wt%的溶液；

采用RIE黑硅技术对黑硅材料进行制绒，绒面大小在200-700nm，深度180-220nm；

在N型硅衬底（4）的背表面场采用PCLO3扩散方法，控制扩散的流量900sccm，扩散时间为4-6min，扩散温度880-900℃，控制整体方阻100-120，控制结深2.7un，表面弄6.0E+20，均匀性小于7%，形成掺磷梯度层；在N型硅衬底（4）的背表面场掺磷梯度层上利用上述黑硅材料制作广谱吸收黑硅材料层（5）；

在B型扩散层（3）的上表面采用硝酸氧化制作厚度为41-43nm的二氧化硅层膜，在二氧化硅层膜上采用PECVD沉积厚度为80-83nm的氮化硅层膜，所述二氧化硅层膜作为钝化层，所述氮化硅层作为减反射层，控制反射率小于8%，钝化层与减反射层共同作为绝缘层（2）；

在广谱吸收黑硅材料层（5）的下表面制作钝化层（6），采用硅烷进行两层钝化镀膜而成，第一层钝化镀膜时增大硅烷流量150（这里的流量单位是什么，钝化速度是多少），第二步中钝化镀膜时缩减硅烷流量50（这里的流量单位是什么，钝化速度是多少），控制钝化层（6）的厚度为84-87um；

在绝缘层（2）上印刷Ag/Al浆，制作P型金属电极（1），在钝化层（6）的下表面印刷Al浆，制作n型金属电极（7）。

7.根据权利要求6所述的黑硅太阳能电池结构的制作工艺，其特征在于，选用N型硅衬底（4）作为基底，包括如下具体步骤：

将硼盐酸溶液涂覆在N型硅衬底（4）的表面场，并将N型硅衬底（4）放入管式炉中进行扩散，通入N₂气体作为保护，N₂气体的流量为11slm，扩散温度为920℃，扩散时间为12min，形成B型扩散层（3）；

所述硼盐酸溶液的制备为：将B₂O₅溶解到稀盐酸中形成15wt%的溶液；

采用RIE黑硅技术对黑硅材料进行制绒，绒面大小在200-700nm，深度180-220nm；

在N型硅衬底（4）的背表面场采用PCLO3扩散方法，控制扩散的流量900sccm，扩散时间为5min，扩散温度890℃，控制整体方阻100-120，控制结深2.7un，表面弄6.0E+20，均匀性小于7%，形成掺磷梯度层；在N型硅衬底（4）的背表面场掺磷梯度层上利用上述黑硅材料制作广谱吸收黑硅材料层（5）；

在B型扩散层（3）的上表面采用硝酸氧化制作厚度为42nm的二氧化硅层膜，在二氧化硅层膜上采用PECVD沉积厚度为81nm的氮化硅层膜，所述二氧化硅层膜作为钝化层，所述氮化硅层作为减反射层，控制反射率小于8%，钝化层与减反射层共同作为绝缘层（2）；

在广谱吸收黑硅材料层（5）的下表面制作钝化层（6），钝化层（6）的厚度为84-87um；

在绝缘层（2）上印刷Ag/Al浆，制作P型金属电极（1），在钝化层（6）的下表面印刷Al浆，制作n型金属电极（7）。

8.根据权利要求6-7中任意一项权利要求所述的黑硅太阳能电池结构的制作工艺，其特征在于，在所述N型硅衬底（4）的侧表面上涂覆防抗覆冰附着乳液，所述防抗覆冰附着乳液的质量百分比组分为：4-甲基环己基异氰酸酯：7-9%，氨基甲酸乙酯：11-13%，α-亚麻酸：3.3-3.5%，乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯：1.3-1.5%，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：4.5-4.7%，过氧化苯甲酰：3.2-3.4%，丙烯酸丁酯：2.3-2.5%，2-羟基-1,2-二苯基乙酮：2.7-2.9%，锑掺杂氧化锡纳米晶：2.8-3%，纳米二氧化钛：4.3-4.5%，纳米碳化硅：2.5-2.7%，乙烯-醋酸乙烯：2.5-2.7%，聚氧乙烯脂肪醇醚：3.7-3.9%，聚二甲基硅氧烷：1.4-1.6%，聚醚改性硅油：1.1-1.3%，助溶剂：5.4-5.6%，附着力促进剂：9.3-9.5%，有机氟防水剂：余量。

9.根据权利要求8所述的黑硅太阳能电池结构的制作工艺，其特征在于，所述防抗覆冰附着乳液的质量百分比组分为：4-甲基环己基异氰酸酯：8%，氨基甲酸乙酯：12%，α-亚麻酸：3.3%，乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯：1.3%，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：4.6%，过氧化苯甲酰：3.3%，丙烯酸丁酯：2.4%，2-羟基-1,2-二苯基乙酮：2.8%，锑掺杂氧化锡纳米晶：2.9%，纳米二氧化钛：4.4%，纳米碳化硅：2.6%，乙烯-醋酸乙烯：2.7%，聚氧乙烯脂肪醇醚：3.8%，聚二甲基硅氧烷：1.5%，聚醚改性硅油：1.2%，助溶剂：5.5%，附着力促进剂：9.4%，有机氟防水剂：余量。