本发明涉及一种n型双面太阳电池的制备方法。
背景技术：
目前，随着化石能源的逐渐耗尽，太阳电池作为新的能源替代方案，使用越来越广泛。太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳电池利用光生伏特原理产生载流子，然后使用电极将载流子引出，从而利于将电能有效利用。
目前使用的太阳电池的步骤中，在形成图形化导电浆料的涂布后，会进行一个高温烧结步骤，这个步骤会导致如下一些问题的发生：传统的烧结，温度较高，对电池的发射极和背面场的钝化性能有较大的负面影响；传统的烧结，电池电极的接触电阻和串联电阻等偏高；传统的烧结，电池烧结工艺窗口较窄，因为涉及多种电极组成成分，多种钝化结构，不能使得钝化性能和接触性能等同时达到最佳。并且目前的太阳电池发射极在正面，使得在发射极的钝化和减反射不能同时达到最佳，以上缺点从而使得目前的n型太阳电池，不能达到最佳的电池转换效率。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种n型双面太阳电池的制备方法解决现有技术中存在的传统的烧结，温度较高，对电池的发射极和背面场的钝化性能有较大的负面影响，电池电极的接触电阻和串联电阻等偏高，电池烧结工艺窗口较窄，因为涉及多种电极组成成分，多种钝化结构，不能使得钝化性能和接触性能等同时达到最佳，并且目前的太阳电池发射极在正面，使得在发射极的钝化和减反射不能同时达到最佳，以上缺点从而使得目前的n型太阳电池，不能达到最佳的电池转换效率的问题。
本发明的技术解决方案是：
一种n型双面太阳电池的制备方法，包括以下步骤，
步骤1、对n型硅基底进行去损伤层或织构化处理及清洗处理；
步骤2、在硅基底背面进行发射极的制备；
步骤3、进行绝缘处理；
步骤4、在硅基底正面进行前表面场制备；
步骤5、受光面的钝化及减反射膜制备，以及背面钝化层制备；
步骤6、在正面和背面图形化形成包含导电成分的电极浆料层；
步骤7、进行第一热处理过程；
步骤8、进行第二热处理过程。
进一步地，步骤2中发射极制备采用直接在基底上掺杂形成的p型同质发射极，或在基底上沉积p型掺杂的多晶硅或非晶硅形成的异质发射极。
进一步地，采用异质发射极的制备时，在硅基底和掺杂多晶硅或非晶硅之间形成一层隧穿钝化层。
进一步地，步骤4中前表面场采用直接在基底上掺杂形成的n型表面场，或在基底上沉积n型掺杂的多晶硅或非晶硅层而形成的异质表面场，前表面场采用整面或局部设置。
进一步地，采用异质背面发射极时，在硅基底和p型掺杂的多晶硅或非晶硅之间形成一层隧穿钝化层。
进一步地，隧穿钝化层采用本征非晶硅、氧化硅、氧化铝、氧化钛、氮化硅、氮氧化硅和碳化硅中的一种。
进一步地，隧穿钝化层的厚度0.5nm~3nm。
进一步地，图形化形成电极浆料层的方法是印刷方法、喷墨、激光转印或3d打印方法。
进一步地，第一热处理过程为烧结过程，烧结处理过程使用的峰值温度为500~950℃。
进一步地，钝化处理过程中使用原子层沉积方法、增强型等离子气相沉积方法或热生长方法形成的氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮氧化硅，或者它们中的两个或两个以上的组合物进行钝化。
进一步地，第二热处理方法为激光辐照处理方法或快速热处理方法。
进一步地，激光辐照处理方法采用超过太阳能电池尺寸的大光斑一次照射，或使用小于太阳能电池面积的光斑进行扫描式辐照，辐照次数为一次及以上。
进一步地，激光辐照方法使用的激光器的波长是300~1100nm，激光辐照方法对整个电池表面进行辐照或仅对电极区域进行辐照处理。
进一步地，快速热处理方法使用的峰值温度为600~1000℃。
本发明的有益效果是：该种n型双面太阳电池的制备方法，可以降低烧结温度，减少对电池钝化性能的影响；降低电池电极的接触电阻和串联电阻；可以拓宽电池烧结工艺窗口，两次的热处理使得钝化膜的氢钝化性能得到了提升，提高了整体电性能转换效率，从而使得钝化性能和接触性能等同时达到最佳。工艺流程较为简单。并且发射极置于太阳电池的背面，因此在太阳电池正面的减反射膜的制备时，并不需要太多限制，在背面发射极表面的钝化层设计时，可以不用顾忌光透过率的影响，可以在背面将钝化做到最佳。
附图说明
图1是本发明实施例一n型双面太阳电池的结构示意图；
图2是本发明实施例一、实施例二和实施例三的n型双面太阳能电池在图形化正背面的导电浆料后的电极图形的结构示意图；
图3是本发明实施例二n型双面太阳电池的结构示意图；
其中，1-硅基底，2-前表面场，3-正面钝化减反射膜，4-p+掺杂层，5-背面钝化层，6-正面电极，7-背面电极，8-电极主栅，9-电极细栅，10-隧穿钝化层，11-掺杂多晶硅层。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例的一种n型双面太阳电池的制备方法，对n型硅基底1进行去损伤层或织构化处理及清洗处理；在硅基底1背面进行发射极的制备；进行绝缘处理；在硅基底1正面进行前表面场制备；受光面的钝化及减反射膜制备，以及背面钝化层5制备；在正面和背面图形化形成包含导电成分的电极浆料层；进行第一热处理过程；进行第二热处理过程。上述第一热处理和第二热处理也可以交换顺序。使用以上制备方法，形成的接触电阻较常规方法更低，表面钝化膜经过第二热处理后也具有更好的钝化性能。
实施例一
作为一个实例，如图1，此n型双面太阳电池的制备方法具体如下：
1）对n型硅基底1去损伤及清洗处理。使用naoh溶液在进行去损伤处理，并使用氢氟酸、盐酸进行清洗。
2）在硅基底1背面进行发射极的制备。进行bbr3管式扩散过程，在硅基底1的背面制备出pn结，p+掺杂层4。扩散峰值温度970℃。扩散方阻90ohm/sq，并在此过程中通入氧气。在完成pn结制备后，在背面制备掩膜，本实施例中的背面掩膜即为在bbr3扩散过程中，在扩散工艺的高温过程中通入大量氧气20slm，氧化时间90min形成硼硅玻璃作为掩膜。
3）在链式清洗设备中对正面进行刻蚀处理，使用氢氟酸和硝酸的混合溶液，对正面进行刻蚀处理，背面保留有硼硅玻璃以及其下方的发射极。
4）在硅基底1正面进行表面织构化。使用硼硅玻璃作为掩膜，在三甲基氢氧化铵溶液中完成正面的表面织构化，形成金字塔绒面，绒面大小2-5um。并在完成表面织构化后进行有氢氟酸和盐酸溶液的清洗，以及去离子水清洗，烘干等。
5）在硅基底1正面进行前表面场制备。在正面使用离子注入设备进行磷注入，并在管式扩散炉进行60min左右的退火过程，退火温度850℃。在退火完成后需要进行含有hf溶液的清洗，水洗和烘干过程。
6）进行正背面钝化层5，以及正面钝化减反射膜3制备。本实施例中使用增强型等离子气相化学沉积（pecvd）的方法的沉积10-20nm的氧化铝/60-70nm的氮化硅叠层钝化层作为背面钝化层5，背面折射率2.15。使用pecvd沉积80nm的氮化硅作为正面的钝化和减反射膜，折射率2.03。并且发射极置于太阳电池的背面，因此在太阳电池正面的减反射膜的制备时，并不需要太多限制，在背面发射极表面的钝化层设计时，可以不用顾忌光透过率的影响，可以在背面将钝化做到最佳，如本实施例所示，可以使用更高折射率的氮化硅进行钝化，提高钝化效果的情况下，并不影响正面光的透过率。
7）在正面和背面图形化形成包含导电成分的电极浆料层。本实施例中选择在受光面和背面均进行导电浆料的涂布，使用丝网印刷方式进行了图形化分布，并且在两面使用了不同类型的导电浆料，正面和反面均使用为含有玻璃料的含银浆料，分别形成正面电极6和背面电极7，正面和背面的图形含有电极主栅8和电极细栅9等组成部分。
8）进行第一热处理过程.。在烧结炉中完成加热处理。加热峰值温度500-900℃。此温度为实测硅片表面温度。本实施例中优选的加热处理峰值温度为800℃。
9）进行第二热处理过程。进行激光辐照处理过程。在本实施例中，对电池正面和反面均进行了激光辐照处理。其中辐照激光的波长为532nm，光斑面积为200um*200um，扫描速率为15000mm/s。
接下来就可以完成其他的测试等的工序。
实施例二
如图3，此n型双面太阳电池的制备方法具体如下：
1）对上述硅基底1使用2%-3%的koh溶液在70-80度温度下进行碱制绒，并采用hf及hcl酸溶液进行表面清洗。
2）背面发射极制备方法是使用热氧化方式生长1nm氧化硅层作为薄层隧穿钝化层10，然后再使用低压气相化学沉积方法沉积100nm掺硼的掺杂多晶硅层11。经过退火形成背面异质发射极结构。方块电阻为90ohm/sq。
3）经过背面增强型化学气相沉积100nm的氮化硅掩膜和1%wt浓度的koh碱刻清洗过程去除绕沉积在正面的多晶硅，完成绝缘处理。使用含hf酸的溶液的清洗。然后进行烘干。
4）进行前表面场2制备。在电池的正面使用离子注入进行磷的整面注入，经过退火后的正面的方阻为80-90ohm/sq。
5）进行正背面钝化层5，以及正面钝化减反射膜3制备。本实施例中使用增强型等离子气相化学沉积（pecvd）的方法的沉积10-20nm的氧化铝/60-70nm的氮化硅叠层钝化层作为背面钝化层5，背面氮化硅折射率2.15。使用pecvd沉积80nm的氮化硅作为正面的钝化和减反射膜。
6）图形化形成包含导电成分的电极浆料层。本实施例中选择在受光面和背面均进行导电浆料的涂布，如图2所示，本实施例中在正面和背面的图形是相同的。使用丝网印刷方式进行了图形化分布，并且在两面使用了不同类型的导电浆料，正面和背面均使用为含有玻璃料的含银浆料，分别形成正面电极6和背面电极7，正面和背面的图形含有电极主栅8和电极细栅9等组成部分。
7）进行烧结处理过程。在烧结炉中完成加热处理。加热峰值温度500-900℃。此温度为实测硅片表面温度。本实施例中优选的加热处理峰值温度为，850℃。
8）进行激光辐照处理过程。在本实施例中，对电池正面和背面均进行了激光辐照处理。其中辐照激光的波长为1064nm，光斑面积为1mm*1mm，扫描速率为20000mm/s。
实施例三
作为一个实例，此n型双面太阳电池的制备方法具体如下：
1）对n型硅基底1去损伤及清洗处理。使用naoh溶液在进行去损伤处理，并使用氢氟酸、盐酸混合液进行清洗。
2）在硅基底1背面进行发射极的制备。进行bbr3管式扩散过程，在硅基底1的背面制备出pn结。扩散峰值温度970℃。扩散方阻90ohm/sq，并在此过程中通入氧气。在完成pn结制备后，在背面制备掩膜，本实施例中的背面掩膜即为在bbr3扩散过程中，在扩散工艺的高温过程中通入大量氧气20slm，氧化时间90min形成硼硅玻璃作为掩膜。
3）在链式清洗设备中对正面进行刻蚀处理，使用氢氟酸和硝酸的混合溶液，对正面进行刻蚀处理，背面保留有硼硅玻璃以及其下方的发射极。
4）在硅基底1正面进行表面织构化。使用硼硅玻璃作为掩膜，在三甲基氢氧化铵溶液中完成正面的表面织构化，形成金字塔绒面，绒面大小2-5um。并在完成表面织构化后进行有氢氟酸和盐酸溶液的清洗，以及去离子水清洗，烘干等。
5）在硅基底1正面进行前表面场制备。在正面使用离子注入设备进行磷注入，并在管式扩散炉进行60min左右的退火过程，退火温度850℃。在退火完成后需要进行含有hf溶液的清洗，水洗和烘干过程。
6）进行正背面钝化层5，以及正面钝化减反射膜3制备。本实施例中使用pecvd的方法的沉积10-20nm的氧化铝/60-70nm的氮化硅叠层钝化层作为背面钝化和减反射层，背面氮化硅折射率2.15。使用pecvd沉积80nm的氮化硅作为正面的钝化膜。
7）图形化形成包含导电成分的电极浆料层。本实施例中选择在受光面和背面均进行导电浆料的涂布，如图2所示，本实施例中在正面和背面的图形是相同的。使用丝网印刷方式进行了图形化分布，并且在两面使用了不同类型的导电浆料，正面和背面背面均使用为含有玻璃料的含银浆料，分别形成正面电极6和背面电极7，正面和背面的图形含有电极主栅8和电极细栅9等组成部分。
8）进行第一热处理过程。在烧结炉中完成加热处理。加热峰值温度500-900℃。此温度为实测硅片表面温度。本实施例中优选的加热处理峰值温度为，800℃。
9）进行第二热处理过程。使用链式退火炉进行快速加热处理，峰值温度700℃。其中600℃以上时间1min。
另外，本发明的上述实施方式为示例，具有与本发明的权利要求书所述的技术思想使之相同的流程并发挥相同作用效果的技术方案，均包含在本发明内。