一种N型双面太阳能电池的制备方法与流程

文档序号:16778239发布日期:2019-02-01 18:53阅读:312来源:国知局

本发明涉及太阳能电池领域,尤其涉及一种n型双面太阳能电池的制备方法。



背景技术:

近三十年来太阳能光伏技术的研究开发与产业实践,确立了基于晶体硅衬底的硅晶光伏技术的主流地位。按照晶硅衬底的导电类型区分,硅片可分为p型和n型两种。n型晶硅电池由于其高少子寿命和无光致衰减等天然优势,具有更大的效率提升空间和稳定性,成为行业关注和研究的热点。

传统n型双面太阳能电池的制备工艺一般为制绒、硼扩散、背清洗、磷扩散、刻蚀、正、背表面清洗、正、背面沉积减反射钝化膜、印刷烧结。传统制备工艺具有以下缺点:a.扩散分两步进行,工艺步骤多,耗费时间长,正面需一定厚度的掩膜来阻挡磷的反掺;b.背清洗易引入杂质,二次磷扩散过程,硅承受二次高温,降低了硅的少子寿命。



技术实现要素:

为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种n型双面太阳能电池的制备方法,有利于缩短制备工艺的时间,提高生产效率,并获得电性能优异的n型双面太阳能电池。

本发明的目的采用如下技术方案实现:

一种n型双面太阳能电池的制备方法,包括以下步骤:

s1.以n型硅片作为基片,将硅片进行制绒、清洗;

s2.在步骤s1处理后硅片的正面旋涂硼源,然后烘干;

s3.将旋涂硼源后的各硅片正面与正面相对地放入扩散炉中进行硼磷共扩散;

s4.对扩散后的硅片进行边缘刻蚀;

s5.对刻蚀后硅片进行酸洗以去除正面的硼硅玻璃以及背面的磷硅玻璃;

s6.在酸洗后硅片的正、反两面沉积钝化减反射膜;

s7.在硅片上正面以及背面印刷电极,烧结后形成n型双面电池。

进一步地,步骤s2进一步包括以下步骤:

s21.在硅片的正面旋涂预湿液,预湿液的用量为1~1.5ml;

s22.在预湿液外再旋涂硼源,硼源用量为0.5~1ml;

s23.于200℃下用压缩空气吹硅片15~30s,以使硼源中的有机物挥发,从而在硅片的正面形成阻挡层。

进一步地,步骤s3进一步地包括以下步骤:

s31.将旋涂硼源后的各硅片正面与正面相对地放入石英舟,然后将石英舟放入扩散炉内;

s32.将扩散炉升温至950~1000℃,升温时间控制在30min~50min之间,大氮流量控制在40~80l/min,氧气流量控制在0.8~1l/min之间;

s33.将温度恒定在950~1000℃,恒温时间控制在20~40min之间,氧气流量控制在8~10l/min之间;

s34.降温至800~850℃,降温时间控制在20~40min,大氮流量控制在40~80l/min,氧气流量控制在0.8~1l/min之间;

s35.保持恒温10~20min进行磷沉积,大氮流量20l/min,氧气流量2l/min,小氮流量4l/min;

s36.升温至800~850℃之间进行推结,恒温时间控制在20~30min,氧气流量控制在8~10l/min;

s37.降温至700~800℃之间,大氮流量控制在40~80l/min,氧气流量控制在0.8~1l/min之间。

进一步地,步骤s3完成后,硅片的正面方阻为60~100ω/□,硅片的背面方阻为60~100ω/□。

进一步地,步骤s6中,减反射膜为sio2/sin4。

相比现有技术,本发明的有益效果在于:本发明将硼扩散与磷扩散在同一步骤中进行,在保证电池片电学性能不降低的情况下,简化了电池片的制备工艺。

具体实施方式

下面,结合具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

本发明提供一种n型双面太阳能电池的制备方法,包括以下步骤:

s1.以n型硅片作为基片,将硅片进行制绒、清洗;

s2.在步骤s1处理后硅片的正面旋涂硼源,然后烘干;

s3.将旋涂硼源后的各硅片正面与正面相对地放入扩散炉中进行硼磷共扩散;

s4.对扩散后的硅片进行边缘刻蚀;

s5.对刻蚀后硅片进行酸洗以去除正面的硼硅玻璃以及背面的磷硅玻璃;

s6.在酸洗后硅片的正、反两面沉积钝化减反射膜;

s7.在硅片上正面以及背面印刷电极,烧结后形成n型双面电池。

本发明提供的制备方法,采用硼磷共扩散工艺,可以省去硼扩散和磷扩散中间的清洗工艺,缩短扩散工艺的时间,有利于降低生产成本。

优选地,步骤s1中,n型硅片的电阻率为1~4ω*cm。关于制绒以及清洗的工艺均为现有技术,本发明不再详述。

优选地,步骤s2进一步包括以下步骤:

s21.在硅片的正面旋涂预湿液,预湿液的用量为1~1.5ml;

s22.在预湿液外再旋涂硼源,硼源用量为0.5~1ml;

s23.于200℃下用压缩空气吹硅片15~30s,以使硼源中的有机物挥发,从而在硅片的正面形成阻挡层。

优选地,步骤s3进一步地包括以下步骤:

s31.将旋涂硼源后的各硅片正面与正面相对地放入石英舟,然后将石英舟放入扩散炉内;

s32.将扩散炉升温至950~1000℃,升温时间控制在30min~50min之间,大氮流量控制在40~80l/min,氧气流量控制在0.8~1l/min之间;

s33.将温度恒定在950~1000℃,恒温时间控制在20~40min之间,氧气流量控制在8~10l/min之间;

s34.降温至800~850℃,降温时间控制在20~40min,大氮流量控制在40~80l/min,氧气流量控制在0.8~1l/min之间;

s35.保持恒温10~20min进行磷沉积,大氮流量20l/min,氧气流量2l/min,小氮流量4l/min;

s36.升温至800~850℃之间进行推结,恒温时间控制在20~30min,氧气流量控制在8~10l/min;

s37.降温至700~800℃之间,大氮流量控制在40~80l/min,氧气流量控制在0.8~1l/min之间。

步骤s3完成后,硅片的正面方阻为60~100ω/□,硅片的背面方阻为60~100ω/□。

以上各步骤中,大氮是指纯氮气,小氮是指三氯氧磷。

优选地,预湿液为以丙二醇甲醚为溶剂的有机溶液,硼源为以丙二醇甲醚为溶剂,有机硼酸为溶质的有机溶液。

值得一提的是,边缘刻蚀、酸洗以及镀减反射膜均为现有技术,本发明不再详述。

优选地,步骤s6中,减反射膜为sio2/sin4。

【实施例1】

以n型硅片作为基片,将硅片进行制绒、清洗;

在硅片的正面旋涂预湿液,预湿液的用量为1~1.5ml,在预湿液外再旋涂硼源,硼源用量为0.5~1ml,然后于200℃下用压缩空气吹硅片15~30s,以使硼源中的有机物挥发,从而在硅片的正面形成阻挡层;

将旋涂硼源后的各硅片正面与正面相对地放入石英舟,然后将石英舟放入扩散炉内;将扩散炉升温至950~1000℃,升温时间控制在30min~50min之间,大氮流量控制在40~80l/min,氧气流量控制在0.8~1l/min之间;将温度恒定在950~1000℃,恒温时间控制在20~40min之间,氧气流量控制在8~10l/min之间;降温至800~850℃,降温时间控制在20~40min,大氮流量控制在40~80l/min,氧气流量控制在0.8~1l/min之间;保持恒温10~20min进行磷沉积,大氮流量20l/min,氧气流量2l/min,小氮流量4l/min;升温至800~850℃之间进行推结,恒温时间控制在20~30min,氧气流量控制在8~10l/min;降温至700~800℃之间,大氮流量控制在40~80l/min,氧气流量控制在0.8~1l/min之间;

对扩散后的硅片进行边缘刻蚀;

对刻蚀后硅片进行酸洗以去除正面的硼硅玻璃以及背面的磷硅玻璃;

在酸洗后硅片的正、反两面沉积钝化减反射膜;

在硅片上正面以及背面印刷电极,烧结后形成n型双面电池。

【对比例1】

以n型硅片作为基片,将硅片进行制绒、清洗;

在硅片的正面旋涂预湿液,预湿液的用量为1~1.5ml,在预湿液外再旋涂硼源,硼源用量为0.5~1ml,然后于150~200℃下用压缩空气吹硅片15~30s,以使硼源中的有机物挥发,从而在硅片的正面形成阻挡层;

将旋涂硼源后的各硅片背面与背面相对地放入石英舟,然后将石英舟放入扩散炉内;将扩散炉升温至950~1000℃,升温时间控制在30min~50min之间,大氮流量控制在40~80l/min,氧气流量控制在0.8~1l/min之间;将温度恒定在950~1000℃,恒温时间控制在20~40min之间,氧气流量控制在8~10l/min之间;降温至780~850℃,降温时间控制在20~40min,氧气流量控制在5-10l/min之间;

对硼扩散完成后的硅片使用hf酸清洗去除背面sio2,准备磷扩散

对清洗完背面的硅片正面与正面相对地放入石英舟,将扩散炉恒温在780~800℃之间,恒温10~20min进行磷沉积,大氮流量20l/min,氧气流量2l/min,小氮流量4l/min;升温至800~850℃之间进行推结,恒温时间控制在20~30min,氧气流量控制在8~10l/min;降温至700~800℃之间,大氮流量控制在40~80l/min,氧气流量控制在0.8~1l/min之间;

对扩散后的硅片进行边缘刻蚀;

对刻蚀后硅片进行酸洗以去除正面的硼硅玻璃以及背面的磷硅玻璃;

在酸洗后硅片的正、反两面沉积钝化减反射膜;

在硅片上正面以及背面印刷电极,烧结后形成n型双面电池。

下表显示了实施例1与对比例1的n型双面电池各性能的测试结果,根据测试结果可发现,采用本发明的工艺制备n型双面电池,其电学性能与传统的工艺基本接近,甚至部分电学性能与对比例相比有较为明显的提升,也即本发明提供的n型双面电池的制备方法在不降低电池电学性能的前提下,简化了制备工艺,降低了生产成本。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

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