一种黑硅太阳能电池的制备方法及黑硅太阳能电池与流程

本发明涉及黑硅太阳能电池领域，特别是涉及一种黑硅太阳能电池的制备方法及黑硅太阳能电池。

背景技术：

随着社会的发展，越来越多的人开始把目光放到可持续能源上，在多种可持续能源中，由于太阳能较稳定，零污染，因此格外受到广大从业人员的青睐，现有技术中，由于金刚线切割技术的引进，单晶硅片的成本降低，同时由于黑硅自身优异的性能与黑硅表面制绒技术的成熟，黑硅太阳能电池也被越来越多地运用到各种场合。

但现有的技术中，存在一个问题，那就是由于黑硅制绒后特殊的绒面结构，通过常规扩散工艺得到的太阳能电池效率提升主要是因为电流提升明显，同效率档位可分为高电压低电流和低电压高电流两种情况，根据p＝i²r，电流越大，则电池在封装端的功率损失也越大，因此对于低电压高电流，在同效率档理论功率相同的情况下，其实际功率要小于高电压低电流的情况。即低电压高电流对应组件端封装损失较高，这样黑硅太阳能电池的优势因为组件端封装损失高不能完全体现出来。因此，本发明要解决因电流高造成的组件端封装损失高的问题，从而体现出黑硅太阳能电池的优势。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种黑硅太阳能电池的制备方法及黑硅太阳能电池，以解决现有技术中电池组件封装端损失较高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种黑硅太阳能电池的制备方法，包括：

提供黑硅基片；

在所述黑硅基片的迎光面进行黑硅制绒；

在经过黑硅制绒的迎光面设置二氧化硅层，所述设置二氧化硅层的过程中包括热稳定过程，所述热稳定过程中的通氧量为900sccm至1000sccm，包括端点值；

对所述迎光面进行磷掺杂，得到n型扩散层，与所述黑硅基片形成p-n结，对所述迎光面进行磷掺杂的过程中包括沉积过程和推进过程，所述沉积过程中的携磷源氮气流量为1000sccm至1100sccm，包括端点值；

在经过磷掺杂的黑硅基片两侧设置栅线，得到所述黑硅太阳能电池。

可选地，在上述黑硅太阳能电池的制备方法中，所述热稳定过程的温度为790摄氏度至820摄氏度，包括端点值。

可选地，在上述黑硅太阳能电池的制备方法中，所述热稳定过程中的大氮流量为6标准状态升每分钟至9标准状态升每分钟，包括端点值。

可选地，在上述黑硅太阳能电池的制备方法中，所述热稳定过程的热稳定处理时间为2000秒至2200秒，包括端点值。

可选地，在上述黑硅太阳能电池的制备方法中，所述沉积过程的温度为790摄氏度至820摄氏度，包括端点值。

可选地，在上述黑硅太阳能电池的制备方法中，所述沉积过程中的大氮流量为8标准状态升每分钟至10标准状态升每分钟，所述沉积过程中的氧流量为700sccm至800sccm，包括端点值。

可选地，在上述黑硅太阳能电池的制备方法中，所述沉积过程的沉积处理时间为800秒至900秒，包括端点值。

可选地，在上述黑硅太阳能电池的制备方法中，所述推进过程中的大氮流量为8标准状态升每分钟至10标准状态升每分钟，氧流量为700sccm至800sccm，所述推进过程中的温度为820摄氏度至850摄氏度，包括端点值。

可选地，在上述黑硅太阳能电池的制备方法中，所述推进过程的沉积处理时间为1100秒至1300秒，包括端点值。

本发明还提供了一种黑硅太阳能电池，所述黑硅太阳能电池包括上述任一种所述的黑硅太阳能电池的制备方法得到的黑硅太阳能电池。

本发明所提供的黑硅太阳能电池的制备方法，通过提供黑硅基片；在所述黑硅基片的迎光面进行黑硅制绒；在经过黑硅制绒的迎光面设置二氧化硅层，所述设置二氧化硅层的过程中包括热稳定过程，所述热稳定过程中的通氧量为900sccm至1000sccm，包括端点值；对所述迎光面进行磷掺杂，得到n型扩散层，与所述黑硅基片形成p-n结，对所述迎光面进行磷掺杂的过程中包括沉积过程和推进过程，所述沉积过程中的携磷源氮气流量为1000sccm至1100sccm，包括端点值；在经过磷掺杂的黑硅基片两侧设置栅线，得到所述黑硅太阳能电池。本发明通过增大上述热稳定过程和上述沉积过程中的通氧量，并降低上述沉积过程中的磷源流量，达到降低上述n型扩散层中的掺杂浓度，进而降低上述黑硅太阳能电池中的自由载流子浓度，进而减小电流，提高电池开路电压，实现降低组件封装端损失的效果。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的黑硅太阳能电池的制备方法的具体实施方式一的流程示意图；

图2为本发明提供的黑硅太阳能电池的制备方法的具体实施方式二的流程示意图；

图3为本发明提供的黑硅太阳能电池的制备方法的具体实施方式三的流程示意图；

图4为本发明提供的黑硅太阳能电池的制备方法的具体实施方式四的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中的黑硅太阳能电池电流较高，导致组件封装端损失较高，同时现有技术中的黑硅太阳能电池的n型扩散层不均匀，导致上述黑硅太阳能电池的方阻不均，另外，上述n型掺杂层的掺杂浓度较高，产生更多的载流子复合中心，降低黑硅太阳能电池的效率。

本发明的核心是提供一种黑硅太阳能电池的制备方法，包括：

步骤s101：提供黑硅基片。

上述黑硅基片为一种经过表面修饰的半导体材料，对可见光的吸收率很高，上述黑硅基片的尺寸可根据实际需要作调整，后面的步骤均为对上述黑硅基片表面进行的调整。

步骤s102：在所述黑硅基片的迎光面进行黑硅制绒。

上述迎光面指在实际使用中面向阳光射入的一面。

上述黑硅制绒包括干法黑硅制绒、湿法黑硅制绒及添加剂黑硅制绒等不同的方法；湿法黑硅技术利用agno3中的ag/ag⁺系统能量远低于硅的价带，使ag得到硅的价带电子，利用h2o2/hf腐蚀系统在ag周围加速与硅的反应，使得腐蚀系统能在硅片表面腐蚀出纳米级别额绒面；干法黑硅技术利用微波将sf6、o2、cl2三种气体等离子化，在电场加速下对硅片表面进行轰击，形成微小腐蚀坑，同时发生化学法应，在硅片表面腐蚀出纳米级绒面。

步骤s103：在经过黑硅制绒的迎光面设置二氧化硅层，所述设置二氧化硅层的过程中包括热稳定过程，所述热稳定过程中的通氧量为900sccm至1000sccm，包括端点值。

上述在经过黑硅制绒的迎光面设置二氧化硅层，具体为将上述经过黑硅制绒的黑硅基片置于高温环境下，通入氧气，使硅与氧在高温下发生反应，生成二氧化硅。

需要特别注意的是，上述热稳定过程的热稳定处理时间为2000秒至2200秒，包括端点值，如2000.0秒、2155.5秒或2200.0秒中的任一个。通过理论计算和实际实践，在该时间范围内能得到最均匀，厚度最符合要求的二氧化硅层。

更进一步，上述热稳定过程中的通氧量为900sccm至1000sccm，包括端点值，如900.0sccm、965.4sccm或1000.0sccm中的任一个，通过理论计算和实际实践，在上述通氧量的条件下，能得到比现有技术中更致密的二氧化硅层，从而进一步减缓后续掺杂过程中磷原子向黑硅基片内部扩散的速度，使磷原子能更均匀地扩散到黑硅基片中，从而优化最终得到的黑硅制绒太阳能电池的方阻均匀性，进一步提高电池片性能。

需要注意的是，本发明中提到的sccm为一种体积流量单位，全称为standard-statecubiccentimeterperminute，含义为每分钟通过的标准状态下立方厘米数。

步骤s104：对所述迎光面进行磷掺杂，得到n型扩散层，与所述黑硅基片形成p-n结，对所述迎光面进行磷掺杂的过程中包括沉积过程和推进过程，所述沉积过程中的携磷源氮气流量为1000sccm至1100sccm，包括端点值。

上述对所述迎光面进行磷掺杂具体为将上述经过预先处理的黑硅基片置于高温状态下，使磷元素扩散进入上述黑硅基片中，形成n型扩散层，又称n型掺杂层，上述携磷源氮气即为上述磷元素的载体。

需要注意的是，上述携磷源氮气流量为1000sccm至1100sccm，包括端点值，如1000.0sccm、1080.0sccm或1100.0sccm中的任一个。

更进一步的，上述沉积过程的沉积处理时间为800秒至900秒，包括端点值，如800.0秒、882.0秒或900.0秒中的任一个。

更进一步的，上述推进过程的沉积处理时间为1100秒至1300秒，包括端点值，如1100.0秒、1250.0秒或1300.0秒中的任一个。

步骤s105：在经过磷掺杂的黑硅基片两侧设置栅线，得到所述黑硅太阳能电池。

上述两侧为上述迎光面和背光面，上述背光面指与上述迎光面相对的表面。

上述栅线为按照预设图案印刷在上述黑硅基片表面的网格状导电结构，以实现上述黑硅基片与外电路的电连接。

本发明所提供的黑硅太阳能电池的制备方法，通过提供黑硅基片；在所述黑硅基片的迎光面进行黑硅制绒；在经过黑硅制绒的迎光面设置二氧化硅层，所述设置二氧化硅层的过程中包括热稳定过程，所述热稳定过程中的通氧量为900sccm至1000sccm，包括端点值；对所述迎光面进行磷掺杂，得到n型扩散层，与所述黑硅基片形成p-n结，对所述迎光面进行磷掺杂的过程中包括沉积过程和推进过程，所述沉积过程中的携磷源氮气流量为1000sccm至1100sccm，包括端点值；在经过磷掺杂的黑硅基片两侧设置栅线，得到所述黑硅太阳能电池。本发明通过增大上述热稳定过程和上述沉积过程中的通氧量，并降低上述沉积过程中的磷源流量，达到降低上述n型扩散层中的掺杂浓度，进而降低上述黑硅太阳能电池中的自由载流子浓度，进而减小电流，提高电池开路电压，实现降低组件封装端损失的效果。

在具体实施方式一的基础上，对热稳定过程的其他条件做限定，得到具体实施方式二，其步骤流程图如图2所示，包括：

步骤s201：提供黑硅基片。

步骤s202：在所述黑硅基片的迎光面进行黑硅制绒。

步骤s203：在经过黑硅制绒的迎光面设置二氧化硅层，所述设置二氧化硅层的过程中包括热稳定过程，所述热稳定过程中的通氧量为900sccm至1000sccm，所述热稳定过程的温度为790摄氏度至820摄氏度，所述热稳定过程中的大氮流量为6标准状态升每分钟至9标准状态升每分钟，包括端点值。

上述热稳定过程的温度为790摄氏度至820摄氏度，包括端点值，如790.0摄氏度、800.0摄氏度或820.0摄氏度中的任一个。

上述大氮流量为6标准状态升每分钟至9标准状态升每分钟，包括端点值，如6.0标准状态升每分钟、7.0标准状态升每分钟或9.0标准状态升每分钟中的任一个。

上述大氮为过程中作为稀释气体通入的大量纯氮气。因为氮气惰性强，不与环境中的其他元素发生反应，作为稀释气体非常合适。

步骤s204：对所述迎光面进行磷掺杂，得到n型扩散层，与所述黑硅基片形成p-n结，对所述迎光面进行磷掺杂的过程中包括沉积过程和推进过程，所述沉积过程中的携磷源氮气流量为1000sccm至1100sccm，包括端点值。

步骤s205：在经过磷掺杂的黑硅基片两侧设置栅线，得到所述黑硅太阳能电池。

本具体实施方式与具体实施方式一的不同之处在于，具体限定了上述热稳定过程中的温度及大氮流量，其他步骤可参考具体实施方式一，在此不做赘述。

经过理论计算和实际实践，在上述温度范围及大氮流量范围内，能进一步提升制得的二氧化硅层的均匀性与致密度，能更好地保证在后续的掺杂过程中磷原子的扩散更均匀。

在具体实施方式二的基础上，进一步对上述沉积过程做限定，得到具体实施方式三，其步骤流程示意图如图3所示，包括：

步骤s301：提供黑硅基片。

步骤s302：在所述黑硅基片的迎光面进行黑硅制绒。

步骤s303：在经过黑硅制绒的迎光面设置二氧化硅层，所述设置二氧化硅层的过程中包括热稳定过程，所述热稳定过程中的通氧量为900sccm至1000sccm，所述热稳定过程的温度为790摄氏度至820摄氏度，所述热稳定过程中的大氮流量为6标准状态升每分钟至9标准状态升每分钟，包括端点值。

步骤s304：对所述迎光面进行磷掺杂，得到n型扩散层，与所述黑硅基片形成p-n结，对所述迎光面进行磷掺杂的过程中包括沉积过程和推进过程，所述沉积过程中的携磷源氮气流量为1000sccm至1100sccm，所述沉积过程的温度为790摄氏度至820摄氏度，所述沉积过程中的大氮流量为8标准状态升每分钟至10标准状态升每分钟，所述沉积过程中的氧流量为500sccm至600sccm，包括端点值。

上述沉积过程的温度为790摄氏度至820摄氏度，包括端点值，如790.0摄氏度、800.0摄氏度或820.0摄氏度中的任一个。

上述沉积过程中的氧流量为500sccm至600sccm，包括端点值，如500.0sccm、555.5sccm或600.0sccm中的任一个。

上述沉积过程中的大氮流量为8标准状态升每分钟至10标准状态升每分钟，包括端点值，如8.0标准状态升每分钟、6.9标准状态升每分钟或10.0标准状态升每分钟中的任一个。

步骤s305：在经过磷掺杂的黑硅基片两侧设置栅线，得到所述黑硅太阳能电池。

本具体实施方式与具体实施方式二的不同之处在于，具体限定了上述沉积过程中的温度及大氮流量，其他步骤可参考具体实施方式二，在此不做赘述。

经过理论计算和实际实践，在上述温度范围及大氮流量范围内，最终得到的n型扩散层的掺杂浓度最接近理想效果，能在不影响输出功率的前提下降低自由载流子浓度，得到低表面浓度的黑硅基片，从而再通效率档位的条件下降低电流，提升电压，达到更低的组件端封装损失。

在具体实施方式三的基础上，进一步对上述推进过程的条件做限定，得到具体实施方式四，其步骤流程示意图如图4所示，包括：

步骤s401：提供黑硅基片。

步骤s402：在所述黑硅基片的迎光面进行黑硅制绒。

步骤s403：在经过黑硅制绒的迎光面设置二氧化硅层，所述设置二氧化硅层的过程中包括热稳定过程，所述热稳定过程中的通氧量为900sccm至1000sccm，所述热稳定过程的温度为790摄氏度至820摄氏度，所述热稳定过程中的大氮流量为6标准状态升每分钟至9标准状态升每分钟，包括端点值。

步骤s404：对所述迎光面进行磷掺杂，得到n型扩散层，与所述黑硅基片形成p-n结，对所述迎光面进行磷掺杂的过程中包括沉积过程和推进过程，所述沉积过程中的携磷源氮气流量为1000sccm至1100sccm，所述沉积过程的温度为790摄氏度至820摄氏度，所述沉积过程中的大氮流量为8标准状态升每分钟至10标准状态升每分钟，所述推进过程中的大氮流量为8标准状态升每分钟至10标准状态升每分钟，氧流量为700sccm至800sccm，所述推进过程的温度为820摄氏度至850摄氏度，包括端点值。

上述推进过程中的大氮流量为8标准状态升每分钟至10标准状态升每分钟，包括端点值，如8.0标准状态升每分钟、9.0标准状态升每分钟或10.0标准状态升每分钟中的任一个。

上述推进过程中的氧流量为700sccm至800sccm，包括端点值，如700.0sccm、777.7sccm或800.0sccm中的任一个。

上述推进过程的温度为820摄氏度至850摄氏度，包括端点值，如820.0摄氏度、830.0摄氏度或850.0摄氏度中的任一个。

步骤s405：在经过磷掺杂的黑硅基片两侧设置栅线，得到所述黑硅太阳能电池。

本具体实施方式与具体实施方式三的不同之处在于，具体限定了上述推进过程中的温度及大氮流量，其他步骤可参考具体实施方式三，在此不做赘述。

经过理论计算和实际实践，在上述温度范围、氧流量范围及大氮流量范围内，最终得到的n型扩散层的掺杂浓度最接近理想效果，能在不影响输出功率的前提下降低自由载流子浓度，得到低表面浓度的黑硅基片，从而再通效率档位的条件下降低电流，提升电压，达到更低的组件端封装损失。同时，使得到的n型扩散层更均匀，减少载流子复合中心，从而提升最终得到的黑硅太阳能电池的电池效率。

本发明还提供了一种黑硅太阳能电池，所述黑硅太阳能电池可通过上述任一种黑硅太阳能电池的制备方法获得，具有上述有益效果，具体方法可参照上文，在此不再进行展开描述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本发明所提供的黑硅太阳能电池的制备方法及黑硅太阳能电池进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。