一种PERC太阳能电池的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种PERC太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：对抛光后的硅片进行预处理；然后在抛光面上沉积氧化铝钝化层；其中，所述预处理包括如下步骤：电离三甲基铝气体或笑气，将电离形成的离子在电场作用下轰击电池片抛光面，对抛光面进行清洁。本发明专利技术在背面沉积氧化铝钝化膜和SiNx薄膜之前进行了背面预处理步骤，对背表面进行了清洁，去除了脏污，从而提升了氧化铝的钝化作用,得到的PERC太阳能电池的电池效率提升0.2~0.3%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种PERC太阳能电池的制备方法，属于太阳能电池

技术介绍
常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。太阳能发电装置又称为太阳能电池或光伏电池，可以将太阳能直接转换成电能，其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应。随着科技的发展，出现了局部接触背钝化（PERC）太阳能电池，这是新开发出来的一种高效太阳能电池，得到了业界的广泛关注。其核心是在硅片的背光面用氧化铝或者氧化硅薄膜(5~100纳米)覆盖，以起到钝化表面，提高长波响应的作用，从而提升电池的转换效率。但是，氧化铝或者氧化硅不导电，因此需要对该薄膜局部开口，以便于铝金属与硅片背表面接触，收集电流。另外，铝金属(通常是铝浆)，在高温烧结过程中，会破坏氧化铝或者氧化硅的钝化作用，因此通常要在氧化铝或者氧化硅薄膜上再覆盖氮化硅薄膜，起到保护作用。现有的PERC太阳能电池的制备方法主要包括如下步骤：制绒、扩散、刻蚀并背抛光、背面沉积氧化铝或氧化硅薄膜、沉积氮化硅保护膜、正面沉积氮化硅减反射层、背面局部开口、丝网印刷正背面金属浆料、烧结，即可得到太阳能电池。然而，实际应用中发现，对于这类高效的PERC太阳能电池，其最终得到的电池片的效率稳定性较差，有的高有的低，很难获得稳定性良好的产品。经过研究发现，这可能是因为在制备工艺中电池片（硅片）受到污染的缘故，例如，在刻蚀背抛光步骤至背面沉积氧化铝步骤的过程中，需要将电池片转移至沉积设备（如背钝化机台）中，而在转移过程中，电池片会沾染灰尘。又如，在刻蚀步骤中，若是采用湿法刻蚀，在电池片上会存在化学品的残留。这些污染会最终影响到电池片的效率和质量。因此，开发一种PERC太阳能电池的制备方法，以得到稳定性良好的电池片产品，并且适用于目前晶体硅电池的产业化生产，显然具有积极的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种PERC太阳能电池的制备方法。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种PERC太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：对抛光后的硅片进行预处理；然后在抛光面上沉积氧化铝钝化层；其中，所述预处理包括如下步骤：电离三甲基铝气体或笑气，将电离形成的离子在电场作用下轰击电池片抛光面，对抛光面进行清洁。优选的，所述电离和轰击步骤同步进行。此时预处理的时间至多为10秒。或者，所述电离和轰击步骤分步进行。此时预处理的时间至少为30秒。上文中，本专利技术利用微波电离三甲基铝或N2O（笑气），电离后的离子在电场的作用下，对电池片背面有一个轰击的作用，在轰击的过程中达到了去除脏污的目的，提升了EFF（光电转化效率）。选择三甲基铝或笑气的原因是：三甲基铝和笑气是反应生成氧化铝所需要的气体，如果用其它气体，难以避免会有气体残留，导致氧化铝薄膜质量下降，影响效率。上述技术方案中，所述PERC太阳能电池的制备方法包括制绒、制结、刻蚀并背抛光、预处理、背面沉积氧化铝或氧化硅薄膜、沉积氮化硅保护膜、正面沉积氮化硅减反射层、背面局部开口、丝网印刷正背面金属浆料、烧结。上述技术方案中，所述预处理的体系为非水气氛或非氧气气氛。由于TMA和H2O或O2会产生爆炸，所以预处理体系中存在的H2O或O2的气体会带来安全问题，因此要绝对避免。在背面预处理的过程中，三甲基铝和笑气不可以同时开通，因为如果同时开通，三甲基铝和笑气就会发生化学反应生成氧化铝，从而不能起到预处理的效果。上述技术方案中，所述背面预处理步骤中，采用微波激发三甲基铝气体或笑气进行电离。当然，也可以采用射频、直流源等等来进行电离，如何选用还是要根据机台的设计和兼容性而定。优选的，所述预处理步骤中，微波功率实际值控制在1200~1700W，特气流量控制在500~1000sccm，轰击时间控制在3~8秒；所述特气为三甲基铝气体或笑气。上述技术方案中，所述背面预处理步骤和背面沉积氧化铝钝化膜步骤在背钝化机台的同一个腔室中进行。上述技术方案中，所述背面沉积氧化铝钝化膜的方法如下：采用三甲基铝气体和笑气沉积氧化铝钝化膜。上述技术方案中，所述背面沉积氧化铝钝化膜步骤中氧化铝薄膜的厚度为5~20 nm。上述技术方案中，所述背面沉积SiNx薄膜中，采用SiH4和NH3气体沉积SiNx薄膜。所述背面沉积SiNx薄膜中，SiNx薄膜的厚度为70~170 nm。上述技术方案中，采用P型硅片，其电阻率范围为0.5~4 ohm•cm。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：1、本专利技术开发了一种新的PERC太阳能电池的制备方法，在背面沉积氧化铝钝化膜之前进行了预处理步骤，使电池片背面在沉积氧化铝前，对背表面进行了清洁，去除了脏污，从而提升了氧化铝的钝化作用；实验证明，与现有技术相比，采用本专利技术的方法之后，得到的PERC太阳能电池的电池效率提升0.2~0.3%，取得了意想不到的技术效果；2、实验证明，本专利技术得到的PERC太阳能电池产品具有良好的稳定性，电池片的效率稳定性较好，产品质量高，因而更适于产品的应用，显然具有积极的现实意义；3、本专利技术可以采用现有的背钝化机台，价格便宜，大大降低了生产成本。附图说明图1是本专利技术实施例和对比例的光电转化效率EFF的分布对比图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步描述。实施例一：一种PERC太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：首先，提供用于制备太阳能电池的第一导电类型的电池衬底；具体地，衬底为P型硅，电阻率范围为0.5~4 ohm•cm；电池衬底的正面被太阳光照射，电池衬底背面不被太阳光照射。第一步，在电池衬底的正面形成金字塔绒面结构；该绒面可以通过碱液腐蚀形成，绒面尺寸为1~5微米；第二步，对电池衬底的正面进行杂质掺杂；具体地，对P型硅掺杂B或Ga杂质，采用高温扩散或者离子注入方法形成PN结；第三步，对电池衬底背面进行刻蚀并抛光，同时清洗正面PSG；一般采用碱或酸抛光的方法形成背面抛光面，反射率范围：25%~40%；然后采用HF和HCl清洗正面PSG；第四步，背面预处理：先电离三甲基铝气体，然后将电离后的离子在电场作用下轰击电池片背面，对背面进行清洁；要求微波功率实际值控制在1200~1700W，特气流量控制在500~1000sccm，轰击时间控制在3~8s第五步，背面沉积Al2O3薄膜；在背钝化机台的同一个腔室中进行，采用三甲基铝气体和笑气沉积氧化铝钝化膜，薄膜厚度为5~20nm，沉积温度为250℃；第六步，在背钝化机台的另一个腔室中，采用SiH4和NH3气体沉积SiNx薄膜，SiNx薄膜的厚度为70~170nm；沉积时间为5~30min，沉积温度为500℃；第七步，正面沉积SiNx减反射膜；通常采用PECVD方法生长；第八步，背面开口形成接触；采用激光，腐蚀浆料等开口；第九步，正、背面电极印刷及烧结；即可得到背面集成钝化的PERC太阳能电池。对比例一一种PERC太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：首先，提供用于制备太阳能电池的第一导电类型的电池衬底；具体地，衬底为P型硅，电阻率范围为0.5~4 ohm•cm；电池衬底的正面被太阳光照射，电池衬底背面不被太阳光照射。第一步，在电池衬底的正面形成金字塔绒面结构；该绒面可以通过碱液腐蚀形成，绒面尺寸为1~5微米；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：对抛光后的硅片进行预处理；然后在抛光面上沉积氧化铝钝化层；其中，所述预处理包括如下步骤：电离三甲基铝气体或笑气，将电离形成的离子在电场作用下轰击电池片抛光面，对抛光面进行清洁。

【技术特征摘要】
1.一种PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：对抛光后的硅片进行预处理；然后在抛光面上沉积氧化铝钝化层；其中，所述预处理包括如下步骤：电离三甲基铝气体或笑气，将电离形成的离子在电场作用下轰击电池片抛光面，对抛光面进行清洁。2.根据权利要求1所述的PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述电离和轰击步骤同步进行。3.根据权利要求1所述的PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述电离和轰击步骤分步进行。4.根据权利要求1所述的PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述PERC太阳能电池的制备方法包括制绒、制结、刻蚀并背抛光、预处理、背面沉积氧化铝或氧化硅薄膜、沉积氮化硅保护膜、正面沉积氮化硅减反射层、背面局部开口、丝网印刷正背面金属浆料、烧结。5.根据权利要求1所述的PE...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁中存，党继东，俞亚东，张标，
申请(专利权)人：苏州阿特斯阳光电力科技有限公司，盐城阿特斯协鑫阳光电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32