太阳能电池及其制作工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种太阳能电池及其制作工艺。所述太阳能电池的硅片为N型单晶硅片或P型单晶硅片，所述硅片表面具有金字塔结构绒面，所述硅片的正面和反面均具有电极和发射结，所述发射结由位于硅片表面的p+区和n+区所形成。同时本发明专利技术还公开了上述太阳能电池的制作工艺。上述太阳能电池，由于其正面和反面都具有PN结，因此产生的光生载流子在内建电场的作用下，迅速被收集起来，不需要穿过整个硅片衬底，这样可以有效提高光电转换效率，同时避免了P型单多晶PERC电池、以及Al‑BSF电池所存在的热衰减现象。并且，由于具有双面发射结的特点，在实际发电过程中，一天中会有两次峰值输出，具有更高的发电量，显著降低了发电成本。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池及其制作工艺
本专利技术涉及太阳能电池
，特别是涉及一种具有双面发射结的太阳能电池及其制作工艺。
技术介绍
太阳能作为一种新兴能源，与传统的化石燃料相比，具有取之不尽用之不竭、清洁环保等各方面的优势。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，当光到达电池表面后，被吸收从而产生电子-空穴对，即光生载流子，在内建电场的作用下，光生载流子必须穿过整个硅片衬底才能被收集到。在这一穿越的过程中，光生载流子不可避免的会被缺陷等复合中心俘获，从而湮灭。光伏行业对于这一问题的传统解决方案通常是对硅片表面进行良好的、极致的钝化，减少缺陷等复合中心，使得光生载流子在湮灭之前就被收集到，从而提高电池转换效率。但无论是多好的钝化，复合中心的存在都是不可避免的，这就极大地影响了光电转换效率的提高程度。
技术实现思路
基于此，有必要针对太阳能电池的光电转换效率问题，提供一种具有双面发射结的太阳能电池及其制作工艺。一种太阳能电池，所述太阳能电池的硅片为N型单晶硅片或P型单晶硅片，所述硅片表面具有金字塔结构绒面，所述硅片的正面和反面均具有电极和发射结，所述发射结由位于硅片表面的p+区和n+区所形成。上述太阳能电池，由于其正面和反面都具有PN结，因此产生的光生载流子在内建电场的作用下，迅速被收集起来，不需要穿过整个硅片衬底，这样可以有效提高光电转换效率，同时避免了P型单多晶PERC电池、以及Al-BSF电池所存在的热衰减现象。并且，由于具有双面发射结的特点，在实际发电过程中，一天中会有两次峰值输出，具有更高的发电量，显著降低了发电成本。在其中一个实施例中，所述硅片的正面和/或反面具有通过选择性掺杂形成的重掺杂的p++区和轻掺杂的所述p+区和/或重掺杂的n++区和轻掺杂的所述n+区。通过上述选择性掺杂方式在太阳能电池正面和/或反面形成选择性掺杂结构，可以有效的降低复合，光生载流子被湮灭的几率进一步被降低，因此更多的载流子被收集起来，极大的提高了电池的光电转换效率。在其中一个实施例中，在进行选择性掺杂后，所述p++区和所述n++区的方阻为10-100ohm/sq，所述p+区和所述n+区的方阻为100-1000ohm/sq。本专利技术还提供了一种太阳能电池的制作工艺，包括以下步骤：对原料硅片的正面和反面分别进行碱制绒，形成金字塔结构绒面，所述原料硅片为N型单晶硅片或P型单晶硅片；在具有金字塔结构绒面的硅片的正面的不同区域分别通过掺杂形成p+区和n+区，并在具有金字塔结构绒面的硅片的反面的不同区域分别通过掺杂形成p+区和n+区；对p+区和n+区分别进行钝化处理；在钝化处理后的硅片的正面和反面分别制备电极，得到太阳能电池。上述太阳能电池的制作工艺，适合大规模工业化生产，所制得的太阳能电池具有较高的光电转换效率。在其中一个实施例中，所述在对原料硅片的正面和反面分别进行碱制绒前还包括对所述原料硅片进行清洗，以去除原料硅片表面的损伤层的步骤。在其中一个实施例中，述掺杂的方式选自扩散法、离子注入沉积法和常压化学气相沉积法中的一种。在其中一个实施例中，所述掺杂的方式为扩散法，其工艺为：先在扩散炉中进行单面硼或磷扩散，然后按照喷蜡图形进行喷蜡制备掩膜，再通过单面刻蚀设备中的HF与HNO3的混合溶液刻蚀掉未被掩膜遮蔽区域的硼或磷，从而在被遮蔽区域形成p+区或n+区。在其中一个实施例中，在对具有金字塔结构绒面的硅片的正面和反面的p+区和n+区分别进行钝化处理前，还包括通过激光掺杂工艺在p+区和/或n+区的局部形成重掺杂的p++区和/或n++区的步骤。在其中一个实施例中，所述激光掺杂工艺为：先在p+区或n+区表面通过离子注入方式形成一层富硼源或富磷源，经激光照射将表面的硼或磷打入硅片内部，随后将硅片浸泡于碱性清洗溶液中进行清洗，最后退火，形成重掺杂的p++区或n++区。在其中一个实施例中，所述激光照射的激光功率为10-50W，激光波长为532nm；碱性清洗溶液选自氨水和双氧水的混合溶液、KOH溶液、和四甲基氢氧化铵溶液中的任意一种；形成p++区所需的退火温度为900-1000℃，形成n++区所需的退火温度为500-1000℃。附图说明图1为本专利技术实施例1的电池结构示意图；其中，1-N型硅片，2-p+区，3-p++区，4-n+区，5-n++区，6-Ag/Al电极，7-Ag电极。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。一种太阳能电池，所述太阳能电池的硅片为N型单晶硅片或P型单晶硅片，所述硅片表面具有金字塔结构绒面，所述硅片的正面和反面均具有电极和发射结，所述发射结由位于硅片表面的p+区和n+区所形成。目前的大部分高效太阳能电池都是N型电池，其中以HIT，IBC，HIBC,Topcon等几种电池结构为典型代表。以上这些高效电池虽然结构不同，但有一个共通点：光生载流子必须穿过整个硅片衬底才能被收集到。在光生载流子穿越硅片衬底的过程中，不可避免的会被硅片上的缺陷等复合中心俘获，从而湮灭。而本专利技术的通过对太阳能电池的PN结的重新设计，可以让光生载流子在硅片上不需要走很长的路程，很快被收集起来，从而大大的提高电池的光电转换效率。优选地，所述硅片的正面和/或反面具有通过选择性掺杂形成的重掺杂的p++区和轻掺杂的所述p+区和/或重掺杂的n++区和轻掺杂的所述n+区。在p+区和n+区采取选择性掺杂的方法，形成重掺杂区和轻掺杂区，是为了为了进一步降低复合，从而在保证重掺杂区与金属栅线有良好欧姆接触的同时，轻掺杂区的表面复合维持在很低的水平。在实际实施过程中，可以根据具体需求选择对太阳能电池硅片正面或反面进行选择性掺杂，也可以对正面和反面均进行选择性掺杂。具体到每一个面上，可以仅对p+区或仅对n+区进行选择性掺杂，也可以对p+区和n+区均进行选择性掺杂。优选地，在进行选择性掺杂后，所述p++区和所述n++区的方阻为10-100ohm/sq，所述p+区和所述n+区的方阻为100-1000ohm/sq。一种太阳能电池的制作工艺，包括以下步骤：对原料硅片的正面和反面分别进行碱制绒，形成金字塔结构绒面，所述原料硅片为N型单晶硅片或P型单晶硅片；在具有金字塔结构绒面的硅片的正面的不同区域分别通过掺杂形成p+区和n+区，并在具有金字塔结构绒面的硅片的反面的不同区域分别通过掺杂形成p+区和n+区；对p+区和n+区分别进行钝化处理；在钝化处理后的硅片的正面和反面分别制备电极，得到太阳能电池。对硅片进行碱制绒的目的是形成金字塔结构绒面，增加陷光效应。所用的碱液通常为KOH溶液，所述KOH溶液一般按照KOH：添加剂：H2O＝8:1.5:160的比例配制，溶液的浓度为5％，温度为80℃。此外也可以用四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液代替。优选地，所述在对原料硅片的正面和反面分别进行碱制绒前还包括对所述原料硅片进行清洗，以去除原料硅片表面的损伤层的步骤。优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池的硅片为N型单晶硅片或P型单晶硅片，所述硅片表面具有金字塔结构绒面，所述硅片的正面和反面均具有电极和发射结，所述发射结由位于硅片表面的p+区和n+区所形成。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池的硅片为N型单晶硅片或P型单晶硅片，所述硅片表面具有金字塔结构绒面，所述硅片的正面和反面均具有电极和发射结，所述发射结由位于硅片表面的p+区和n+区所形成。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述硅片的正面和/或反面具有通过选择性掺杂形成的重掺杂的p++区和轻掺杂的所述p+区和/或重掺杂的n++区和轻掺杂的所述n+区。3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，在进行选择性掺杂后，所述p++区和所述n++区的方阻为10-100ohm/sq，所述p+区和所述n+区的方阻为100-1000ohm/sq。4.一种如权利要求1所述的太阳能电池的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：对原料硅片的正面和反面分别进行碱制绒，形成金字塔结构绒面，所述原料硅片为N型单晶硅片或P型单晶硅片；在具有金字塔结构绒面的硅片的正面的不同区域分别通过掺杂形成p+区和n+区，并在具有金字塔结构绒面的硅片的反面的不同区域分别通过掺杂形成p+区和n+区；对p+区和n+区分别进行钝化处理；在钝化处理后的硅片的正面和反面分别制备电极，得到太阳能电池。5.根据权利要求4所述的太阳能电池的制作工艺，其特征在于，所述在对原料硅片的正面和反面分别进行碱制绒前还包括对所述原料硅片进行清洗，以去除原料硅片表面的损伤层的步骤。6.根据权利要求4所述的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔艳峰，袁声召，张淳，
申请(专利权)人：张家港协鑫集成科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32