一种P型晶体硅电池的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种P型晶体硅电池的制备方法，解决了P型晶体硅背面载流子选择性结构电池的漏电问题。其依次包括如下步骤：A、对制绒后的P型晶体硅片进行背面刻蚀或抛光；B、在P型晶体硅片的背面生长氧化物薄层；C、在氧化物薄层上沉积多晶硅层；D、利用离子注入技术对P型晶体硅片背面进行III族元素掺杂；E、将P型晶体硅片上的III族元素掺杂面向上，以漂浮的方式放入第一溶液中处理，所述第一溶液包括HF、HNO

A preparation method of p-type crystalline silicon battery

【技术实现步骤摘要】
一种P型晶体硅电池的制备方法
本专利技术属于太阳能电池领域，涉及一种P型晶体硅电池的制备方法。
技术介绍
常规的化石燃料日益消耗殆尽，在所有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。目前，在所有的太阳能电池中，硅太阳能电池是得到大范围商业推广的太阳能电池之一，这是由于硅材料在地壳中有着极为丰富的储量，同时硅太阳能电池相比其他类型的太阳能电池，有着优异的电学性能和机械性能，硅太阳能电池在光伏领域占据着重要的地位。因此，研发高性价比的硅太阳能电池已经成为各国光伏企业的主要研究方向。现有的晶体硅太阳电池主要以单面太阳电池为主，即只有电池的正面可以吸收太阳光并进行光电转换。其实太阳光还通过反射和散射等方式到达电池片的背面。但传统单面晶体硅电池片的背面被金属铝所覆盖，到达电池片背面的太阳光无法穿透到达硅基体，因此到达电池片背面的太阳光无法被有效吸收。为了进一步提高晶体硅电池对太阳光的吸收，光伏行业逐渐开始开发双面皆可吸收太阳光的晶体硅太阳电池，通常称为晶体硅双面太阳电池。现行的P型晶体硅双面电池主要为：将传统的背面全覆盖铝层优化为背面局部覆盖的铝层，使到达电池背面的太阳光可以通过未被铝层覆盖的区域被硅基体吸收，产生光生载流子，增加晶体硅太阳电池的光电转换能力。然而，P型晶体硅电池背面采用铝与硅基体形成金属化欧姆接触，在铝硅合金的接触区域存在较高的载流子复合。这种较高的载流子复合限制了晶体硅太阳电池光电转换效率的进一步提升。为了继续提高晶体硅太阳电池的光电转换效率，可采用载流子选择性结构来降低P型晶体硅双面电池背面金属化区域的载流子复合。但是，在P型晶体硅电池背面制备载流子选择性结构时，不管用原位掺杂还是热扩散掺杂，掺杂元素都会在掺杂过程中绕射到非掺杂面(通常为掺磷面)，使电池的正极和负极在非绝缘的情况下直接连接在一起，从而导致漏电。同时，用热扩散的方式掺磷也会使磷绕射到非磷掺杂面，使电池的正极和负极在非绝缘的情况下直接连接在一起，从而导致漏电。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术旨在提供一种P型晶体硅电池的制备方法，解决了P型晶体硅背面载流子选择性结构电池的漏电问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种P型晶体硅电池的制备方法，依次包括如下步骤：A、对制绒后的P型晶体硅片进行背面刻蚀或抛光，保留正面的绒面；B、在P型晶体硅片的背面生长氧化物薄层；C、在氧化物薄层上沉积多晶硅层；D、利用离子注入技术对P型晶体硅片背面进行III族元素掺杂；E、将P型晶体硅片上的III族元素掺杂面向上，以漂浮的方式放入溶液中处理，所述溶液包括HF、HNO3、H2SO4中的至少一种；F、利用离子注入技术对P型晶体硅片正面进行磷掺杂；G、对离子注入后的P型晶体硅片进行清洗，清洗剂包括氨水、HCl、HF、HNO3、臭氧、双氧水中、去离子水的至少一种；H、对P型晶体硅片进行退火；I、对P型晶体硅片进行清洗，清洗剂包括氨水、HCl、HF、HNO3、臭氧、双氧水中、去离子水的至少一种；J、将P型晶体硅片的表面氧化；K、在P型晶体硅片上的III族扩散面沉积钝化层和减反射层，在磷扩散面沉积减反射层；L、进行金属化工艺形成正面金属电极和背面金属电极。优选地，所述步骤E中，先在P型晶体硅片上的III族元素掺杂面形成水膜，然后以漂浮的方式放入第一溶液中处理。在一优选的实施例中，所述步骤E具体实施如下：在P型晶体硅片上的III族元素掺杂面形成水膜，采用链式传输装置传输P型晶体硅片，使P型晶体硅片的III族元素掺杂面向上并以漂浮的方式通过第一溶液。具体地，通过喷淋形成水膜。更优选地，所述步骤E中的所述溶液为HF和去离子水构成的溶液，HF体积浓度为3～7％，所述链式传输装置的传输速度为1.8～2.2m/s。优选地，所述步骤H中，利用退火管对P型硅片进行退火。优选地，所述步骤B中的氧化物薄层为氧化硅薄层。优选地，所述步骤A中，制绒后的P型晶体硅片，单面形成水膜，水膜面向上，以漂浮的方式通过HF、HNO3、H2SO4和去离子水的混合溶液。更优选地，所述步骤A中，采用链式传输装置输送P型晶体硅片，传输带速1.8～2.2m/s。优选地，所述步骤J具体实施如下：将P型晶体硅片进行氧化，在去除表面的氧化物，再将P型晶体硅片的表面氧化。更优选地，所述步骤J中，先通过臭氧溶液或HNO3溶液将P型晶体硅片氧化，再放置在HF溶液中去除表面的氧化层，然后再次通过臭氧溶液或HNO3溶液将P型晶体硅片的表面进行氧化。优选地，所述步骤K中，在P型晶体硅片上的III族扩散面依次沉积氧化铝层和氮化硅层，在P型晶体硅片上的磷扩散面上沉积氮化硅层。在一具体且优选的实施例中，所述制备方法依次包括如下步骤：(1)将P型晶体硅片进行制绒(表面形成金字塔型绒面)；(2)制绒后的P型晶体硅片，进行背面刻蚀或抛光工艺，正面保留金字塔面；(3)在P型硅片的背面生长SiOx薄层；(4)在P型硅片的背面沉积Polysilicon多晶硅层；(5)利用离子注入技术对P型硅片背面进行Ⅲ族元素掺杂；(6)Ⅲ族元素掺杂后硅片，在Ⅲ族元素掺杂面形成水膜，用链式传输，掺杂面向上以漂浮的方式通过混合溶液，其中混合溶液可以包含HF、HNO3、H2SO4中的至少一种和去离子水；(7)利用离子注入技术对P型片正面进行磷掺杂；(8)对离子注入后硅片进行清洗，清洗剂可包括氨水、HCl、HF、HNO3、臭氧、双氧水、去离子水；(9)P型晶体硅片进行退火工艺；(10)对离子注入后硅片进行清洗，清洗剂可包括氨水、HCl、HF、HNO3、臭氧、双氧水、去离子水；(11)将硅片进行氧化，氧化过程可通过臭氧溶液或HNO3溶液实现；(12)将硅片放置在HF和去离子混合溶液中，去除表面的氧化层；(13)将硅片表面进行氧化，氧化过程可通过臭氧溶液或HNO3溶液实现；(14)在硅片的Ⅲ族元素扩散面沉积氧化铝层；(15)在硅片Ⅲ族元素扩散面和磷扩散面分别沉积SiNx层；(16)在硅片表面进行金属化工艺。本专利技术采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：本专利技术的P型晶体硅电池制备方法，可以在有效保护P型晶体硅电池Ⅲ族元素扩散面和磷扩散面的基础上，解决电池的边缘漏电问题，显著降低P型晶体硅电池的反向电压漏电；制备方法简单，适于推广应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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为实施例1制得的一种P型晶体硅电池的结构示意图。其中，1、正面金属电极；2、SiN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种P型晶体硅电池的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：/nA、对制绒后的P型晶体硅片进行背面刻蚀或抛光，保留正面的绒面；/nB、在P型晶体硅片的背面生长氧化物薄层；/nC、在氧化物薄层上沉积多晶硅层；/nD、利用离子注入技术对P型晶体硅片背面进行III族元素掺杂；/nE、将P型晶体硅片上的III族元素掺杂面向上，以漂浮的方式放入溶液中处理，所述溶液包括HF、HNO

【技术特征摘要】
1.一种P型晶体硅电池的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
A、对制绒后的P型晶体硅片进行背面刻蚀或抛光，保留正面的绒面；
B、在P型晶体硅片的背面生长氧化物薄层；
C、在氧化物薄层上沉积多晶硅层；
D、利用离子注入技术对P型晶体硅片背面进行III族元素掺杂；
E、将P型晶体硅片上的III族元素掺杂面向上，以漂浮的方式放入溶液中处理，所述溶液包括HF、HNO3、H2SO4中的至少一种；
F、利用离子注入技术对P型晶体硅片正面进行磷掺杂；
G、对离子注入后的P型晶体硅片进行清洗，清洗剂包括氨水、HCl、HF、HNO3、臭氧、双氧水中、去离子水的至少一种；
H、对P型晶体硅片进行退火；
I、对P型晶体硅片进行清洗，清洗剂包括氨水、HCl、HF、HNO3、臭氧、双氧水中、去离子水的至少一种；
J、将P型晶体硅片的表面氧化；
K、在P型晶体硅片上的III族扩散面沉积钝化层和减反射层，在磷扩散面沉积减反射层；
L、进行金属化工艺形成正面金属电极和背面金属电极。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤E中，先在P型晶体硅片上的III族元素掺杂面形成水膜，然后以漂浮的方式放入第一溶液中处理。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤E具体实施如下：在P型晶体硅片上的III...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨智，魏青竹，倪志春，
申请(专利权)人：苏州腾晖光伏技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32