一种HLF晶体硅太阳电池及其制备方法技术

一种HLF晶体硅太阳电池及其制备方法，它涉及一种晶体硅太阳电池生产的技术领域。它的制备步骤为：一、硅片表面制绒；二、高温磷扩散；三、去除周边或背面PN结；四、去除磷硅玻璃；五、镀减反射膜；六、丝网印刷背面电极及背面铝浆料并烘干；七、丝网印刷正面银电极；八、再次丝网印刷正面银电极；九、电极共烧结。它相比常规的晶体硅太阳电池，具有较低的扩散死层复合、较高的入射光利用率、较小的金属电极的遮光面积和较小金属电极电阻损耗，因而具有较高的光电转换效率和较好的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种晶体硅太阳电池生产的
，具体涉及一种高方阻、低反射、 细極高线(high square resistance，low surface reflectance，fine metal contact， HLF)晶体硅太阳电池及其制备方法。
技术介绍
光伏产业是一个世界各国政府都大力扶持的朝阳产业。而晶体硅太阳电池是光伏产业里的主角。到目前为止，晶体硅太阳电池仍占整个光伏市场的90%左右。太阳电池的发展方向是降低成本和提高光电转换效率。提高太阳电池的转换效率，实际上就是降低太阳能发电的成本。如假设晶体硅电池平均转换效率为15%，那么提高1个百分点到16%， 则实际发电量提高6. 67%;提高两个百分点，实际发电量可提高13.5%，相应发电成本可降低13. 5%，可见提高电池转换效率是降低成本的非常有效的方法。目前，常规工业化生产晶体硅太阳电池的光电转换效率在17. 8%左右(单晶硅)和16. 5%左右(多晶硅)，其原因是在扩散制结、绒面制作和电极制作等工艺步骤上存在着一些不足。常规晶体硅太阳电池工业化生产中一般采用氮气携带液态POCl3进入扩散炉，对硅片进行高温磷扩散。其结果往往容易在硅片表面获得较高浓度的重掺杂。过重的掺杂会使得表面层失去活性，光生载流子会被很快复合掉而失去作用，也就是形成扩散死层。扩散死层的严重程度与扩散后硅片的方块电阻(简称方阻)大小有很大的关系。方阻越小，复合越严重，死层效应越明显。目前常规晶体硅太阳电池的方阻在45-55Ω/ □之间，存在着严重的扩散死层复合。要想进一步提高太阳电池的光电转换效率，必须进一步提高其方阻。 然而，受到目前扩散工艺和丝网印刷工艺的限制，进一步提高方阻仍面临着均勻性、重复性和稳定性等问题。此外，常规晶体硅太阳电池工业化生产中一般对硅片进行酸或碱腐蚀制作绒面结构。因为，常规的酸或碱腐蚀工艺在硅片表面形成的绒面结构存在着较大的随机性，而导致较高的硅片表面反射率，使得太阳电池不能更充分地吸收入射光线。为了进一步降低硅片的表面反射率，常规晶体硅太阳电池常常利用PECVD技术在硅片表面镀上氮化硅减反射膜。目前的氮化硅减反射膜往往是一层折射率较为单一的氮化硅薄膜。如果采用双层减发射膜则可以进一步降低硅片表面的反射率。而晶体硅太阳电池的金属电极仍是采用丝网印刷工艺来制备的。丝网印刷工艺的优点在于它的工艺简单、低成本、高产量和设备的高度自动化。这些优点使得丝网印刷工艺在晶体硅太阳电池领域得到了最广泛的应用，成为了太阳电池的主流生产技术。但是，丝网印刷工艺应用在晶体硅太阳电池上也有其自身的限制。这主要体现在以下两个方面(1) 较宽的电极栅线导致较大的电极遮光面积；(2)较低的金属电极高宽比导致较大的电极电阻损耗，从而影响太阳电池的光电转换效率。目前晶体硅太阳电池的正面电极栅线的宽度在100-110微米左右，高度在15-20微米左右。为了降低丝网印刷这两个方面的影响，应制备更细更高的正面金属电极栅线，以减小电极遮光损失和电极电阻损耗。因此，为了进一步提高太阳电池的光电转换效率，在常规晶体硅太阳电池工业化生产过程中，应该尽可能地增大扩散后硅片的方块电阻，降低硅片表面的反射率，制作出又细又高的正面电极栅线。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种HLF晶体硅太阳电池及其制备方法，它相比常规的晶体硅太阳电池，具有较低的扩散死层复合、较高的入射光利用率、较小的金属电极的遮光面积和较小金属电极电阻损耗，因而具有较高的光电转换效率和较好的实用价值。为了解决
技术介绍
所存在的问题，本专利技术是采用以下技术方案它的制备步骤为 一、硅片表面制绒；二、高温磷扩散；三、去除周边或背面PN结；四、去除磷硅玻璃；五、镀减反射膜；六、丝网印刷背面电极及背面铝浆料并烘干；七、丝网印刷正面银电极；八、再次丝网印刷正面银电极；九、电极共烧结。本专利技术通过采用改良的扩散方法而具有较高的方块电阻，通过使用制绒添加剂和双层氮化硅减反射膜而具有较低的表面反射率，通过采用精密的丝网印刷网版和两次印刷的方法而具有较细较高的金属电极栅线。所述的改良的扩散方法是指优化扩散工艺的温度和气流的大小和分布，严格控制扩散炉管内的气压，扩散后硅片的方块电阻在70Ω/ □以上，并且具有优异的均勻性和重复性。所述的制绒添加剂是指对硅片进行酸或碱腐蚀制作绒面结构时添加一种表面活性剂，使得绒面结构更为精细、均勻，并进一步降低硅片表面的反射率。所述的双层氮化硅减反射膜是指减反射膜由两层具有不同折射率的氮化硅薄膜组成，而且这种双层氮化硅减反射膜是在一次PECVD工艺中制备的，相比单层氮化硅薄膜， 能进一步降低硅片表面的反射率。所述的精密的丝网印刷网版是指丝网印刷网版的栅线宽度小于70微米，使得印刷后正面电极栅线的宽度小于80微米。所述的两次印刷是指对太阳电池的正面电极进行两次精确对准印刷，从而增加正面电极的高度，减小电极的电阻损耗。本专利技术具有以下有益效果、它在常规的工业化晶体硅太阳电池生产技术的基础上融进了改良的扩散技术， 具有更高的方块电阻，因此，具有更低的扩散死层复合，从而提高太阳电池的光电转换效率。二、它在常规的工业化晶体硅太阳电池生产技术的基础上融进了单晶/多晶制绒添加剂和双层氮化硅减反射膜，具有更低的表面反射率，因此，具有更高的入射光利用率， 从而提高太阳电池的光电转换效率。三、它在常规的工业化晶体硅太阳电池生产技术的基础上融进了精密丝网印刷网版和两次印刷技术，具有更细更高的金属电极栅线，因此，具有较小的金属电极的遮光面积和较小金属电极电阻损耗，从而提高太阳电池的光电转换效率。具体实施例方式本具体实施方式采用以下技术方案它的制备步骤为一、硅片表面制绒；二、高温磷扩散；三、去除周边或背面PN结；四、去除磷硅玻璃；五、镀减反射膜；六、丝网印刷背面电极及背面铝浆料并烘干；七、丝网印刷正面银电极；八、再次丝网印刷正面银电极；九、 电极共烧结。本具体实施方式通过采用改良的扩散方法而具有较高的方块电阻，通过使用制绒添加剂和双层氮化硅减反射膜而具有较低的表面反射率，通过采用精密的丝网印刷网版和两次印刷的方法而具有较细较高的金属电极栅线。所述的改良的扩散方法是指优化扩散工艺的温度和气流的大小和分布，严格控制扩散炉管内的气压，扩散后硅片的方块电阻在70Ω/ □以上，并且具有优异的均勻性和重复性。所述的制绒添加剂是指对硅片进行酸或碱腐蚀制作绒面结构时添加一种表面活性剂，使得绒面结构更为精细、均勻，并进一步降低硅片表面的反射率。所述的双层氮化硅减反射膜是指减反射膜由两层具有不同折射率的氮化硅薄膜组成，而且这种双层氮化硅减反射膜是在一次PECVD工艺中制备的，相比单层氮化硅薄膜， 能进一步降低硅片表面的反射率。所述的精密的丝网印刷网版是指丝网印刷网版的栅线宽度小于70微米，使得印刷后正面电极栅线的宽度小于80微米。所述的两次印刷是指对太阳电池的正面电极进行两次精确对准印刷，从而增加正面电极的高度，减小电极的电阻损耗。本具体实施方式采用的详细步骤如下一、将面积为125mmX 125mm、厚度约为200微米的P型单晶硅片放入氢氧化钠、异丙醇、去离子水、和制绒添加剂组成的溶液中进行腐蚀，获得表面一致、金字塔大小均勻的绒面硅片，实现硅片表面织构化本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种ＨＬＦ晶体硅太阳电池及其制备方法，其特征在于它的制备步骤为：一、硅片表面制绒；二、高温磷扩散；三、去除周边或背面ＰＮ结；四、去除磷硅玻璃；五、镀减反射膜；六、丝网印刷背面电极及背面铝浆料并烘干；七、丝网印刷正面银电极；八、再次丝网印刷正面银电极；九、电极共烧结。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：屈盛，
申请(专利权)人：欧贝黎新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32