Perc太阳能电池及其制备方法

xiaoxiao2021-2-23  227

Perc太阳能电池及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池领域,特别是涉及一种PERC太阳能电池及其制备方法。
【背景技术】
[0002]太阳能电池,又称光伏电池,是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件,其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应。由于它是绿色环保产品,不会引起环境污染,而且是可再生资源,所以在当今能源短缺的情形下,太阳能电池是一种有广阔发展前途的新型能源。
[0003 ]局部接触背钝化(PERC)太阳能电池是新开发的一种高效太阳能电池,其转化效率伴随着技术的不断进步已经超过目前19%的稳定效率,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(5nm?lOOnm)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。
[0004]传统的PERC太阳能电池的制备方法主要包括如下步骤:制绒、扩散、背面抛光、刻蚀和去杂质玻璃、背面沉积氧化铝或氧化硅薄膜、背面沉积氮化硅薄膜、正面沉积氮化硅减反射层、背面开口、丝网印刷正背面金属浆料、烧结。然而,采用上述制备方法制备得到的PERC太阳能电池的产品良率较低,导致原料浪费,不利于应用。

【发明内容】

[0005 ]基于此,有必要针对传统的PERC太阳能电池的制备方法制备得到的PERC太阳能电池的产品良率较低问题,提供一种能够提高产品良率的PERC太阳能电池的制备方法。
[0006]一种PERC太阳能电池的制备方法,包括如下步骤:
[0007]对硅片依次进行双面抛光、制绒、扩散、刻蚀和去杂质玻璃、高锰酸氧化;
[0008]背面沉积钝化层以及保护层;
[0009]正面沉积减反射层;
[0010]背面局部开口、印刷正背面金属浆料以及烧结,得到PERC太阳能电池。
[0011 ]与传统的PERC太阳能电池的制备方法相比,本发明的PERC太阳能电池的制备方法中,在硅片制绒之前先进行双面抛光,便于后续制绒;同时,在背面沉积钝化层以及保护层之前对去杂质玻璃之后的硅片进行氧化,起到钝化作用。均能降低结区复合,提高开路电压,能够提尚广品良率。
[0012]在其中一个实施例中,所述高猛酸氧化步骤中,氧化的时间为5min?30min,氧化的温度为50°C?80°C。
[0013]在其中一个实施例中,所述高锰酸氧化步骤中,高锰酸的体积分数为50%?80%。
[0014]在其中一个实施例中,所述双面抛光步骤中,采用无机碱溶液进行双面抛光,单面抛光减薄量为5μηι?15μηι。
[0015]在其中一个实施例中,所述制绒步骤中,采用等离子刻蚀绒面。
[0016]在其中一个实施例中,所述扩散步骤中,采用旋涂法进行扩散,扩散方阻为70ohm/sq?lOOohm/sqD
[0017]在其中一个实施例中,所述钝化层为氧化铝层或氧化硅层,所述保护层为氮化硅薄膜,所述减反射层为氮化硅减反射薄膜。
[0018]在其中一个实施例中,所述钝化层的厚度为5nm?40nm。
[0019]在其中一个实施例中,所述硅片为P型多晶硅。
[0020]此外,还提供一种PERC太阳能电池,所述PERC太阳能电池根据上述的PERC太阳能电池的制备方法制备而成。
[0021]由于在上述制备方法中,在硅片制绒之前先进行双面抛光,便于后续制绒;同时,在背面沉积钝化层以及保护层之前对去杂质玻璃之后的硅片进行氧化,起到钝化作用。均能降低结区复合,提高开路电压。因此,通过上述PERC太阳能电池的制备方法制备得到的PERC太阳能电池的产品良率高。
【附图说明】
[0022]图1为实施例1与对比例1分别制备得到的PERC太阳能电池的电性能分布图。
【具体实施方式】
[0023]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的【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发明。但是本发明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发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0024]除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0025]一实施方式的PERC太阳能电池的制备方法,包括如下步骤:
[0026]对硅片依次进行双面抛光、制绒、扩散、刻蚀和去杂质玻璃、高锰酸氧化;
[0027]背面沉积钝化层以及保护层;
[0028]正面沉积减反射层;
[0029]背面局部开口、印刷正背面金属浆料以及烧结,得到PERC太阳能电池。
[0030]其中,硅片优选为P型多晶硅,即本发明的PERC太阳能电池的制备方法适用于P型多晶硅片制作的太阳能电池。
[0031]双面抛光步骤中,优选采用无机碱溶液进行双面抛光。例如,采用氢氧化钠溶液,但不限于此,还可以为其他无机碱溶液。抛光之后的单面抛光减薄量为5μπι?15μπι。对硅片进行双面抛光的处理时间为2min?lOmin。本发明先对硅片进行双面抛光,便于后续制绒。
[0032]制绒步骤中,采用干法刻蚀或者湿法刻蚀均可。干法刻蚀(也称等离子刻蚀)是把硅片表面暴露于空气中产生的等离子体,等离子体通过光刻胶中开出的窗口与硅片发生物理或化学反应,从而去掉暴露的表面材料。湿法刻蚀是采用液体化学试剂以化学方式去除硅片表面的材料。本实施方式中优先采用等离子刻蚀绒面。刻蚀之后在硅片表面形成纳米级绒面,能够减少光反射。
[0033]扩散步骤中,优选采用旋涂法进行扩散,扩散方阻为70ohm/Sq?lOOohm/sq。扩散的目的是形成PN结。
[0034]刻蚀和去杂质玻璃,杂质玻璃又称PSG,可采用Rena去PSG的方式。
[0035]高锰酸氧化步骤中,高锰酸溶液的体积分数为50%?80%。氧化的时间为5min?30min,氧化的温度为50°C?80°C。因此,本发明不需要高温氧化的过程,避免了高温对PERC太阳能电池表面的破坏,得到的产品良率高,有利于应用。对去杂质玻璃之后的硅片采用高锰酸进行氧化,起到钝化作用,能够降低结区复合,提高开路电压,也能够提高产品良率。
[0036]之后在氧化之后的硅片的背面沉积钝化层以及保护层。其中,钝化层优选为氧化铝层或氧化硅层,在一个优选的实施例中,氧化铝层或氧化硅层的厚度为5nm?40nm。保护层为氮化硅薄膜。
[0037]之后在背面沉积有钝化层以及保护层的硅片的正面沉积减反射层。减反射层优选为氮化硅减反射薄膜。可以采用PECAD沉积氮化硅减反射薄膜。
[0038]之后利用激光进行背面局部开口、采用丝网印刷正背面金属浆料并烧结,即可得到PERC太阳能电池。
[0039]与传统的PERC太阳能电池的制备方法相比,本发明的PERC太阳能电池的制备方法中,在硅片制绒之前先进行双面抛光,便于后续制绒;同时,在背面沉积钝化层以及保护层之前对去杂质玻璃之后的硅片进行氧化,起到钝化作用。均能降低结区复合,提高开 路电压,能够提尚广品良率。
[0040]此外,本发明的PERC太阳能电池的制备方法中,工艺流程简单,可基于常规的工艺设备,且没有任何需要高温氧化的过程,避免了高温对PERC太阳能电池表面的破坏,得到的广品良率尚,有利于应用。
[0041 ]本发明还提供一种PERC太阳能电池,根据上述的PERC太阳能电池的制备方法制备而成。由于在上述制备方法中,在硅片制绒之前先进行双面抛光,便于后续制绒;同时,在背面沉积钝化层以及保护层之前对去杂质玻璃之后的硅片进行氧化,起到钝化作用。均能降低结区复合,提高开路电压。因此,通过上述PERC太阳能电池的制备方法制备得到的PERC太阳能电池的广品良率尚。
[0042]下面结合具体实施例对本发明进行进一步的说明。
[0043]实施例1
[0044]在氢氧化钠溶液中对P型多晶硅片进行双面抛光,处理5min,此时抛光之后的单面抛光减薄量为ΙΟμπι;
[0045]采用等离子刻蚀对上述抛光后的Ρ型多晶硅片进行制绒;
[0046]采用旋涂法对上述制绒后的Ρ型多晶硅片进行扩散,扩散方阻为SOohm/sq;
[0047]对上述扩散后的P型多晶硅片进行Rena去背极;
[0048]将上述去背极后的P型多晶硅片放入体积分数为70%的高锰酸溶液中,在75°C时,维持15min,得到氧化后的P型多晶硅片;
[0049]在氧化后的P型多晶硅片的背面依次沉积氧化铝层、氮化硅薄膜,在正面沉积氮化硅减反射薄膜,其中,氧化铝层的厚度为25nm;
[0050]之后利用激光进行背面局部开口、采用丝网印刷正背面金属浆料并烧结。
[0051]对比例1
[0052]采用等离子刻蚀绒面对P型多晶硅片进行制绒;
[0053]采用旋涂法对上述制绒后的Ρ型多晶硅片进行扩散,扩散方阻为SOohm/sq;
[0054]在氢氧化钠溶液中对P型多晶硅片进行抛光,处理5min;
[0055]对上述扩散后的P型多晶硅片进行Rena去背极;
[0056]在氧化后的P型多晶硅片的背面依次沉积氧化铝层、氮化硅薄膜,在正面沉积氮化硅减反射薄膜;
[0057]之后利用激光进行背面局部开口、采用丝网印刷正背面金属浆料并烧结。
[0058]分别随机选择200个实施例1与对比例1制备得到的PERC太阳能电池,进行良品率对比,得到图1。从图1中可以看出,实施例1与对比例1制备得到的PERC太阳能电池的数目均随电池效率的变化呈正态分布。首先,当PERC太阳能电池的效率小于19 %时,随着PERC太阳能电池的效率由低到高,两种方法制备的PERC太阳能电池的数目也由少到多。当PERC太阳能电池的效率达到19 %时,两种方法制备的PERC太阳能电池的数目均最多。当PERC太阳能电池的效率大于19 %之后,两种方法制备的PERC太阳能电池的数目均随之减少。
[0059 ]当PERC太阳能电池的效率等于19 %时,实施例1与对比例1制备得到的PERC太阳能电池的数目最多。此时,实施例1制备得到的200个PERC太阳能电池中合格的数目为120。而对比例1制备得到的200个PERC太阳能电池中合格的数目仅为100,比实施例1制备得到的PERC太阳能电池的数目少了 20。
[0060]而当PERC太阳能电池的效率大于19%时,如图中19.1%和19.2%,实施例1的PERC太阳能电池的制备方法得到的PERC太阳能电池的数目均大于对比例1的PERC太阳能电池的制备方法得到的PERC太阳能电池的数目。
[0061 ]因此,测试结果表明,当PERC太阳能电池的效率等于或大于19%时,实施例1的PERC太阳能电池的制备方法得到的PERC太阳能电池的良品率高于对比例1的PERC太阳能电池的制备方法得到的PERC太阳能电池的良品率。
[0062]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0063]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
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: 对硅片依次进行双面抛光、制绒、扩散、刻蚀和去杂质玻璃、高锰酸氧化; 背面沉积钝化层以及保护层; 正面沉积减反射层; 背面局部开口、印刷正背面金属浆料以及烧结,得到PERC太阳能电池。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,所述高锰酸氧化步骤中,氧化的时间为5min?30min,氧化的温度为50°C?80°C。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,所述高锰酸氧化步骤中,高锰酸的体积分数为50%?80%。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,所述双面抛光步骤中,采用无机碱溶液进行双面抛光,单面抛光减薄量为5μπι?15μπι。5.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,所述制绒步骤中,采用等离子刻蚀绒面。6.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,所述扩散步骤中,采用旋涂法进行扩散,扩散方阻为70ohm/sq?1 OOohm/sq。7.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,所述钝化层为氧化铝层或氧化硅层,所述保护层为氮化硅薄膜,所述减反射层为氮化硅减反射薄膜。8.根据权利要求7所述的PERC太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述钝化层的厚度为5nm?40nmo9.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,所述硅片为P型多晶娃。10.一种PERC太阳能电池,其特征在于,所述PERC太阳能电池根据权利要求1?9中任一项所述的PERC太阳能电池的制备方法制备而成。
【专利摘要】本发明涉及一种PERC太阳能电池及其制备方法。上述PERC太阳能电池的制备方法,包括如下步骤:对硅片依次进行双面抛光、制绒、扩散、刻蚀和去杂质玻璃、高锰酸氧化;背面沉积钝化层以及保护层;正面沉积减反射层;背面局部开口、印刷正背面金属浆料以及烧结,得到PERC太阳能电池。与传统的PERC太阳能电池的制备方法相比,本发明的PERC太阳能电池的制备方法,在硅片制绒之前先进行双面抛光,便于后续制绒;同时,在背面沉积钝化层以及保护层之前对去杂质玻璃之后的硅片进行氧化,起到钝化作用。均能降低结区复合,提高开路电压,能够提高产品良率。同时,本发明基于常规工艺,产品良率高。此外,上述PERC太阳能电池根据上述PERC太阳能电池的制备方法制备而成。
【IPC分类】H01L31/18, H01L31/0216
【公开号】CN105489709
【申请号】CN201610038035
【发明人】张为国, 刘超, 刘成法, 张松, 陈寒, 夏世伟, 季海晨
【申请人】上海大族新能源科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月20日

最新回复(0)