本發(fā)明涉及太陽能電池的生產(chǎn)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池及其制作工藝。
背景技術(shù)：
：P型晶體硅在地面應(yīng)用中仍然存在衰減，而n型晶體硅的性能則更為穩(wěn)定；早在1973年H.Fischer等就發(fā)現(xiàn)剛制作好的P型硼摻Cz硅太陽電池在光照下會(huì)出現(xiàn)明顯的性能衰減；1997年J.Schmidt等證實(shí)硼摻雜Cz硅出現(xiàn)的光致衰減是由硼氧對(duì)導(dǎo)致的；由于n型磷摻雜Cz硅中硼含量極低，所以由硼氧對(duì)所導(dǎo)致的光致衰減并不明顯；這一點(diǎn)已經(jīng)被很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證另一方面，在太陽能級(jí)硅材料中，n型晶體硅比P型晶體硅具有更長的少子壽命。據(jù)J.Zhao等n報(bào)道，不同體電阻率的n型Cz硅少子壽命都在1ms以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于P型Cz硅的水平，甚至比P型Fz硅的少子壽命還要長；據(jù)A.Cuevas等報(bào)道，n型多晶硅的少子壽命達(dá)100us，經(jīng)過磷吸雜后，可以提升到1ms；D.Macdonald等對(duì)此進(jìn)行了解釋：因?yàn)殍F等常見金屬雜質(zhì)對(duì)電子的俘獲截面比對(duì)空穴的俘獲截面大，所以在低注入情況下，n型硅比P型硅具有更長的少子壽；n型晶體硅的上述優(yōu)點(diǎn)引起了研究人員的興趣，使得n型晶體硅太陽電池在結(jié)構(gòu)和工藝方面獲得了快速發(fā)展。按發(fā)射極的成分和形成方式區(qū)分，n型太陽電池可以分為鋁發(fā)射極、硼發(fā)射極和非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池3類；按發(fā)射極的位置區(qū)分，n型太陽電池又可以分為前發(fā)射極和背發(fā)射極兩類；對(duì)于鋁背發(fā)射極，很多研究者都進(jìn)行了詳細(xì)的論述和研究，本文不論述研究?，F(xiàn)在，我們主要研究硼擴(kuò)散方法制備硼前發(fā)射極太陽能電池；由于B2O3的沸點(diǎn)高于P2O5，因此固態(tài)硼源擴(kuò)散的結(jié)的均勻性難以控制，生產(chǎn)中通常使用液態(tài)BBr3作為硼源進(jìn)行擴(kuò)散，但是這種工藝對(duì)設(shè)備要求較高，而且所用的擴(kuò)散源有毒，擴(kuò)散排放的氣體需要特別處理；研究者還開發(fā)出了通過絲印和旋涂的硼漿料進(jìn)行擴(kuò)散的工藝，但是通常需要使用特制的漿料。硼鹽酸具有廉價(jià)、無毒等優(yōu)點(diǎn)，因此也有研究者也開發(fā)了使用其作為擴(kuò)散源相關(guān)工藝，但是這些擴(kuò)散工藝通常需要1000℃高溫?cái)U(kuò)散1小時(shí)才能完成；本文主要以旋涂硼鹽酸的硅片作為擴(kuò)散源、利用硼鹽酸進(jìn)行擴(kuò)散來制作硼前發(fā)射極n型硅太陽能電池。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池及其制作工藝。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池，包括N型硅襯底，N型硅襯底的表面場(chǎng)自下而上依次鋪設(shè)有B型擴(kuò)散層及絕緣層，其中，B型擴(kuò)散層的材質(zhì)為硼酸鹽，絕緣層的材質(zhì)為SiNx層膜，絕緣層的上表面設(shè)置有P型金屬電極；N型硅襯底的背表面場(chǎng)設(shè)置有n型金屬電極。本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：進(jìn)一步的，前述的旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池，P型金屬電極與N型硅襯底的邊緣之間留有距離，n型金屬電極與N型硅襯底的邊緣之間留有距離。前述的旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池，SiNx層膜為氮化硅和二氧化硅構(gòu)成的疊層膜。前述的旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池，二氧化硅層膜位于氮化硅層膜的下方，二氧化硅層膜的厚度為41-43nm，氮化硅層膜的厚度為80-83nm。本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池的制作工藝，選用N型硅襯底作為基底，包括如下具體步驟：①將硼鹽酸溶液涂覆在N型硅襯底的表面場(chǎng)，并將N型硅襯底放入管式爐中進(jìn)行擴(kuò)散，通入N2氣體作為保護(hù)，N2氣體的流量為11slm，擴(kuò)散溫度為910-930℃，擴(kuò)散時(shí)間為11-13min，形成B型擴(kuò)散層；硼鹽酸溶液的制備為：將B2O5溶解到稀鹽酸中形成13-16wt％的溶液；②在N型硅襯底的背表面場(chǎng)采用PCLO3擴(kuò)散方法，控制擴(kuò)散的流量1000sccm，擴(kuò)散時(shí)間為9-11min，擴(kuò)散溫度880-900℃；③在B型擴(kuò)散層的上表面采用硝酸氧化制作厚度為41-43nm的二氧化硅層膜，在二氧化硅層膜上采用PECVD沉積厚度為80-83nm的氮化硅層膜，二氧化硅層膜作為鈍化層，氮化硅層作為減反射層，控制反射率小于8％，鈍化層與減反射層共同作為絕緣層；④在絕緣層上印刷Ag/Al漿，制作P型金屬電極；在N型硅襯底的背表面場(chǎng)印刷Ag漿做為n型金屬電極。前述的旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池的制作工藝，選用N型硅襯底作為基底，包括如下具體步驟：①將硼鹽酸溶液涂覆在N型硅襯底的表面場(chǎng)，并將N型硅襯底放入管式爐中進(jìn)行擴(kuò)散，通入N2氣體作為保護(hù)，N2氣體的流量為11slm，擴(kuò)散溫度為920℃，擴(kuò)散時(shí)間為12min，控制管內(nèi)均勻度小于10％，控制片內(nèi)均勻度小于7％；形成B型擴(kuò)散層；硼鹽酸溶液的制備為：將B2O5溶解到稀鹽酸中形成15wt％的溶液；②在N型硅襯底的背表面場(chǎng)采用PCLO3擴(kuò)散方法，控制擴(kuò)散的流量1000sccm，擴(kuò)散時(shí)間為9-11min，擴(kuò)散溫度880-900℃；③在B型擴(kuò)散層的上表面采用硝酸氧化制作厚度為42nm的二氧化硅層膜，在二氧化硅層膜上采用PECVD沉積厚度為82nm的氮化硅層膜，二氧化硅層膜作為鈍化層，氮化硅層作為減反射層，控制反射率小于8％，鈍化層與減反射層共同作為絕緣層；④在絕緣層上印刷Ag/Al漿，制作P型金屬電極；在N型硅襯底的背表面場(chǎng)印刷Ag漿做為n型金屬電極。前述的旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池的制作工藝，選用N型硅襯底作為基底，包括如下具體步驟：①將硼鹽酸溶液涂覆在N型硅襯底的表面場(chǎng)，并將N型硅襯底放入管式爐中進(jìn)行擴(kuò)散，通入N2氣體作為保護(hù)，N2氣體的流量為11slm，擴(kuò)散溫度為920℃，擴(kuò)散時(shí)間為12min，控制管內(nèi)均勻度小于10％，控制片內(nèi)均勻度小于7％；形成B型擴(kuò)散層；硼鹽酸溶液的制備為：將B2O5溶解到稀鹽酸中形成15wt％的溶液；②在N型硅襯底的背表面場(chǎng)采用PCLO3擴(kuò)散方法，控制擴(kuò)散的流量1000sccm，擴(kuò)散時(shí)間為10min，擴(kuò)散溫度890℃；③在B型擴(kuò)散層的上表面采用硝酸氧化制作厚度為42nm的二氧化硅層膜，在二氧化硅層膜上采用PECVD沉積厚度為81nm的氮化硅層膜，二氧化硅層膜作為鈍化層，氮化硅層作為減反射層，控制反射率小于8％，鈍化層與減反射層共同作為絕緣層；④在絕緣層上印刷Ag/Al漿，制作P型金屬電極；在N型硅襯底的背表面場(chǎng)印刷Ag漿做為n型金屬電極。前述的旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池的制作工藝，在N型硅襯底的側(cè)表面上涂覆防抗覆冰附著乳液，防抗覆冰附著乳液的質(zhì)量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：7-9％，氨基甲酸乙酯：11-13％，α-亞麻酸：3.3-3.5％，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：1.3-1.5％，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：4.5-4.7％，過氧化苯甲酰：3.2-3.4％，丙烯酸丁酯：2.3-2.5％，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：2.7-2.9％，銻摻雜氧化錫納米晶：2.8-3％，納米二氧化鈦：4.3-4.5％，納米碳化硅：2.5-2.7％，乙烯-醋酸乙烯：2.5-2.7％，聚氧乙烯脂肪醇醚：3.7-3.9％，聚二甲基硅氧烷：1.4-1.6％，聚醚改性硅油：1.1-1.3％，助溶劑：5.4-5.6％，附著力促進(jìn)劑：9.3-9.5％，有機(jī)氟防水劑：余量。前述的旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池的制作工藝，防抗覆冰附著乳液的質(zhì)量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：8％，氨基甲酸乙酯：12％，α-亞麻酸：3.3％，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：1.3％，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：4.6％，過氧化苯甲酰：3.3％，丙烯酸丁酯：2.4％，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：2.8％，銻摻雜氧化錫納米晶：2.9％，納米二氧化鈦：4.4％，納米碳化硅：2.6％，乙烯-醋酸乙烯：2.7％，聚氧乙烯脂肪醇醚：3.8％，聚二甲基硅氧烷：1.5％，聚醚改性硅油：1.2％，助溶劑：5.5％，附著力促進(jìn)劑：9.4％，有機(jī)氟防水劑：余量。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明中將N型硅襯底放入管式爐中進(jìn)行擴(kuò)散，通入N2氣體作為保護(hù)，N2氣體的流量為11slm，擴(kuò)散溫度為920℃，擴(kuò)散時(shí)間為12min，控制管內(nèi)均勻度小于10％，控制片內(nèi)均勻度小于7％，如表1所示，得到的平均方阻為70.2Ω/sq,偏差≤3Ω/sq；與固態(tài)硼擴(kuò)散和液態(tài)硼擴(kuò)散具有擴(kuò)散溫度低、時(shí)間短、工藝簡單和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，因此，這種擴(kuò)散工藝在制備N型太陽能電池的發(fā)射極方面具有廣闊的應(yīng)用前景。此外，這種擴(kuò)散工藝還可以應(yīng)用到制備P型電池的背場(chǎng)。表1第一溫區(qū)第二溫區(qū)第三溫區(qū)第四溫區(qū)第五溫區(qū)67.571.26970.570.170.273.568.770.668.969.369.568.970.96970.17070.36969.368.270.17168.570.2平均值69.0670.8669.5869.969.5本發(fā)明的防抗覆冰附著乳液通過其科學(xué)的配方，在N型硅襯底的側(cè)表面噴灑附著乳液后，附著乳液在室外紫外光線的作用下，其中聚合物會(huì)發(fā)生二次共聚和交聯(lián)反應(yīng)，生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的保護(hù)膜，大幅度提高了附著乳液與N型硅襯底的側(cè)表面的粘結(jié)強(qiáng)度、強(qiáng)剝離強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度，從而解決了防抗覆冰附著乳液與N型硅襯底的側(cè)表面不易結(jié)合的技術(shù)問題，使N型硅襯底的側(cè)表面具有優(yōu)良的拒水性、防水防凍和防抗覆冰性能，使其用于雨天寒冷環(huán)境時(shí)仍保持優(yōu)良性能；根據(jù)試驗(yàn)，將本發(fā)明的旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池置于暴雨中，拒水性能是普通太陽能電池的3-5倍；將本發(fā)明的旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池外置于零下1-15℃的環(huán)境中，雨水后太陽能電池外表面不易結(jié)冰；另外，本發(fā)明附著乳液中，銻摻雜氧化錫納米晶、納米二氧化鈦、納米碳化硅能等成分的加入使N型硅襯底的側(cè)表面具有很好的抗靜電性和吸收隔熱性，且具有防霉殺菌和防污性，還能提高其耐磨損性，獲得了意想不到的技術(shù)效果。附圖說明圖1為本發(fā)明所設(shè)計(jì)的旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1-P型金屬電極，2-絕緣層，3-B型擴(kuò)散層，4-N型硅襯底，5-n型金屬電極，6-n型金屬電極與N型硅襯底邊緣距離，7-P型金屬電極與N型硅襯底邊緣的距離。具體實(shí)施方式實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池，包括N型硅襯底4，N型硅襯底4的表面場(chǎng)自下而上依次鋪設(shè)有B型擴(kuò)散層3及絕緣層2，其中，B型擴(kuò)散層3的材質(zhì)為硼酸鹽，絕緣層2的材質(zhì)為SiNx層膜，絕緣層2的上表面設(shè)置有P型金屬電極1；N型硅襯底4的背表面場(chǎng)設(shè)置有n型金屬電極5。前述的旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池，P型金屬電極1與N型硅襯底4的邊緣之間留有距離，n型金屬電極5與N型硅襯底4的邊緣之間留有距離。前述的旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池，SiNx層膜為氮化硅和二氧化硅構(gòu)成的疊層膜。前述的旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池，二氧化硅層膜位于氮化硅層膜的下方，二氧化硅層膜的厚度為41-43nm，氮化硅層膜的厚度為80-83nm。實(shí)施例2本實(shí)施例提供了一種旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池的制作工藝，選用N型硅襯底4作為基底，包括如下具體步驟：①將硼鹽酸溶液涂覆在N型硅襯底4的表面場(chǎng)，并將N型硅襯底4放入管式爐中進(jìn)行擴(kuò)散，通入N2氣體作為保護(hù)，N2氣體的流量為11slm，擴(kuò)散溫度為920℃，擴(kuò)散時(shí)間為12min，控制管內(nèi)均勻度小于10％，控制片內(nèi)均勻度小于7％；形成B型擴(kuò)散層3；硼鹽酸溶液的制備為：將B2O5溶解到稀鹽酸中形成15wt％的溶液；②在N型硅襯底4的背表面場(chǎng)采用PCLO3擴(kuò)散方法，控制擴(kuò)散的流量1000sccm，擴(kuò)散時(shí)間為9-11min，擴(kuò)散溫度880-900℃；③在B型擴(kuò)散層3的上表面采用硝酸氧化制作厚度為42nm的二氧化硅層膜，在二氧化硅層膜上采用PECVD沉積厚度為82nm的氮化硅層膜，二氧化硅層膜作為鈍化層，氮化硅層作為減反射層，控制反射率小于8％，鈍化層與減反射層共同作為絕緣層2；④在絕緣層2上印刷Ag/Al漿，制作P型金屬電極1；在N型硅襯底4的背表面場(chǎng)印刷Ag漿做為n型金屬電極5。實(shí)施例3本實(shí)施例提供了一種旋涂硼酸鹽擴(kuò)散層的太陽能電池的制作工藝，選用N型硅襯底4作為基底，包括如下具體步驟：①將硼鹽酸溶液涂覆在N型硅襯底4的表面場(chǎng)，并將N型硅襯底4放入管式爐中進(jìn)行擴(kuò)散，通入N2氣體作為保護(hù)，N2氣體的流量為11slm，擴(kuò)散溫度為920℃，擴(kuò)散時(shí)間為12min，控制管內(nèi)均勻度小于10％，控制片內(nèi)均勻度小于7％；形成B型擴(kuò)散層3；硼鹽酸溶液的制備為：將B2O5溶解到稀鹽酸中形成15wt％的溶液；②在N型硅襯底4的背表面場(chǎng)采用PCLO3擴(kuò)散方法，控制擴(kuò)散的流量1000sccm，擴(kuò)散時(shí)間為10min，擴(kuò)散溫度890℃；③在B型擴(kuò)散層3的上表面采用硝酸氧化制作厚度為42nm的二氧化硅層膜，在二氧化硅層膜上采用PECVD沉積厚度為81nm的氮化硅層膜，二氧化硅層膜作為鈍化層，氮化硅層作為減反射層，控制反射率小于8％，鈍化層與減反射層共同作為絕緣層2；④在絕緣層2上印刷Ag/Al漿，制作P型金屬電極1；在N型硅襯底4的背表面場(chǎng)印刷Ag漿做為n型金屬電極5。本實(shí)施例在N型硅襯底4的側(cè)表面上涂覆防抗覆冰附著乳液，防抗覆冰附著乳液的質(zhì)量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：8％，氨基甲酸乙酯：12％，α-亞麻酸：3.3％，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：1.3％，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：4.6％，過氧化苯甲酰：3.3％，丙烯酸丁酯：2.4％，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：2.8％，銻摻雜氧化錫納米晶：2.9％，納米二氧化鈦：4.4％，納米碳化硅：2.6％，乙烯-醋酸乙烯：2.7％，聚氧乙烯脂肪醇醚：3.8％，聚二甲基硅氧烷：1.5％，聚醚改性硅油：1.2％，助溶劑：5.5％，附著力促進(jìn)劑：9.4％，有機(jī)氟防水劑：余量。以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3