本發(fā)明涉及太陽電池，具體涉及一種太陽能電池及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在p型太陽能電池(如p-perc電池、p-topcon電池)中，通過在硅片正面摻磷制備n+發(fā)射極，在硅片背面制備p+發(fā)射極(如p+poly層)。

2、其中，p+poly層的背面通常會(huì)制備一層帶負(fù)電的極性材料膜(即al2o3膜)作為p+poly層的鈍化膜。而al2o3膜通常采用ald(原子層沉積)法制備，其制備原料為tma(三甲基鋁)，制備過程中的氧則一般采用水氧的方式獲得，也即以水作為al2o3膜中氧的來源。在制備al2o3膜時(shí)，由于p+poly層的背表面存在氧空位，所以在生成al2o3膜的同時(shí)，p+poly層也會(huì)被氧化，故而生成一定含量的siox(即氧化硅)。siox的禁帶寬度超過了4.5ev，達(dá)到了4.6ev，是一種絕緣體，故而siox的存在會(huì)增加串聯(lián)電阻，減少al2o3膜中的al2o3含量，進(jìn)而減弱al2o3膜的鈍化性能。而且，由于晶體硅屬于疏水材料，所以p+poly層在與水接觸時(shí)會(huì)形成不連續(xù)、不均勻、不平整的siox膜，這會(huì)進(jìn)一步增加al2o3膜中的siox，加大siox帶來的負(fù)面影響。

3、現(xiàn)有的處理方法是：如cn108878570a所示，在boe(buffered?oxide?etch，緩沖氧化物刻蝕)中采用naos(nitric?acid?oxide?silicon，熱硝酸氧化如p+poly層的硅表面)，以提前在p+poly層背表面制備一層siox，以減少后續(xù)采用ald法制備al2o3膜的過程中siox的無序生長帶來的負(fù)面影響；并通過生長siox來改善p+poly層背表面的疏水性能，在后續(xù)生長al2o3膜時(shí)，使反應(yīng)物中來源于水的氧在非疏水的siox表面覆蓋均勻，使al2o3膜生長均勻。其中，熱硝酸是指溫度為35-55℃(如40℃)的硝酸。

4、但是，現(xiàn)有的這種處理方法仍然存在以下缺陷：

5、1、p+poly層的背表面不夠平整，該不夠平整的p+poly層背表面會(huì)產(chǎn)生更多的硅懸掛鍵，帶來更多的氧空位，使后續(xù)熱硝酸氧化p+poly層背表面所產(chǎn)生的siox過厚。

6、2、雖然熱硝酸氧化制備siox是一個(gè)自終止的反應(yīng)，但這種處理方法生成的siox較厚，導(dǎo)致al2o3膜中的siox的百分比含量將超過50％，這進(jìn)一步加重了al2o3膜的電阻，減少了鈍化膜中al2o3的含量，降低了鈍化膜的鈍化性能。

7、3、硝酸中含n，容易形成氮氧化物，在環(huán)保要求更為嚴(yán)格的當(dāng)下，后續(xù)含氮氧化物的廢水處理會(huì)帶來更高的處理成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種太陽能電池及其制備方法。

2、基于此，本發(fā)明公開了一種太陽能電池的制備方法，包括如下步驟：

3、s1、對(duì)制絨后的硅片進(jìn)行摻雜擴(kuò)散，以在硅片正面制備n+發(fā)射極；其中，擴(kuò)散使硅片正背面均形成了磷硅玻璃；

4、s2、對(duì)硅片背面進(jìn)行單面酸洗，以去除硅片背面的磷硅玻璃；

5、s3、對(duì)硅片背面進(jìn)行堿拋光，使硅片背面形成平面形貌，并保留硅片正面的磷硅玻璃；

6、s4、在硅片背面依次制備隧穿層和p+poly層；

7、s5、采用硅拋光液對(duì)p+poly層的背表面進(jìn)行cmp精拋，使p+poly層背表面的平面形貌變得平整、光滑；

8、s6、先清洗硅片，以去除硅片的表面殘留的有機(jī)物、雜質(zhì)及正面的磷硅玻璃，再采用處理液對(duì)p+poly層的背表面進(jìn)行羥基化處理，使p+poly層的背表面親水化；其中，所述處理液為水、h2o2與hcl按體積比7-13：1：2配制而成；

9、s7、對(duì)硅片進(jìn)行鈍化，以在n+發(fā)射極的正面制得正面鈍化膜，并在p+poly層的背表面制得背面鈍化膜；其中，所述背面鈍化膜包括采用原子層沉積法在p+poly層的背表面沉積的al2o3膜；

10、s8、對(duì)硅片的正面和背面進(jìn)行金屬化，以分別制得正面金屬電極和背面金屬電極。

11、優(yōu)選地，步驟s5中，所述硅拋光液，按體積分?jǐn)?shù)計(jì)，其原料配比為：

12、

13、水余量。

14、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟s3中，步驟s5中，所述cmp精拋的工藝條件為：拋光盤的轉(zhuǎn)速為26-33r/min，溫度為25-30℃，拋光速率為0.8-1um/min，拋光壓力為0.8-1.2n/cm2，時(shí)間為10-20s，拋光墊選取帶絨毛的無紡布，拋光量為10-20nm。

15、優(yōu)選地，步驟s6中，所述處理液為水、h2o2與hcl按體積比10：1：2配制而成，水為去離子水，處理時(shí)間為150-200s；

16、依次采用雙氧水溶液、hcl與hf的混合液對(duì)硅片進(jìn)行清洗，以去除硅片的表面殘留的有機(jī)物、雜質(zhì)、正面保留的磷硅玻璃及退火形成的退火氧化層。

17、優(yōu)選地，步驟s4中，在制備所述隧穿層之后，在遂穿層的背面制備摻雜p型材料的非晶硅層，再對(duì)硅片進(jìn)行退火處理，以制得p+poly層；

18、其中，所述退火處理的溫度為800-1000℃，時(shí)間為0.5-1.5h。

19、優(yōu)選地，步驟s3中，采用koh溶液進(jìn)行所述堿拋光，koh溶液為水與koh按體積比18-25：1配制而成；堿拋光的時(shí)間為250-350s、溫度為45-65℃。

20、優(yōu)選地，步驟s2中，還包括采用所述單面酸洗來去除硅片邊緣因摻雜擴(kuò)散所產(chǎn)生的繞鍍；

21、步驟s2中，采用hf溶液進(jìn)行所述單面酸洗，所述hf溶液為hf與水按體積比1：1.5-2配制而成。

22、優(yōu)選地，步驟s1中，在摻雜擴(kuò)散之前，先對(duì)硅片進(jìn)行制絨，以使硅片的表面形成絨面陷光結(jié)構(gòu)。其中，硅片優(yōu)選為p型硅片。

23、優(yōu)選地，步驟s7中，所述背面鈍化膜還包括沉積于al2o3膜背面的背面氮化硅膜；所述正面鈍化膜為和正面氮化硅膜；所述背面鈍化膜為背面氮化硅膜。

24、進(jìn)一步優(yōu)選地，

25、本發(fā)明還公開了一種太陽能電池，其采用本發(fā)明上述所述的一種太陽能電池的制備方法制得。

26、其中，cmp(chemical?mechanical?polishing，化學(xué)機(jī)械拋光)可以制備超平整的原子級(jí)表面，本發(fā)明再搭配羥基化處理，可以在p+poly層的背表面形成一層厚度遠(yuǎn)小于1nm、且外表面帶羥基的超薄siox，以占據(jù)p+poly層背表面的氧空位，并在后續(xù)ald法生長al2o3膜時(shí)提供更親水的界面，使al2o3膜的生長更加均勻，進(jìn)而大大降低al2o3膜的siox含量，并提高al2o3膜的平整度和質(zhì)量，提高其鈍化性能。

27、在p-topcon、p-perc電池中，制備p+poly層之后，將p+poly層背面進(jìn)行cmp精拋，以使p+poly層的背表面更為平整化，并盡可能減少p+poly層背表面的空鍵；之后對(duì)p+poly層的背表面進(jìn)行羥基化的表面改性，以提前占據(jù)p+poly層背表面的氧空位，在受控條件下提前生長一層厚度遠(yuǎn)小于1nm、且外表面帶羥基的超薄siox(參見圖3)，以防siox過厚帶來的負(fù)面影響，并使p+poly層的背表面羥基化，提高其背表面的親水性能，使al2o3膜的生長更加均勻。

28、需要說明的是，由于ald法中需要水作為氧的來源，所以疏水的表面，會(huì)使反應(yīng)物與p+poly層的背表面接觸不良，造成al2o3膜的生長不均勻。p+poly層的背表面羥基化后，p+poly層背表面的羥基(具體而言，是p+poly層背表面帶羥基的超薄siox)能夠通過氫鍵來與水分子形成短暫鍵合的物理性質(zhì)，使水分子附著在p+poly層的背表面，故而會(huì)在p+poly層背表面的一定表面積上形成液態(tài)水分子、空氣以及固體的三相平衡狀態(tài)，如圖1所示：

29、其中，γ表示界面能，角標(biāo)表示界面種類，s表示固體(即p+poly層)，l表示液體，g表示氣體，θ表示接觸角。參見圖2，從虛功原理出發(fā)，三相接觸線移動(dòng)dx位移后，sl界面、lg界面會(huì)擴(kuò)張，sg界面會(huì)縮小，故而根據(jù)界面能的定義，界面能量變化可以表示為式(1)：

30、de＝(γsl-γsg)dxδl+γlgcosθdxδl???(1)

31、因?yàn)橐旱未藭r(shí)處于平衡態(tài)，故而將de/dx＝0帶入(1)式，化簡得到如下式(2)：

32、cosθ＝(γsg-γsl)/γlg???(2)

33、根據(jù)接觸角θ的大小，可以將親疏水性歸納為：

34、0≤θ＜90°為親水面；90°＜θ＜150°為疏水面；150°≤θ≤180°為超疏水面。

35、采用不同處理液分別對(duì)p+poly層的背表面進(jìn)行羥基化處理，可改變p+poly層背表面的界面能。羥基化處理后，p+poly層背表面的si大部分以si-o鍵作為終端，即在p+poly層的背表面形成非定型siox結(jié)構(gòu)，且p+poly層背表面另一部分的si以si-oh鍵作為終端(如圖3所示)，si-o鍵和si-oh鍵的終端界面的高γsg來吸附水分子。

36、而現(xiàn)有處理方法是采用熱硝酸處理p+poly層的背表面，這并不環(huán)保，且產(chǎn)生的siox也較厚。

37、進(jìn)一步，采用不同的處理液處理硅表面(如p+poly層表面)，接觸角也不相同。不同處理液處理后的表面接觸角參照如下表所示：

38、

39、

40、氨水與雙氧水處理后接觸角最小，表面形成的羥基最多；但氨水處理容易腐蝕p+poly層，造成副產(chǎn)物，且氨水和雙氧水易揮發(fā)，故而ph值易變動(dòng)，ph值對(duì)處理結(jié)果影響很大(ph值過大或過小，均溶液導(dǎo)致表面羥基化不好)。而硫酸使用更危險(xiǎn)。本發(fā)明采用h2o2、hcl和h2o的混合溶液做為處理液，這不僅能在p+poly層的背表面形成我們需要的較好的羥基化的親水界面，還可以清洗前一步cmp精拋所產(chǎn)生的表面污染物(鹽酸中的氯離子可以和雜質(zhì)金屬離子結(jié)合形成絡(luò)合物而被清洗去除)。故而，本發(fā)明對(duì)p+poly層的背表面采用先cmp精拋、后處理液(即h2o2、hcl和h2o的混合溶液)的表面羥基化的搭配處理后，能使羥基化所形成的超薄siox和后續(xù)ald法制備的al2o3膜層中的siox總含量下降至30％以下，這明顯小于現(xiàn)有處理方法的siox總含量的54％。

41、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少包括以下有益效果：

42、本發(fā)明對(duì)p+poly層的背表面采用先cmp精拋、后處理液(即h2o2、hcl和h2o的混合溶液)的表面羥基化的搭配處理后，能使羥基化所形成的超薄siox和后續(xù)ald法制備的al2o3膜層中的siox總含量下降至30％以下，這明顯小于現(xiàn)有處理方法的siox總含量的54％，故而本發(fā)明所制備的電池增強(qiáng)了鈍化膜(尤其是al2o3膜)的鈍化性能，故而能提升電池效率。