一種局部背接觸太陽能電池的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種局部背接觸太陽能電池的制備方法，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 常規(guī)的化石燃料日益消耗殆盡，在現(xiàn)有的可持續(xù)能源中，太陽能無疑是一種最清 潔、最普遍和最有潛力的替代能源。太陽能發(fā)電裝置又稱為太陽能電池或光伏電池，可以將 太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能，其發(fā)電原理是基于半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)。
[0003] 隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了局部接觸背鈍化（PERC)太陽能電池，這是新開發(fā)出來的 一種高效太陽能電池，得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。其核心是在硅片的背光面用氧化鋁或者氧 化硅薄膜（5~100納米）覆蓋，以起到鈍化表面，提高長波響應(yīng)的作用，從而提升電池的轉(zhuǎn)換 效率。但是，氧化鋁或者氧化硅不導(dǎo)電，因此需要對該薄膜局部開口，以便于鋁金屬與硅片 背表面接觸，收集電流。另外，鋁金屬（通常是鋁漿），在高溫?zé)Y(jié)過程中，會破壞氧化鋁或 者氧化硅的鈍化作用，因此通常要在氧化鋁或者氧化硅薄膜上再覆蓋氮化硅薄膜，起到保 護(hù)作用。
[0004] 現(xiàn)有的局部背接觸太陽能電池的制備方法主要包括如下步驟：去除硅片表面損傷 層、制絨、擴(kuò)散、背拋光、刻蝕和去雜質(zhì)玻璃、背面沉積氧化鋁或氧化硅薄膜、沉積氮化硅保 護(hù)膜、正面沉積氮化硅減反射層、背面局部開口、絲網(wǎng)印刷正背面金屬漿料、燒結(jié)，即可得到 太陽能電池。
[0005] 然而，上述制備方法存在如下問題：（1)由于工藝步驟較多，導(dǎo)致其成本較高，需 要進(jìn)一步降低成本；（2)得到的局部背接觸太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率仍然較低，有進(jìn)一 步提升的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種局部背接觸太陽能電池的制備方法。
[0007] 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種局部背接觸太陽能電池的 制備方法，包括如下步驟：去除硅片表面損傷層并進(jìn)行雙面拋光、制絨、形成PN結(jié)、刻蝕和 去雜質(zhì)玻璃、背面沉積鈍化膜、正面沉積鈍化減反射層、背面局部開口、絲網(wǎng)印刷正背面金 屬漿料、燒結(jié)； 其中，所述制絨步驟采用金屬催化腐蝕法，其絨面結(jié)構(gòu)為納米級絨面結(jié)構(gòu)。
[0008] 上文中，所述制絨步驟采用金屬催化腐蝕法，金屬催化化學(xué)腐蝕法是現(xiàn)有技術(shù)。
[0009] 所述納米級絨面結(jié)構(gòu)的表面反射率在12~20%之間。
[0010] 本發(fā)明將去除硅片表面損傷層和雙面拋光結(jié)合成一步工序來實現(xiàn)，不僅達(dá)到了去 除硅片表面損傷層的目的，同時還形成了背鈍化的拋光面，從而節(jié)省了現(xiàn)有技術(shù)中在擴(kuò)散 步驟之后需要進(jìn)行背拋光的步驟，簡化了工藝流程，降低了成本。同時拋光后再形成納米級 絨面能使PN結(jié)更平整，降低結(jié)區(qū)復(fù)合，提高開路電壓，還有利于金屬接觸，在提高開壓的同 時提升FF。
[0011] 優(yōu)選的，所述所述去除硅片表面損傷層并進(jìn)行雙面拋光步驟采用酸液或堿液進(jìn) 行，時間為2~20 min， 所述酸液為圓03與HF的混合液，或H 2〇04與HF的混合液；溫度為5~45°C ; 在圓03與 HF 的混合液中，HNO3 (69%)/HF (49%)或 H2CrO4 (60%)/HF (49%)體積比大 于 4:1 ; 所述堿液為NaOH溶液、KOH溶液或四甲基氫氧化銨溶液；溫度為5~95°C ;上述堿液的 體積濃度大于1%。
[0012] 上文中，所述HNO3 (6990/HF (49%)是指體積濃度為69%的HNO3和體積濃度為49% 的HF ; 所述H2CrO4 (60%) /HF (49%)是指體積濃度為60%的H2CrO4和體積濃度為49%的HF。
[0013] 所述四甲基氫氧化按溶液也稱為TMAH溶液。
[0014] 優(yōu)選的，所述去除硅片表面損傷層并進(jìn)行雙面拋光步驟的處理時間為2~10min。
[0015] 上述技術(shù)方案中，所述制絨步驟如下：先將硅片放入含有金屬離子的溶液中浸泡， 使硅片表面涂覆一層金屬納米顆粒； 然后用化學(xué)腐蝕液腐蝕硅片表面，形成納米級絨面；所述化學(xué)腐蝕液為含有氧化劑的 氫氟酸溶液。該方法即為兩步金屬催化刻蝕法。
[0016] 上述技術(shù)方案中，所述含有金屬離子的溶液為含有氫氟酸的金屬鹽溶液。
[0017] 上述技術(shù)方案中，所述制絨步驟如下：將硅片放入含有氧化劑以及金屬鹽的氫氟 酸溶液中，在硅片表面形成納米級絨面。該方法即為一步金屬催化刻蝕法。
[0018] 所述金屬離子可從現(xiàn)有技術(shù)的金屬離子中選用，比如金、銀、銅、鎳中的一種或幾 種；所述氧化劑可以是H 202、圓03或H 2Cr04。
[0019] 上述技術(shù)方案中，所述溶液中金屬離子的濃度大于6E^5 mol/L。
[0020] 優(yōu)選的，所述納米級絨面的尺寸為100~900 nm。
[0021] 上述技術(shù)方案中，所述制絨和形成PN結(jié)步驟之間，還有絨面微結(jié)構(gòu)修正刻蝕步 驟，具體如下：將帶有絨面的硅片放入化學(xué)腐蝕液中進(jìn)行微結(jié)構(gòu)修正刻蝕； 所述化學(xué)腐蝕液選自以下溶液中的一種：NaOH溶液、KOH溶液、四甲基氫氧化銨溶液、 酸性氧化劑與HF酸的混合溶液。
[0022] 上述利用化學(xué)腐蝕溶液對硅片表面進(jìn)行微結(jié)構(gòu)修正刻蝕，即利用堿液（NaOH溶 液、KOH溶液、四甲基氫氧化銨溶液或混合酸（HF和HNO 3))對上述制得的納米絨面的微結(jié) 構(gòu)(線狀或深孔狀）進(jìn)行腐蝕修正，堿液主要是對上述線狀或深孔狀微結(jié)構(gòu)進(jìn)行各向異性腐 蝕，這種各向異性腐蝕會沿著原來的線狀或深孔狀微結(jié)構(gòu)優(yōu)先進(jìn)行，刻蝕結(jié)果就會使原來 的線狀或深孔狀微結(jié)構(gòu)被修正成帶有棱角的納米金字塔或納米椎體或納米坑狀結(jié)構(gòu)，而混 合酸（HF和HNO 3)主要是對上述線狀或深孔狀微結(jié)構(gòu)進(jìn)行各向同性腐蝕，這種各向同性腐蝕 會沿著原來的線狀或深孔狀微結(jié)構(gòu)優(yōu)先進(jìn)行，刻蝕結(jié)果就會使原來的線狀或深孔狀微結(jié)構(gòu) 被修正成孔徑較大，深度較淺的納米孔狀結(jié)構(gòu)，通過該步的修正刻蝕最終制得較優(yōu)的納米 絨面。
[0023] 上述技術(shù)方案中，在所述絨面微結(jié)構(gòu)修正刻蝕步驟之前或之后，還有去除金屬顆 粒步驟，具體如下：分別用酸液、去離子水清洗硅片，去除金屬顆粒。
[0024] 本發(fā)明的制備方法可用于金剛線切割硅片制作的太陽能電池。
[00