[發(fā)明專利]一種硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散死層的去除方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110202872.2
• 申請(qǐng)日: 2011-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN102244149A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王登志;王栩生;章靈軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州阿特斯陽(yáng)光電力科技有限公司;阿特斯（中國(guó)）投資有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒;陸金星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散死層的去除方法，屬于太陽(yáng)電池領(lǐng)域。

背景技術(shù)

常規(guī)的化石燃料日益消耗殆盡，在所有的可持續(xù)能源中，太陽(yáng)能無(wú)疑是一種最清潔、最普遍和最有潛力的替代能源。目前，在所有的太陽(yáng)能電池中，硅太陽(yáng)能電池是得到大范圍商業(yè)推廣的太陽(yáng)能電池之一，這是由于硅材料在地殼中有著極為豐富的儲(chǔ)量，同時(shí)硅太陽(yáng)能電池相比其他類型的太陽(yáng)能電池有著優(yōu)異的電學(xué)性能和機(jī)械性能，因此，硅太陽(yáng)能電池在光伏領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位。

目前，常規(guī)的硅太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)工藝包括：制絨，擴(kuò)散，絕緣，鍍膜，絲印燒結(jié)。其中，擴(kuò)散是太陽(yáng)電池發(fā)電的關(guān)鍵步驟，因此擴(kuò)散結(jié)的特性好壞影響了電池的效率；當(dāng)橫向薄層電阻低于100歐姆時(shí)，太陽(yáng)電池表面會(huì)不可避免地存在一個(gè)區(qū)域，在該區(qū)域中由于光被吸收所產(chǎn)生的載流子會(huì)因?yàn)閴勖潭跀U(kuò)散到PN結(jié)之前就被復(fù)合，從而對(duì)電池效率沒有貢獻(xiàn)，該特殊區(qū)域被稱為擴(kuò)散死層。由于擴(kuò)散死層里的復(fù)合速率非常高，其中所產(chǎn)生的光生載流子對(duì)短路電流和復(fù)合電流均沒有貢獻(xiàn)。

目前，去除擴(kuò)散死層的方法主要有2種，一是把擴(kuò)散后的硅片過(guò)堿或HF/HNO₃的混合液腐蝕掉一層；二是在擴(kuò)散時(shí)進(jìn)行工藝的調(diào)整減少硅片表面的死層。

然而，上述第一種方法的腐蝕均勻性很難控制，即不易控制刻蝕厚度，而采用第二種方法會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)散曲線會(huì)有比較大變化，造成方阻的難以控制。因此，開發(fā)一種容易控制刻蝕厚度的硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散死層的去除方法具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散死層的去除方法，以去除太陽(yáng)電池表面的死層。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種硅太陽(yáng)能電池?cái)U(kuò)散死層的去除方法，包括如下步驟：(1)?將擴(kuò)散后的硅片進(jìn)行去除磷硅玻璃；(2)?在上述硅片表面進(jìn)行氧化處理，形成二氧化硅層；(3)?去除上述二氧化硅層。

上文中，為了去除擴(kuò)散死層，需要把擴(kuò)散死層氧化成二氧化硅，然后去除二氧化硅，因此，二氧化硅的厚度應(yīng)當(dāng)根據(jù)擴(kuò)散死層的厚度來(lái)確定。一般而言，二氧化硅層的厚度為10~50?nm。磷硅玻璃的去除采用氫氟酸溶液浸泡實(shí)現(xiàn)，當(dāng)從氫氟酸中提起的硅片表面不沾附水珠時(shí)，表明磷硅玻璃被去除干凈。

上述技術(shù)方案中，所述步驟(2)中，采用陽(yáng)極氧化法在硅片表面進(jìn)行氧化處理。

上述技術(shù)方案中，所述陽(yáng)極氧化法為：以硅片為陽(yáng)極，以石墨為陰極，將兩電極浸入電解液中，加電壓進(jìn)行陽(yáng)極氧化。所述陰極也可以是石墨，鉑，釕等金屬；所述電解液選自草酸、硝酸、硼砂溶液中的一種或幾種，其濃度優(yōu)選0.2~1?mol/L；所述電壓為30~60V，氧化時(shí)間為1~5分鐘，反應(yīng)溫度為室溫。

或者，所述步驟(2)中，采用化學(xué)氧化法在硅片表面進(jìn)行氧化處理。

上述技術(shù)方案中，所述化學(xué)氧化法所用的氧化劑選自硝酸、硫酸、雙氧水中的一種或幾種。反應(yīng)溫度為室溫或80~100度，反應(yīng)時(shí)間為5~30分鐘。

上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中，采用氫氟酸浸泡去除所述二氧化硅層。氫氟酸的體積濃度優(yōu)選5~10%，反應(yīng)溫度為室溫。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

1．本發(fā)明采用氧化法在擴(kuò)散去磷硅玻璃后的硅片表面形成二氧化硅層，由于氧化消耗掉表面的硅形成了氧化硅層，最后再去除氧化硅層，從而達(dá)到刻蝕掉一層硅表面的目的，去除了擴(kuò)散死層，減少了表面高濃度擴(kuò)散層的復(fù)合，提高了短波響應(yīng)；試驗(yàn)證明：采用本發(fā)明的方法，太陽(yáng)電池的短路電流可以提升1%，電池的光電效率可以提高0.1~0.2%。

2．本發(fā)明的去除方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，且成本較低，適于工業(yè)化應(yīng)用。

3．本發(fā)明根據(jù)每形成1nm的氧化硅就消耗掉0.44nm的硅的比例，通過(guò)控制氧化硅的形成厚度，能準(zhǔn)確控制刻蝕硅厚度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

實(shí)施例一

以制備現(xiàn)有的常規(guī)電池為例，步驟如下：

(1)?P型硅片去損傷層、制絨，

(2)?正面擴(kuò)散磷制備發(fā)射結(jié)；

(3)?將擴(kuò)散后的硅片放入5%的HF中浸泡5分鐘，去除表面的磷硅玻璃；

(4)?將清洗后的硅片作為陽(yáng)極放入陽(yáng)極氧化裝置里進(jìn)行陽(yáng)極氧化，室溫，通電壓50V，陽(yáng)極氧化時(shí)間1min，生成的二氧化硅厚度為20?nm；