[發明專利]制備晶體硅太陽能電池氧化硅膜的方法

有效

• 申請號: 201310574354.2
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103594557A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 倪健雄;李高非;韓帥;蔣京娜
• 申請（專利權）人: 英利集團有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，具體而言，涉及一種制備晶體硅太陽能電池氧化硅膜的方法。

背景技術

隨著石油、天然氣等不可再生資源的過度開發，地球油氣資源儲備也銳減。目前，人類不斷加強對可再生能源的研究和開發，其中，太陽能電池可利用其光生伏打效應將太陽能光線轉化為電能，具有二氧化碳排放極低、能源取之不絕等特點。通常來說，太陽能電池可分為晶體硅太陽能電池、薄膜太陽能電池、染料敏化太陽能電池和有機太陽能電池。當前技術相對成熟的晶體硅太陽能電池在太陽能領域中占據主導地位。

在晶體硅太陽能電池的制備過程中，為了減小電極和硅片的接觸電阻，通常要求擴散后高濃度摻雜，但此時電池的頂層復合大，限制了電池的轉換效率。為此通常需要在完成制絨、擴散、邊絕緣后制備SiOn（氧化硅）鈍化層和SiN_X（氮化硅）減反層，采用SiOn可改善SiN_X與硅片晶格失配問題，減少太陽能電池的表面復合。

專利CN202601629U公開了一種晶體硅太陽能電池，在太陽能電池表面采用PECVD(等離子增強化學氣相沉積)或ALD（原子層沉積）依次制備SiOn層、Al₂O₃(三氧化二鋁)層和SiN_X（氮化硅）減反層。但是，類似專利CN202601629U制備氧化硅膜層的方法需要采用PECVD或其他沉積設備，一方面此類設備價格昂貴，同時為保證膜層厚度和質量需要復雜的沉積工藝。因此，需要尋找一種操作簡單的氧化硅膜層的制備工藝。

發明內容

本發明旨在提供一種制備晶體硅太陽能電池氧化硅膜的方法，以提供一種工藝簡單、生產成本低的制備晶體硅太陽能電池氧化硅膜的方法。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種制備晶體硅太陽能電池氧化硅膜的方法。該方法包括將硅片置于納米二氧化鈦水分散液中，采用紫外光照射硅片，然后將硅片取出、烘干。

進一步地，將硅片置于納米二氧化鈦水分散液中之前，包括硅片的清洗、制絨、擴散、去除磷硅玻璃、單邊刻蝕以及邊緣絕緣處理。

進一步地，納米二氧化鈦水分散液中納米二氧化鈦的平均粒徑為5nm～500nm。

進一步地，納米二氧化鈦為金紅石晶體、銳鈦礦晶體或板鈦礦晶體中的一種或多種。

進一步地，納米二氧化鈦水分散液為二氧化鈦質量比為0.5wt%～30wt%的水溶液。

進一步地，晶體硅太陽能電池為單晶硅太陽能電池、類單晶太陽能電池、多晶硅太陽能電池和/或基于晶體硅的異質結電池。

進一步地，紫外光照射的強度為250～500μW/cm²。

應用本發明的技術方案，利用納米二氧化鈦在紫外光下的強氧化性，使置于納米TiO₂水分散液中的硅片表面氧化生成厚度可控的氧化硅膜，其中納米TiO₂作為催化劑參與反應，原料消耗極少，同時此方法所需設備簡單，不需要采用復雜的真空鍍膜設備，工藝操作簡單，能夠有效降低生產成本，適于大規模生產。同時納米TiO₂在氧化太陽能硅片的同時，在與太陽能硅片被氧化區域水分子會被部分還原為氫氣，此部分氫氣部分滲透到氧化硅膜中，從而提高氧化硅膜層質量。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將結合實施例來詳細說明本發明。

現有技術中制備晶體硅太陽能電池氧化硅膜設備價格昂貴，工藝復雜。針對這一技術現狀，發明人提出了本發明的技術方案。

根據本發明一種典型的實施方式，提供一種制備晶體硅太陽能電池氧化硅膜的方法。該方法包括將硅片置于納米二氧化鈦水分散液中，采用紫外光照射硅片，然后將硅片取出、烘干。

應用本發明的技術方案，利用納米二氧化鈦在紫外光下的強氧化性，使置于納米TiO₂水分散液中的硅片表面氧化生成厚度可控的氧化硅膜，其中納米TiO₂作為催化劑參與反應，原料消耗極少，同時此方法所需設備簡單，不需要采用復雜的真空鍍膜設備，工藝操作簡單，能夠有效降低生產成本，適于大規模生產。同時納米TiO₂在氧化太陽能硅片的同時，在與太陽能硅片被氧化區域水分子會被部分還原為氫氣，此部分氫氣部分滲透到氧化硅膜中，從而提高氧化硅膜層質量。