[發明專利]背面拋光結構單晶硅太陽能電池的制備方法

有效

• 申請號: 201410043107.4
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN103746044A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 張勤杰;杜飛龍;傅建奇;李秀青;華永云
• 申請（專利權）人: 北京七星華創電子股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陶金龍

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種背面拋光結構單晶硅太陽能電池的制備方法。

背景技術

近年來，中國光伏電池領域發展迅速，太陽能光伏發電將會替代部分常規能源成為世界能源供應的主體。太陽能電池主要包括晶體硅電池和薄膜電池。然而，薄膜電池所用設備昂貴、轉換效率不高等缺點，未來10年晶體硅太陽能電池的主導地位仍不會改變。晶體硅太陽能電池包括單晶硅、多晶硅和不定形硅為基體材料的太陽能電池，單晶硅太陽能電池是以高純的單晶硅棒為原料的太陽能電池，是目前開發得最快的一種太陽能電池，它的構造和生產工藝已定型，產品已廣泛應用于空間和地面。

目前，請參閱圖1，圖1為工業生產的單晶硅太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：

步驟L01：對硅片進行槽式雙面制絨；

步驟L02：對硅片進行擴散前清洗；

步驟L03：擴散制結；例如，對于P或N型太陽能電池，進行雙面磷擴散，在硅片的表面形成N⁺層；這里，擴散過程中，不僅會在硅片正面形成N⁺層，也會在硅片背面及側面邊緣形成N⁺層；然后，進行濕法刻蝕，去除硅片背面和側面邊緣的N⁺層；

步驟L04：制備電極；例如，針對P或N型太陽能電池，在硅片的正面沉積氮化硅薄膜；接著，絲網印刷電極材料，比如依次印刷銀鋁漿背電極、鋁背電場和銀正電極；最后高溫燒結制備出電極。

上述方法中，單晶硅片雙面均具有絨面結構，當光照射正面時，會在表面的絨面結構中產生二次反射，大大提高對光的吸收率；但是，背面的絨面結構會導致鋁背場燒結后形成的P⁺層不平整，對于N型半導體襯底則影響PN結的質量，對電池的短路電流和開路電壓產生不利影響，最終導致光電轉換效率的下降。

此外，雖然采用上述方法去除背面的N⁺層的過程中能夠使絨面結構變小，但是，襯底背面仍具有絨面結構，也會導致光電轉換效率的下降，因此，需要一種方法，可以有效簡便地制備出正面為絨面結構和背面為拋光結構的太陽能電池。

發明內容

為了克服上述問題，本發明旨在簡化制備背面拋光結構單晶硅太陽能電池的工藝步驟，有效地實現正面絨面結構和背面拋光結構，從而提高太陽能電池的光電轉換效率。

本發明的背面拋光結構單晶硅太陽能電池的制備方法，其中，該制備方法包括以下步驟：

步驟S01：采用高濃度堿溶液對所述硅片進行拋光處理，在所述硅片的正面和背面均形成拋光結構；

步驟S02：在所述硅片的背面形成一層掩膜；

步驟S03：采用低濃度堿溶液對所述硅片進行制絨，在所述掩膜的保護下，只在所述硅片的正面形成金字塔絨面結構；

步驟S04：對所述硅片進行擴散前清洗，去除所述掩膜，保留所述硅片背面的拋光結構；

步驟S05：在所述硅片正面形成N⁺層；

步驟S06：制備電極。

優選地，所述掩膜為二氧化硅膜或氮化硅膜。

優選地，所述掩膜的厚度不小于5nm。

優選地，所述掩膜的制備采用擴散爐或等離子體增強化學氣相沉積法。

優選地，所述高濃度堿溶液的濃度大于2%，所述低濃度堿溶液的濃度小于2%。

優選地，所述堿溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。

優選地，所述擴散前清洗所采用的溶液為氫氟酸溶液。

優選地，所述硅片正面制絨采用的是槽式制絨機。

優選地，所述步驟S05中在所述硅片正面形成N⁺層的方法包括：首先，對所述硅片的表面進行磷擴散，擴散方阻為60-90ohm，從而在所述硅片的正面、背面和側面邊緣均形成N⁺層；然后，采用濕法刻蝕工藝去除所述硅片背面和側面邊緣的N⁺層，保留所述硅片正面的N⁺層。

優選地，所述制備電極的方法包括：

步驟A1：采用等離子體增強化學氣相沉積法在所述硅片正面形成一層氮化硅薄膜；

步驟A2：采用絲網印刷工藝制備背電極、背電場和正電極；

步驟A3：采用燒結工藝，使所述背電極和所述正電極均與所述硅片形成歐姆接觸，并在所述硅片與所述背電場接觸的區域形成P⁺層。