[發明專利]一種低雜質含量的太陽能電池制備方法

有效

• 申請號: 201410673917.8
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104538487A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 石強;秦崇德;方結彬;黃玉平;何達能
• 申請（專利權）人: 廣東愛康太陽能科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

技術領域

本發明涉及太陽能電池領域，尤其涉及一種低雜質含量的太陽能電池制備方法。

背景技術

晶硅太陽能電池的基體材料為單晶硅片和多晶硅片，單晶硅片和多晶硅片的質量直接影響太陽能電池的光電轉換效率。多晶硅和單晶硅受制備工藝的限制，雜質種類較多，如C、O和過渡金屬雜質，其中過渡金屬雜質濃度相對較高且在晶體中能引入深能級成為少子壽命強復合中心，對晶體質量的影響尤為明顯。過渡金屬包括Fe、Cu、Mn等。Fe作為最普通的過渡金屬元素，在1000℃條件下Fe在硅中溶解度高達10¹⁵cm^-3，擴散系數高達10^-6cm²/s，硅片生產過程中的溫度在1420℃左右，所以鐵元素很容易進入硅晶體，影響晶體質量。

由于硅片中雜質的存在且在硅片制造端很難去除，因此，太陽能電池制造過程中必須增加吸雜過程，以保證電池的轉換效率。如中國專利CN101667605B公開了一種硅片的磷吸雜工藝，通過二次擴散處理后，提高了硅片的平均少子壽命和電池轉化效率。雖然，目前常規的電池工序中的熱擴散和背面Al背場都具有吸雜的效果，在一定程度上減少了硅片中雜質的含量。但是，隨著市場對電池轉換效率的日益提高，這種常規的吸雜已經不適應市場的需求，如何開發一種更有效的吸雜工藝成為研究者討論的熱點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種低雜質含量的太陽能電池制備方法，可大幅減少太陽能電池雜質含量，有效提高硅片的平均少子壽命和電池光電轉換效率。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種低雜質含量的太陽能電池制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

A．用HF酸對硅片進行預處理，除去所述硅片表面的污垢；

B．氧化所述硅片并在所述硅片的正面和背面形成第一氧化硅層；

C．對所述硅片進行第一次快速退火處理，以激活所述硅片中的雜質遷移至所述第一氧化硅層；

D．對所述硅片進行濕法制絨，去除所述第一氧化硅層；

E．將制絨后的所述硅片放入擴散爐內進行熱擴散；

F．將所述硅片置于HF溶液酸槽中浸泡，去除磷硅玻璃層；

G．將去除磷硅玻璃層的所述硅片再次氧化，并在所述硅片的正面和背面形成第二氧化硅層；

H．對所述硅片進行第二次快速退火處理，進一步激活所述硅片中少量的雜質遷移至所述第二氧化硅層；

I．將經第二次快速退火處理的所述硅片用HF酸處理，去除所述第二氧化硅層；

J．在所述硅片正面形成氮化硅減反膜；

K．在所述硅片正面形成正電極，所述硅片背面形成背電極和鋁背場；

L．燒結。

作為上述方案的改進，所述步驟B和所述步驟G中對所述硅片的氧化方式采用臭氧氧化方式，控制溫度在20-300℃范圍內，所述臭氧的體積濃度為10%-50%，反應時間為10-300s；

所述臭氧氧化方式形成的所述第一氧化硅層和所述第二氧化硅層的厚度為1-15?nm。

作為上述方案的改進，采用臭氧氧化方式對所述硅片進行氧化時，采用氮氣作為保護氣體。

作為上述方案的改進，所述步驟B和步驟G中對所述硅片的氧化方式采用硝酸氧化方式，將所述硅片浸泡在質量濃度為5%-30%的硝酸溶液中，反應時間為100-600s；

所述硝酸氧化方式形成的所述第一氧化硅層和所述第二氧化硅層的厚度為1-20nm。

作為上述方案的改進，所述步驟A用HF酸對所述硅片進行預處理的具體步驟為：將所述硅片浸沒在質量濃度為5%-20%的HF酸中20-200s，去除所述硅片表面的污垢。

作為上述方案的改進，所述步驟C對所述硅片的第一次快速退火處理，控制溫度在650-950℃范圍內，處理時間為10-100s。

作為上述方案的改進，所述步驟H對所述硅片的第二次快速退火處理，控制溫度在650-950℃范圍內，處理時間為10-100s。

作為上述方案的改進，所述步驟?E的熱擴散為對所述硅片的雙面進行磷擴散。

作為上述方案的改進，所述步驟J利用PECVD方法或者磁控濺射方法，在所述硅片正面鍍單層氮化硅、多層氮化硅或氮化硅/二氧化硅疊層減反膜。

作為上述方案的改進，所述步驟K利用絲網印刷或者電鍍技術在硅片的正面形成Ag電極或者Cu電極，利用絲網印刷在硅片背面形成Al背場和Ag背電極。

實施本發明實施例，具有如下有益效果：