本發明涉及一種RIE制絨的黑硅電池的制備方法,包括如下步驟:步驟S1,去除黑硅片的正表面損傷層,以及對黑硅片的背面進行拋光處理;步驟S2,對所述黑硅片的表面進行磷源擴散,制備PN結;步驟S3,對所述黑硅片進行清洗、RIE制絨,在黑硅片的正表面形成納米絨面;步驟S4,對所述黑硅片的納米絨面進行修復,以去除納米絨面形成過程中的損失層;步驟S5,對所述黑硅片的正表面積淀上減反射膜;步驟S6,對所述黑硅片的背面分別印刷背銀、鋁漿后烘干,然后在其正表面印刷正銀后燒結,即可得到黑硅電池。
技術領域
本發明屬于太陽能電池技術領域,尤其涉及一種RIE制絨的黑硅電池的制備方法。
背景技術
現有技術中黑硅電池的制備流程是先進行酸制絨,RIE制絨,經過絨面修復后再進行PN結擴散,然后后清洗去除磷硅玻璃層(PSG)和邊緣刻蝕,PECVD積淀減反射膜,絲網印刷和燒結工藝完成黑硅電池的制備,如圖1所示。
采用上述的工藝流程,再經過RIE制絨后,黑硅片表面會形成深度為200~500nm左右小絨面,而此深度與目前的擴散PN結深相當。在這種絨面形貌的情況下,會對PN結的擴散深度產生影響,而酸制絨工藝也會引起硅片表面形貌起伏不平,進一步加重了PN結的不均勻性,同時也會導致局部的擴散濃度隨絨面起伏而有變化,增加了光生載流子的表面復合速率,從而影響電池片的性能。
現有技術中的工藝(例如專利CN201510003710.4和CN201520004215.0)雖然也提到了背面拋光技術,改善了擴散前硅片表面的平整性,從而提升黑硅電池的性能,但是這些工藝仍然使用的是現有常用的工藝流程,仍然沒有考慮到絨面尺寸對擴散均勻性的影響,因此,電池效率提升幅度有限。
發明內容
本發明的目的是提供一種RIE制絨的黑硅電池的制備方法,已解決提高PN結的均勻性,提高電池片轉換效率的技術問題。
為了解決上述技術問題,本發明提供了一種RIE制絨的黑硅電池的制備方法,包括如下步驟:步驟S1,去除黑硅片的正表面損傷層,以及對黑硅片的背面進行拋光處理;步驟S2,對所述黑硅片的表面進行磷源擴散,制備PN結;步驟S3,對所述黑硅片進行清洗、RIE制絨,在黑硅片的正表面形成納米絨面;步驟S4,對所述黑硅片的納米絨面進行修復,以去除納米絨面形成過程中的損失層;步驟S5,對所述黑硅片的正表面積淀上減反射膜;步驟S6,對所述黑硅片的背面分別印刷背銀、鋁漿后烘干,然后在其正表面印刷正銀后燒結,即可得到黑硅電池。
進一步可選的,所述步驟S3中采用濕法清洗方法,使用成分為HF:HNO3:H2SO4:H2O=1:8:10:5的混酸對黑硅片的背面和側面進行刻蝕,以實現對步驟S2中因磷源擴散造成的黑硅片側面和背面的PN結的刻蝕,再使用5%濃度的HF去除黑硅片的正表面的磷硅玻璃層,后烘干。
進一步可選的,所述步驟S3中采用干法清洗方法,使用成分為CF4和H2組成的混合氣體等離子體對黑硅片的側面進行刻蝕,以實現對步驟S2中因磷源擴散造成的黑硅片側面的PN結的刻蝕。
進一步,所述步驟S3中RIE制絨是采用SF6/O2/Cl2混合氣體等離子體對所述黑硅片的正表面進行反應離子刻蝕;刻蝕時間為5 ~ 10min,在黑硅片的正表面形成納米絨面的微結構大小為200 ~ 500nm,反射率為5 ~ 15%。
進一步,所述步驟S1中采用混酸處理法或堿處理法去除黑硅片的正表面的損傷層,以及對黑硅片的背面進行拋光處理;其中混酸處理法采用成分為HF/HNO3/H2O的混酸;堿處理法采用KOH溶液。
進一步,所述步驟S2中擴散溫度為760 ~ 850℃,擴散方阻為70 ~ 90Ω/□。
進一步,所述步驟S4中采用成分為BOE/H2O2/H2O的混合藥液去除損失層;然后使用成分為HF/HCl/H2O的混酸對黑硅片的表面進行清洗,以去除黑硅片表面的氧化層或金屬雜質。