[發明專利]一種基于表面pn結晶體硅太陽電池的制備方法

有效

• 申請號: 202010664691.0
• 申請日: 2020-07-10
• 公開（公告）號: CN111668347B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 楊宏;白巧巧;王鶴
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0352;H01L31/068
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種基于表面pn結晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于，首先對硅片進行制絨、氧化、光刻處理，采用選擇性局域擴散的方法在硅片表面形成表面pn結，然后去除邊緣和背面的pn結，在正反兩面沉積鈍化層，再通過絲網印刷及燒結的方法形成正、負電極，得到基于表面pn結晶體硅太陽電池；pn結在太陽電池的受光面表面，在受光面的表面存在勢壘區，紫外光產生的光生空穴和電子能夠在勢壘區電場的作用下快速分離而到達電池的正負極；該基于表面pn結晶體硅太陽電池能將太陽光全波段輻射轉換為電能；

硅片的電阻率為1-3，厚度為100-450um；制絨的具體過程是：先用電子清洗劑對硅片表面進行超聲清洗，然后在質量濃度為1%-1.5%，溫度為80-82℃的氫氧化鈉溶液中進行腐蝕制絨，制絨時間為15-25 min，再對硅片進行噴淋、酸洗、漂洗、預脫水、烘干；

氧化的具體過程為：對制絨完成后的硅片進行表面氧化，形成二氧化硅膜，其中，氧化的溫度為850-1150℃，氧化時間為10-40min；二氧化硅膜厚度為0.1-0.5 um；

采用選擇性局域擴散的方法時，所述硅片是p型硅片，擴散溫度為800-900℃，時間為50-80min，形成的pn結結深為0.3-0.5um；所述硅片是n型硅片，擴散溫度為750-850℃，時間為50-80min，形成的pn結結深為0.35-0.6um；

如果硅片是p型硅片，在具有表面pn結的一面依次沉積二氧化硅膜和氮化硅膜，形成雙層鈍化膜，其中，二氧化硅膜的厚度為100-200埃，氮化硅膜的厚度為75-85nm，另外一面依次沉積氧化鋁膜和氮化硅膜，形成雙層鈍化膜，其中，氧化鋁膜的厚度為20-50埃，氮化硅膜的厚度為75-85nm；

如果硅片是n型硅片，在具有表面pn結的一面依次沉積二氧化硅膜和氮化硅膜，形成雙層鈍化膜，其中，二氧化硅膜的厚度為100-200埃，氮化硅膜的厚度為75-85nm，另外一面依次沉積二氧化硅膜和氮化硅膜，形成雙層鈍化膜，其中，二氧化硅膜的厚度為100-200埃，氮化硅膜的厚度為75-85nm；

光刻的具體過程如下：使用正性光刻膠旋涂在氧化后的硅片上，將涂膠后的硅片進行前烘，對前烘后的硅片按照掩模版的圖案進行紫外光曝光，對曝光后的硅片進行顯影，將顯影后的硅片再進行后烘，然后將硅片放入氫氟酸溶液中，腐蝕掉無光刻膠區域即待擴散區的二氧化硅膜，再去膠、清洗、烘干；

如果硅片是p型硅片，在具有表面pn結的一面采用絲網印刷的方法制備正負電極；

如果硅片是n型硅片，在具有表面pn結的一面采用絲網印刷的方法制備正負電極；

絲網印刷的細柵寬為35-45um，細柵間距為1.4-1.6mm，主柵寬為0.7-0.8mm。

2.根據權利要求1所述的一種基于表面pn結晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于，所述旋涂的轉速為1500-3000rpm，旋涂時間為30-120s；所述前烘溫度為80-100℃，時間為10-15min；所述曝光時間為50-150s；所述顯影時間為60-80s；所述后烘的溫度為100-130℃，時間為15-20min；所述氫氟酸溶液的質量濃度為3%-10%，腐蝕時間為2-4min，然后再進行去膠。

3.根據權利要求1所述的一種基于表面pn結晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于，

去除邊緣和背面的pn結是采用濕法腐蝕工藝，腐蝕溶液依次為硝酸和氫氟酸的混合液與鹽酸溶液；其中，硝酸溶液的質量濃度為10%-30%，氫氟酸溶液的質量濃度為3%-20%，硝酸和氫氟酸的體積比為1:1.5-1:3，鹽酸溶液的質量濃度為15%-20%。