[發明專利]鑄造單晶硅片黑絲的去除方法、HIT異質結太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 202110243889.6
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113013296B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 何亮;雷琦;徐云飛;羅鴻志;毛偉;何新根;李小平;李建敏;鄒貴付;甘勝泉
• 申請（專利權）人: 賽維LDK太陽能高科技（新余）有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L21/324;H01L31/0747
• 代理公司: 南昌逸辰知識產權代理事務所(普通合伙) 36145
• 代理人: 劉陽陽

本技術方案公開了一種鑄造單晶硅片黑絲的去除方法，HIT異質結太陽能電池及其制備方法，鑄造單晶硅片黑絲的去除方法包括：高溫磷擴散退火，將鑄造單晶硅片放入熱處理爐中，抽真空，并加熱溫度至不低于1200℃，在保護氣氛下通三氯氧磷進行表面磷擴散，在上述硅片的表面形成一層磷硅玻璃層，并保溫10?120min，保溫結束后在以2?15℃/min的冷卻速率降溫至常溫。通過高溫磷擴散退火工藝，有效減少鑄造單晶硅片的黑絲面積，不僅有效降低電池片的EL不良比例，且能有效提升電池片的效率。

技術領域

本發明涉及硅片和太陽能電池制備技術領域，尤其涉及一種鑄造單晶硅片黑絲的去除方法和HIT異質結太陽能電池及其制備方法。

背景技術

HIT異質結電池(Heterojunction?with?Intrinsic?Thin-layer)全稱是晶體硅異質結太陽電池，如圖1所示，HIT異質結電池主要采用較高少子壽命壽命的N型單晶硅片作為襯底，通過化學氣相沉積在其前后表面沉積本征非晶硅層和P/N型非晶硅層，然后通過物理氣相沉積在其前后表面沉積透明導電層(TCO膜)，最后在前后表面低溫印刷柵格電極。HIT技術通過在晶體硅上沉積非晶硅薄膜，綜合了晶體硅電池與薄膜電池的優勢，是高轉換效率硅基太陽能電池的重要發展方向之一，但由于其高昂的生產原材料以及設備投入制約了其發展。

鑄造單晶硅片為近幾年快速發展的一種晶體硅片產品，其單次投料量大，但其生產成本遠低于直拉單晶硅。同時，鑄造單晶硅片的生長晶向為[001]，可使用堿制絨工藝得到金字塔形狀的絨面，但在制備過程中，由于鑄造單晶硅片采用定向凝固生長，其籽晶多數采用薄硅塊按照一定的規則鋪底拼接而成，且在生長過程中排雜不如直拉單晶工藝，導致鑄造單晶硅片仍存在少量晶界和位錯，如圖2中采用PL(Photoluminescence，光致發光)測試儀測量的鑄造單晶硅片的PL圖，圖中團聚黑色線條即為黑絲，這些黑絲不僅影響電池片的EL不良比例，而且影響電池片的最終效率。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提出一種鑄造單晶硅片黑絲的去除方法和一種HIT異質結太陽能電池及其制備方法。

本發明的一個方面，提供了一種鑄造單晶硅片黑絲的去除方法，其步驟包括：高溫磷擴散退火，將鑄造單晶硅片放入熱處理爐中，抽真空，并加熱溫度至不低于1200℃，在保護氣氛下通三氯氧磷進行表面磷擴散，在上述硅片的表面形成一層磷硅玻璃層，并保溫10-120min，保溫結束后在以2-15℃/min的冷卻速率降溫至常溫，通過高溫磷擴散并退火去除上述硅片的黑絲面積。

通過高溫磷擴散退火工藝，可以有效減少鑄造單晶硅片的黑絲面積，不僅有效降低電池片的EL不良比例，且能有效提升電池片的效率。

進一步地，上述高溫磷擴散退火步驟中，上述加熱溫度為1200-1350℃，上述保溫時間為10-60min，上述冷卻速率為2-15℃/min。

進一步地，上述高溫磷擴散退火步驟中，上述加熱溫度為1300-1350℃，上述保溫時間為10-20min，上述冷卻速率為2-5℃/min。

進一步地，上述高溫磷擴散退火步驟中，上述保護氣體為氬氣。

本發明的另一方面，提供了一種HIT異質結太陽電池的制備方法，其步驟包括：

預清洗，預清洗去除硅片的表面沾污；

制絨，對上述硅片進行堿制絨，制備金字塔絨面；

非晶硅沉積，化學氣相沉積在上述硅片的表面制備非晶硅層；

透明導電膜沉積，物理氣相沉積在上述硅片的表面制備透明導電膜；

絲網印刷，在上述硅片的表面制備柵格電極；

固化燒結，形成電池；