CN105023971A - 一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：a)对硅片依次进行制绒、热扩散制p-n结、硅片背面抛光和去磷硅玻璃；b)在所述硅片正面进行PECVD镀膜，形成SiNx减反膜；c)在硅片背面印刷纳米硅浆料，形成纳米硅电极；d)将纳米硅电极在700-850℃的烧结炉中进行快速烧结后在所述纳米硅电极下的硅片背面形成P+硅。e)在纳米硅电极上制备Ag背电极；f)在硅片背面制备Al背电场；g)硅片正面制备Ag正电极；h)对硅片进行高温烧结形成太阳能电池。与现有技术相比，本发明具有能在降低背面电极电阻的同时，也能大大降低了硅片背面的载流子复合速率，将电池的转换效率提升的优点。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法。
背景技术
随着化石能源的枯竭，能源问题逐渐成为世界关注的一个重大问题；加上环境污染的日趋严重，促使人们努力去开发新能源，特别是可再生能源。太阳能作为一种绿色能源，是最有开发潜力的新能源之一。太阳能电池利用光生伏特效应，将太阳能转换为电能。晶体硅太阳能电池占据太阳能电池90％的份额，是目前市场上主要的太阳能电池产品。晶体硅太阳能电池的制造成本主要分为两部分，一个是硅片，另外一个是金属电极，而金属电极又分为正面电极和背面电极。背面电极由Ag背电极和Al背场组成：Ag背电极的作用一方面是导电，另一方面是为了方便组件的焊接；Al背场不但可以对硅片背面进行反型，形成p+层，降低电池背面载流子复合，提高转换效率，还可以实现导电功能。
由于硅片背面平整度差，背面电极和硅片背面接触差，会降低背面电极的导电和Al背场的反型效果；此外，Ag背电极不能形成p+层，不利于电池转换效率的提升。因此，如何开发一种低表面复合背面电极高效太阳能电池成为研究者关注的热点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法，能在降低背面电极电阻的前提下，大大降低了硅片背面的载流子复合速率，将电池的转换效率提升。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
a)对硅片依次进行制绒、热扩散制p-n结、硅片背面抛光和去磷硅玻璃；
b)在所述硅片正面进行PECVD镀膜，形成SiNx减反膜；
c)在硅片背面印刷纳米硅浆料，形成纳米硅电极；
d)将纳米硅电极在700-850℃的烧结炉中进行快速烧结后在所述纳米硅电极下的硅片背面形成P+硅。
e)在纳米硅电极上制备Ag背电极；
f)在硅片背面制备Al背电场；
g)硅片正面制备Ag正电极；
h)对硅片进行高温烧结形成太阳能电池。
优选地，所述纳米硅电极的厚度为1-5μm，电阻率为0.01-0.5Ω.cm。
优选地，所述P+硅的厚度为100-500nm，电阻率为0.5-1Ω.cm。
优选地，在步骤a)中，所述硅片背面抛光采用质量浓度为5-25％的NaOH溶液。
优选地，在步骤a)中，所述硅片背面抛光采用HNO3/HF溶液，其质量浓度分别为1-10％和0.1-6％。
优选地，在步骤a)中，硅片经过所述背面抛光后背面反射率为30-55％。
优选地，在步骤c)中，所述纳米硅浆料包括硅纳米颗粒和B化合物。
优选地，所述硅纳米颗粒粒径为1-40nm，B化合物为B2H6，B2H6在所述纳米硅浆料的质量含量为0.1-5％。
优选地，在步骤c)中，所述纳米硅电极为3至6条，各条纳米硅电极相互平行排列，纳米硅电极占硅片背面面积的3-11％。
相应地，本发明还提供一种选择性制绒晶硅太阳能电池,其由上述的制备方法制得。
本发明具有如下有益效果：对硅片背面进行抛光，加强硅片背面的平整性，可以大大提高背面电极和硅片的接触性能，使得背面电极的接触电阻下降，形成优异的欧姆接触；掺杂B化合物的纳米硅电极形成P++层，在快速高温烧结后，B迅速扩散进入硅片内部，在纳米硅电极下的硅片区域形成B重掺杂区，形成P+层；纳米硅电极、B重掺杂和P型硅衬底形成P++/P+/P高低结；优异的硅片背面平整性有利于Al背场和硅背面形成均匀P+/P高低结，具有能在降低背面电极电阻的同时，也能大大降低了硅片背面的载流子复合速率，将电池的转换效率提升。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面以实施例对本发明作进一步地详细描述。
实施例一：
一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
a)对硅片依次进行制绒、热扩散制p-n结、硅片背面抛光和去磷硅玻璃；硅片背面抛光采用质量浓度为5％的NaOH溶液，或采用HNO3/HF溶液，其质量浓度分别为1％，和0.1％；
b)在所述硅片正面进行PECVD镀膜，形成SiNx减反膜；
c)在硅片背面印刷纳米硅浆料，形成纳米硅电极；所述纳米硅浆料包括硅纳米颗粒和B化合物，硅纳米颗粒粒径为1-40nm，B化合物为B2H6，B2H6在所述纳米硅浆料的质量含量为0.1％。
d)将纳米硅电极在700℃的烧结炉中进行快速烧结后在所述纳米硅电极下的硅片背面形成P+硅。
e)在纳米硅电极上制备Ag背电极；
f)在硅片背面制备Al背电场；
g)硅片正面制备Ag正电极；
h)对硅片进行高温烧结形成太阳能电池。
纳米硅电极的厚度为1-5μm，电阻率为0.01-0.5Ω.cm；P+硅的厚度为100-500nm，电阻率为0.5-1Ω.cm；硅片经过所述背面抛光后背面反射率为30-55％；纳米硅电极为3至6条，各条纳米硅电极相互平行排列，纳米硅电极占硅片背面面积的3-11％。
实施例二：
一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
a)对硅片依次进行制绒、热扩散制p-n结、硅片背面抛光和去磷硅玻璃；硅片背面抛光采用质量浓度为15％的NaOH溶液，或采用HNO3/HF溶液，其质量浓度分别为5％和3％；
b)在所述硅片正面进行PECVD镀膜，形成SiNx减反膜；
c)在硅片背面印刷纳米硅浆料，形成纳米硅电极；所述纳米硅浆料包括硅纳米颗粒和B化合物，硅纳米颗粒粒径为1-40nm，B化合物为B2H6，B2H6在所述纳米硅浆料的质量含量为2％。
d)将纳米硅电极在770℃的烧结炉中进行快速烧结后在所述纳米硅电极下的硅片背面形成P+硅。
e)在纳米硅电极上制备Ag背电极；
f)在硅片背面制备Al背电场；
g)硅片正面制备Ag正电极；
h)对硅片进行高温烧结形成太阳能电池。
纳米硅电极的厚度为1-5μm，电阻率为0.01-0.5Ω.cm；P+硅的厚度为100-500nm，电阻率为0.5-1Ω.cm；硅片经过所述背面抛光后背面反射率为30-55％；纳米硅电极为3至6条，各条纳米硅电极相互平行排列，纳米硅电极占硅片背面面积的3-11％。
实施例三：
一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
a)对硅片依次进行制绒、热扩散制p-n结、硅片背面抛光和去磷硅玻璃；硅片背面抛光采用质量浓度为25％的NaOH溶液，或采用HNO3/HF溶液，其质量浓度分别为10％和6％；
b)在所述硅片正面进行PECVD镀膜，形成SiNx减反膜；
c)在硅片背面印刷纳米硅浆料，形成纳米硅电极；所述纳米硅浆料包括硅纳米颗粒和B化合物，硅纳米颗粒粒径为1-40nm，B化合物为B2H6，B2H6在所述纳米硅浆料的质量含量为5％。
d)将纳米硅电极在850℃的烧结炉中进行快速烧结后在所述纳米硅电极下的硅片背面形成P+硅。
e)在纳米硅电极上制备Ag背电极；
f)在硅片背面制备Al背电场；
g)硅片正面制备Ag正电极；
h)对硅片进行高温烧结形成太阳能电池。
纳米硅电极的厚度为1-5μm，电阻率为0.01-0.5Ω.cm；P+硅的厚度为100-500nm，电阻率为0.5-1Ω.cm；硅片经过所述背面抛光后背面反射率为30-55％；纳米硅电极为3至6条，各条纳米硅电极相互平行排列，纳米硅电极占硅片背面面积的3-11％。
相应地，本发明还提供一种选择性制绒晶硅太阳能电池,其由上述三种实施例的制备方法制得。
本发明具有如下有益效果：对硅片背面进行抛光，加强硅片背面的平整性，可以大大提高背面电极和硅片的接触性能，使得背面电极的接触电阻下降，形成优异的欧姆接触；掺杂B化合物的纳米硅电极形成P++层，在快速高温烧结后，B迅速扩散进入硅片内部，在纳米硅电极下的硅片区域形成B重掺杂区，形成P+层；纳米硅电极、B重掺杂和P型硅衬底形成P++/P+/P高低结；优异的硅片背面平整性有利于Al背场和硅背面形成均匀P+/P高低结，具有能在降低背面电极电阻的同时，也能大大降低了硅片背面的载流子复合速率，将电池的转换效率提升。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)对硅片依次进行制绒、热扩散制p-n结、硅片背面抛光和去磷硅玻璃；
b)在所述硅片正面进行PECVD镀膜，形成SiNx减反膜；
c)在硅片背面印刷纳米硅浆料，形成纳米硅电极；
d)将纳米硅电极在700-850℃的烧结炉中进行快速烧结后在所述纳米硅电极下的硅片背面形成P+硅。
e)在纳米硅电极上制备Ag背电极；
f)在硅片背面制备Al背电场；
g)硅片正面制备Ag正电极；
h)对硅片进行高温烧结形成太阳能电池。
2.如权利要求1所述的一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述纳米硅电极的厚度为1-5μm，电阻率为0.01-0.5Ω.cm。
3.如权利要求1所述的一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述P+硅的厚度为100-500nm，电阻率为0.5-1Ω.cm。
4.如权利要求1所述的一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，在步骤a)中，所述硅片背面抛光采用质量浓度为5-25％的NaOH溶液。
5.如权利要求1所述的一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，在步骤a)中，所述硅片背面抛光采用HNO3/HF溶液，其质量浓度分别为1-10％和0.1-6％。
6.如权利要求1所述的一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，在步骤a)中，硅片经过所述背面抛光后背面反射率为30-55％。
7.如权利要求1所述的一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，在步骤c)中，所述纳米硅浆料包括硅纳米颗粒和B化合物。
8.如权利要求7所述的一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述硅纳米颗粒粒径为1-40nm，B化合物为B2H6，B2H6在所述纳米硅浆料的质量含量为0.1-5％。
9.如权利要求1所述的一种低表面复合背面电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，在步骤c)中，所述纳米硅电极为3至6条，各条纳米硅电极相互平行排列，纳米硅电极占硅片背面面积的3-11％。
10.一种低表面复合背面电极太阳能电池,其特征在于，其由权利要求1-9任一项所述的制备方法制得。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151104 |