一種高效彩色多晶太陽能電池及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種太陽能電池，具體涉及一種高效彩色多晶太陽能電池及其制備方法，屬于太陽能電池技術領域。
【背景技術】
[0002]晶硅太陽能電池是一種有效地吸收太陽輻射能，利用光生伏打效應把光能轉換成電能的器件，當太陽光照在半導體P-N結(P-N Junct1n)上，形成新的空穴-電子對(V-Epair)，在P-N結電場的作用下，空穴由N區流向P區，電子由P區流向N區，接通電路后就形成電流。
[0003]晶硅太陽能電池的制備工藝分為制絨、擴散、刻蝕、正面鍍膜、絲網印刷、燒結六大工序。其中，制絨的目的是在硅片正面形成凹凸不平的織構化絨面結構，增加太陽光的吸收面積，降低太陽光的反射率。正面鍍膜的目的是在硅片正面沉積氮化硅，起減反射和鈍化作用。
[0004]為實現高光電轉換效率的目的，多晶電池的正面氮化硅膜設定在80-90nm，達到減反射的最佳效果。不同厚度的氮化硅膜表現出不同的顏色，當膜厚在80-90nm時，呈藍色。由于多晶電池由取向各異的晶粒組成，當氮化硅的膜厚在20-70nm范圍內，電池的外觀呈現彩色。
[0005]在實際應用過程中，為了增加觀賞性，彩色多晶電池也有一定的市場需求。傳統制造彩色多晶電池的方法是簡單的降低氮化硅的膜厚。但由于降低膜厚，會減弱氮化硅膜的減反射效果，大幅度降低電池的光電轉換效率。

【發明內容】

[0006]針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種高效彩色多晶太陽能電池及其制備方法，有效提高彩色多晶太陽能電池的光電轉換效率。
[0007]為了實現上述目的，本發明采用的一種高效彩色多晶太陽能電池的制備方法，包括以下步驟，
[0008]I)對多晶硅片進行硝酸銀催化制絨；
[0009]2)在硅片正面進行高方阻磷擴散；
[0010]3)去除所述磷擴散形成的正面磷硅玻璃和周邊PN結；
[0011]4)對硅片管式氧化形成二氧化硅；
[0012]5)在硅片正面進行PECVD鍍膜；
[0013]6)在硅片背面印刷背電極和鋁背場；
[0014]7)在硅片正面印刷正電極漿料形成正電極；
[0015]8)對硅片進行燒結形成彩色多晶太陽能電池。
[0016]作為改進，所述步驟I)中，硝酸銀催化制絨的具體步驟包括，
[0017]將硅片置于濃度為1.0-2.5mol/L的AgNO3溶液中，通過AgNO3溶液在硅片上電化學沉積Ag納米顆粒，再采用H2O2和HF的混合溶液刻蝕該帶有Ag納米粒的娃片，待娃片上形成高低差為1-5M1的絨面，再采用HCL和出02的混合溶液去除硅片上的Ag顆粒。
[0018]作為改進，所述步驟I)中，所述H2O2和HF的質量比為2.0:1_4.5:1。
[0019]作為改進，所述步驟I)中，采用HCL和H2O2的質量比為1:1-2:1。
[0020]作為改進，所述步驟4)中，采用管式擴散爐對硅片進行氧化，在硅片表面生長厚度為25_60nm的二氧化娃。
[0021]作為改進，管式擴散爐的工作條件為，擴散溫度為800_850°C，氧化時間為10-30mino
[0022]作為改進，所述步驟5)中，采用PECVD鍍膜在硅片正面形成厚度為20-55nm的單層彩色氮化硅膜。
[0023]作為改進，所述氮化硅膜的折射率為1.85-2.0。
[0024]作為改進，在PECVD鍍膜時，采用流量比為3.5:1-7.5:1的氨氣和硅烷的混合工藝氣體，沉積時間為5-15min。
[0025]另外，還提供了一種利用上述任一項所述制備方法制得高效彩色多晶太陽能電池。
[0026]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:
[0027]I)本發明利用硝酸銀催化制絨，形成高低差為1-5μπι的絨面，大于普通酸法制絨的絨面尺寸，大幅度降低了光的反射率，避免了后續減薄氮化硅膜對反射率的負面效果。
[0028]2)同時，采用二氧化硅鈍化，提高電池的開路電壓和短路電流，從而在不降低電池光電轉換效率的同時，制備彩色多晶太陽能電池。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發明的制備工藝流程圖；
[0030]圖2為本發明制備太陽能電池的結構示意圖；
[0031]圖中:1、正銀電極，2、氮化硅膜，3、二氧化硅，4、N型硅，5、？型硅襯底，6、鋁背場，7、
背銀電極。
【具體實施方式】
[0032]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面通過附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。但是應該理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限制本發明的范圍。
[0033]本文所使用的術語“上”、“下”以及類似的表達只是為了說明的目的。除非另有定義，本文所使用的所有的技術術語和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同，本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。
[0034]如圖1所示，一種高效彩色多晶太陽能電池的制備方法，包括以下步驟，
[0035]I)對多晶硅片進行硝酸銀催化制絨，將硅片置于濃度為1.0-2.5mol/L的AgNO3溶液中，通過AgNO3溶液在硅片上電化學沉積Ag納米顆粒，再采用H2O2和HF的混合溶液(H2O2和HF的質量比為2.0:1-4.5:1)刻蝕該帶有Ag納米粒的硅片，待硅片上形成高低差為1_5μπι的絨面，再采用HCL和出02的混合溶液(采用HCL和H2O2的質量比為1:1-2:1)去除硅片上的Ag顆粒；
[0036]2)在硅片正面進行高方阻磷擴散；
[0037]3)去除所述磷擴散形成的正面磷硅玻璃和周邊PN結；
[0038]4)采用管式擴散爐對硅片進行氧化，擴散溫度為800-850°C，氧化時間為10-30min，在硅片表面生長厚度為25-60nm的二氧化硅；
[0039]5)在硅片正面使用等離子化學沉積的方法(PECVD)，采用流量比為3.5:1_7.5:1的氨氣和娃燒的混合工藝氣體(氨氣流量:4.5-10sIm)，沉積時間為5-15min，在娃片正面形成膜厚為20_55nm，折射率為1.85-2.0的單層彩色氮化硅膜；
[0040]6)在硅片背面印刷背電極和鋁背場；
[0041 ] 7)在硅片正面印刷正電極漿料形成正電極；
[0042]8)對硅片進行燒結形成彩色多晶太陽能電池。
[0043]采用上述方法，制得如圖2所示的一種高效彩色多晶太陽能電池，包括P型硅襯底
5、設置在P型娃襯底5—側的N型娃4和正銀電極1、及設置在P型娃襯底5另一側的招背場6和背銀電極7 ；
[0044]所述P型硅襯底5的一個表面為絨面，所述N型硅4層疊在該絨面上且與P型硅配合形成PN結，所述N型硅4的表面設有二氧化硅3，所述正銀電極I穿過所述二氧化硅3并固定在N型硅4上，所述二氧化硅3的表面設有氮化硅膜2;
[0045]所述鋁背場6層疊在P型硅襯底5的下表面，所述背銀電極7固定在所述鋁背場6上。
[0046]具體的，二氧化娃3的厚度為25_60nm，可以為25nm、30nm、40nm、50nm或60nm，生產中可以根據需要靈活選擇合適厚度。
[0047]另外，具體的，氮化硅膜2的厚度為20-55nm，氮化硅膜2的折射率為1.85-2.0，采用氮化娃膜2的厚度可以為25]1111、3511111、4011111、50111]1或5511111，生產中可以根據需要靈活選擇氮化硅膜2的合適厚度。
[0048]本發明的制備方法及制得太陽能電池，具有如下優點:
[0049]I)本發明利用硝酸銀催化制絨，形成高低差為1-5μπι的絨面，大于普通酸法制絨的絨面尺寸，大幅度降低了光的反射率，避免了后續減薄氮化硅膜對反射率的負面效果。
[0050]2)同時，采用二氧化硅鈍化，提高電池的開路電壓和短路電流，從而在不降低電池光電轉換效率的同時，制備彩色多晶太陽能電池。
[0051]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種高效彩色多晶太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟， 1)對多晶硅片進行硝酸銀催化制絨； 2)在硅片正面進行高方阻磷擴散； 3)去除所述磷擴散形成的正面磷硅玻璃和周邊PN結； 4)對硅片管式氧化形成二氧化硅； 5)在硅片正面進行PECVD鍍膜； 6)在硅片背面印刷背電極和鋁背場； 7)在硅片正面印刷正電極漿料形成正電極； 8)對硅片進行燒結形成彩色多晶太陽能電池。2.如權利要求1所述一種高效彩色多晶太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中，硝酸銀催化制絨的具體步驟包括， 將硅片置于濃度為1.0-2.5mol/L的AgNO3溶液中，通過AgNO3溶液在硅片上電化學沉積Ag納米顆粒，再采用H2O2和HF的混合溶液刻蝕該帶有Ag納米粒的娃片，待娃片上形成高低差為I _5μπι的絨面，再采用HCL和H2O2的混合溶液去除硅片上的Ag顆粒。3.如權利要求2所述一種高效彩色多晶太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中，所述H2O2和HF的質量比為2.0:1-4.5:1ο4.如權利要求3所述一種高效彩色多晶太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中，采用HCL和H2O2的質量比為1:1-2:1。5.如權利要求1所述一種高效彩色多晶太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟4)中，采用管式擴散爐對硅片進行氧化，在硅片表面生長厚度為25-60nm的二氧化硅。6.如權利要求5所述一種高效彩色多晶太陽能電池的制備方法，其特征在于，管式擴散爐的工作條件為，擴散溫度為800-850°C，氧化時間為10-30min。7.如權利要求1所述一種高效彩色多晶太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中，采用PECVD鍍膜在硅片正面形成厚度為20-55nm的單層彩色氮化硅膜。8.如權利要求7所述一種高效彩色多晶太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述氮化硅膜的折射率為1.85-2.0。9.如權利要求7或8所述一種高效彩色多晶太陽能電池的制備方法，其特征在于，在PECVD鍍膜時，采用流量比為3.5:1-7.5:1的氨氣和硅烷的混合工藝氣體，沉積時間為5-15min010.—種利用權利要求1-9任一項所述制備方法制得高效彩色多晶太陽能電池。
【專利摘要】本發明公開一種高效彩色多晶太陽能電池及其制備方法，屬于太陽能電池技術領域，包括以下步驟，1)對多晶硅片進行硝酸銀催化制絨；2)在硅片正面進行高方阻磷擴散；3)去除所述磷擴散形成的正面磷硅玻璃和周邊PN結；4)對硅片管式氧化形成二氧化硅；5)在硅片正面進行PECVD鍍膜；6)在硅片背面印刷背電極和鋁背場；7)在硅片正面印刷正電極漿料形成正電極；8)對硅片進行燒結形成彩色多晶太陽能電池。本發明利用硝酸銀催化制絨，形成高低差為1-5μm的絨面，大于普通酸法制絨的絨面尺寸，大幅度降低了光的反射率，避免了后續減薄氮化硅膜對反射率的負面效果；采用二氧化硅鈍化，提高了電池的開路電壓和短路電流。
【IPC分類】H01L31/0216, C30B33/10, H01L31/18
【公開號】CN105655448
【申請號】
【發明人】方結彬, 秦崇德, 石強, 黃玉平, 何達能, 陳剛
【申請人】廣東愛康太陽能科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年4月6日