太阳能电池的制备方法与太阳能电池与流程

1.本技术涉及光伏制造技术领域，特别涉及一种太阳能电池的制备方法与太阳能电池。


背景技术：

2.perc电池通过对电池背表面进行钝化，有效提高电池效率，近年已成为主流的晶体硅太阳能电池产品。氧化铝膜层对于p型硅基底具有良好的化学钝化及场钝化效果，且适于产业化规模生产，成为目前perc电池主要采用的背钝化膜层结构。
3.上述氧化铝膜层可采用pecvd或ald方法沉积得到，实际生产中，通常可通过背表面抛光处理，改善硅基底的背表面状态，以实现较好的背表面钝化效果；还会在上述氧化铝膜层外侧再沉积一层氮化硅膜层，增强背面反射率，并起到更好的钝化效果，提高电池效率。除此，上述氧化铝膜层生长后通常还会增加退火步骤，提升膜层的负电荷密度，同时膜层的表面态密度也会下降；业内还公开有采用含氧混合气体对氧化铝钝化层进行处理以改善钝化效果，并提高电池效率的方法。如何进一步改善氧化铝及背钝化膜层的性能，提高电池转换效率仍是业内亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明目的在于提供一种太阳能电池的制备方法与太阳能电池，能够改善背钝化效果，提高电池性能；还能对治具与腔室进行清洁，延长维护周期。
5.为实现上述目的，本技术实施例提供一种太阳能电池的制备方法，主要包括：
6.在硅基底的背表面沉积制备氧化铝膜层；
7.采用等离子体对所述氧化铝膜层进行处理，所述等离子体包括含氮离子与卤素离子；
8.在所述氧化铝膜层背离硅基底的一侧制备背表面膜层。
9.作为本技术实施例的进一步改进，所述等离子体采用管式pecvd方法将反应气体电离得到。
10.作为本技术实施例的进一步改进，所述“采用等离子体对所述氧化铝膜层进行处理”步骤中等离子体放电功率为2500w～8000w，温度为300℃～700℃，反应压力为1600～1900mtorr，反应时间为180s～380s。
11.作为本技术实施例的进一步改进，所述反应气体包括第一类气体与第二类气体，所述第一类气体包括nf3、ncl3、nocl中的至少一种。
12.作为本技术实施例的进一步改进，所述第二类气体包括n2o、no、no2、n2、nh3中的一种或几种。
13.作为本技术实施例的进一步改进，所述“采用等离子体对所述氧化铝膜层进行处理”步骤中控制第一类气体的流量为1000～2000sccm，并控制第二类气体的流量为2000～8000sccm。
14.作为本技术实施例的进一步改进，所述氧化铝膜层的厚度设置为3～20nm。
15.作为本技术实施例的进一步改进，所述背表面膜层设置为氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜中的至少一种。
16.作为本技术实施例的进一步改进，所述制备方法还包括在制备氧化铝膜层前，依次对硅基底进行制绒、扩散、边缘刻蚀与清洗；
17.所述背表面膜层制备完成后，再依次进行正面镀膜、背面激光开槽、印刷与烧结，制得太阳能电池。
18.本技术实施例还提供一种采用如前所述的制备方法制得的太阳能电池。
19.本技术的有益效果是：采用本技术制备方法与太阳能电池，在硅基底背面制备氧化铝膜层后，采用等离子体对氧化铝膜层进行处理，提高氧化铝膜层的负电荷密度，且含氮离子可与氧化铝膜层生成al-o-n化合物，改善钝化效果；卤素离子则能够与金属离子结合生成较稳定的卤素金属盐，也能对太阳能电池治具及反应腔室进行清洁，避免太阳能电池污染，延长设备清洗维护周期。
附图说明
20.图1是本技术太阳能电池的制备方法的主要流程示意图。
具体实施方式
21.以下将结合附图所示的实施方式对本技术进行详细描述。但该实施方式并不限制本技术，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本技术的保护范围内。
22.参图1所示，本技术提供的制备方法包括：
23.提供硅基底，依次对所述硅基底进行制绒、扩散、边缘刻蚀与清洗；
24.在硅基底的背表面沉积制备氧化铝膜层；
25.采用等离子体对所述氧化铝膜层进行处理，所述等离子体包括含氮离子与卤素离子；
26.在所述氧化铝膜层背离硅基底的一侧制备背表面膜层；
27.再对所述硅基底进行正面镀膜、背面激光开槽、印刷与烧结，得到太阳能电池。
28.所述硅基底采用p型晶体硅片；所述制绒是指通过碱溶液或酸溶液在硅基底表面刻蚀得到织构化绒面结构，减少光线反射；所述扩散是指在所述硅基底上制备形成pn结；所述边缘刻蚀是指去除扩散过程中形成的边缘pn结及磷硅玻璃，上述步骤均可根据实际产品需求选用现有的工艺方案。所述清洗步骤包括对所述硅基底的背表面进行抛光，再通过去离子水清洗后进行干燥，通常采用集成式设备进行前述边缘刻蚀与清洗制程。
29.所述氧化铝膜层可通过pecvd方法或ald方法沉积得到，且该氧化铝膜层的厚度设置为3～20nm。再采用具有含氮离子、卤素离子的等离子体对所述氧化铝膜层进行处理，具体可采用管式pecvd方法电离既定的反应气体得到相应的上述等离子体。
30.所述氧化铝膜层经等离子体处理后，可提高负电荷密度，且含氮离子可与氧化铝膜层形成al-o-n化合物，改善钝化效果。并且，卤素离子能够与实际生产制备过程中引入的金属离子杂质结合生成较稳定的卤素金属盐，减小金属离子杂质对硅基底的污染。除此，上
述卤素离子还能对所述硅基底采用的治具及腔室内壁进行表面清洁，延长治具与设备的清理维护周期，降低维护成本，保证产能。
31.实际应用中，所述“采用等离子体对所述氧化铝膜层进行处理”步骤中等离子体放电功率为2500w～8000w，反应气体的总流量设置为3000～10000sccm，温度为300℃～700℃，反应压力为1600～1900mtorr，反应时间为180s～380s。
32.所述反应气体包括nf3、ncl3、nocl中的至少一种，即通过nf3、ncl3、nocl气体电离得到相应的f-或cl-。为节省nf3、ncl3、nocl气体用量及成本，所述反应气体设置由第一类气体与第二类气体共同组成，所述第一类气体包括nf3、ncl3、nocl中的至少一种；所述第二类气体包括n2o、no、no2、n2、nh3中的一种或几种。所述“采用等离子体对所述氧化铝膜层进行处理”步骤中控制第一类气体的流量为1000～2000sccm，并控制第二类气体的流量为2000～8000sccm。
33.所述背表面膜层设置为氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜中的至少一种。所述“在所述氧化铝膜层背离硅基底的一侧制备背表面膜层”步骤具体是指利用pecvd方法在所述氧化铝膜层上沉积制备前述氮化硅膜和/或氧化硅膜和/或氮氧化硅膜。通常可采用sih4和nh3作为反应气体，并经pecvd方法生成氮化硅膜作为所述背表面膜层。特别地，所述氧化铝膜层制备与等离子体处理、背表面膜层的制备均采用管式pecvd方法，换言之，所述硅基底可在同一工艺腔室内完成上述步骤，减少中转过程的污染与碎片。
34.为取得更好的钝化及背面减反射效果，所述背表面膜层可设置呈两层或多层膜层结构，具体可通过对反应气体流量、反应时间、温度等工艺参数的调节实现。
35.所述正面镀膜是在所述硅基底的正面沉积制备减反射膜层，所述减反射膜层同样由氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜中的至少一种构成。实际制备过程中，可通过对反应气体流量、反应时间、温度等工艺参数的调节，得到相应的膜层结构，所述减反射膜层也可设置为两层或多层结构。
36.所以背面激光开槽是通过既定的激光束刻蚀硅基底背面的背表面膜层与氧化铝膜层；所述印刷是将导电浆料按照既定的电极图案印制在硅基底表面上，所述硅基底背面印刷的电极图案与背面激光开槽图案相吻合，再经所述烧结步骤，使得硅基底表面的导电浆料与硅基底形成稳定欧姆接触。
37.本技术实施例还提供一种采用如前所述的制备方法制得的太阳能电池。为更清楚地说明本技术技术方案，此处将本实施例太阳能电池与对比例太阳能电池进行性能测试对比，结果如下表所示：
[0038][0039]
其中，实施例与对比例两者采用同种规格的硅基底，两者区别在于对比例太阳能电池未采用等离子体对相应的氧化铝膜层进行处理，其余工艺制程保持一致。本实施例中，采用nf3、n2o分别作为第一类气体、第二类气体，在前述“采用等离子体对所述氧化铝膜层进行处理”步骤中将等离子体放电功率设置为6000w，nf3、n2o流量分别设置为1000sccm、6000sccm，温度为500℃，反应压力为1700mtorr，反应时间为180s。
[0040]
将实施例与对比例的测试结果相比较可知，经所述预处理步骤的太阳能电池的开路电压及转换效率均具有明显提升。除此，经实际生产验证，所述等离子体对上述太阳能电池生产所用石墨舟表面及石英管内壁能够起着刻蚀清洁作用，可在不影响太阳能电池性能的前提下，降低上述石墨舟及石英管的清洗维护成本，保证产能。
[0041]
综上所述，采用本技术制备方法与太阳能电池，在氧化铝膜层制备完成后采用具有含氮离子、卤素离子的等离子体对所述氧化铝膜层进行处理，不仅能改善氧化铝膜层的钝化效果，还能减少金属杂质离子对硅基底表面的污染，并能对太阳能电池所用治具及反应腔室进行清洁，延长清洗维护周期，降低维护成本，保证产能。
[0042]
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0043]
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本技术的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本技术的保护范围，凡未脱离本技术技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本技术的保护范围之内。