本发明属于背接触电池,具体涉及一种电池制备方法、背接触电池以及光伏组件。
背景技术:
1、目前,在背接触电池的制备过程中,在硅片背面形成具有开口区的第一半导体层,且硅片正面形成钝化层和减反层之后,需要先利用低浓度碱液清洗去除绕镀,再进行钝化水洗,才能在硅片背面形成第二半导体层。但是在清洗过程中,硅片背面的第一半导体层不可避免地会被腐蚀减薄一部分,从而影响膜层的钝化性能,并且硅片背面开口区内的绒面金字塔塔尖也会被腐蚀去除,导致反射率偏高,影响电池的短路电流;此外,在钝化水洗过程中,硅片正面的减反层会被腐蚀去除一部分,导致正面减反效果差,电池的短路电流明显下降,直接影响电池效率。
2、需要说明的是,本发明的该部分内容仅提供与本发明有关的背景技术,而并不必然构成现有技术或公知技术。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的硅片在清洗以及钝化水洗过程中容易受到腐蚀,导致钝化性能变差、短路电流下降的缺陷,提供一种电池制备方法、背接触电池以及光伏组件,该电池制备方法通过一定浓度比值范围的双氧水和氢氧化钾的混合溶液对硅片进行清洗,去除绕镀膜层,以大大降低对钝化膜层的腐蚀速率,避免对第一半导体层的钝化性能产生影响,同时避免对开口区内的绒面反射率产生影响,保证电池的短路电流;并且通过设置在减反层外的牺牲层对减反层进行保护,避免减反层在钝化水洗过程中受损,进一步地保证电池的短路电流,提升电池效率。
2、为了实现上述目的,第一方面,本发明提供一种电池制备方法,包括以下步骤:
3、s1. 提供双面抛光的硅片;
4、s2. 在硅片的背面沉积第一半导体层,其中,第一半导体层包括依次设置的第一隧穿氧化层和第一掺杂层;
5、s3. 清洗去除第一掺杂层上因s2沉积而产生的磷硅玻璃层;
6、s4. 在第一掺杂层上形成掩膜层;
7、s5. 在第一隧穿氧化层、第一掺杂层和掩膜层上进行刻蚀开口,形成第一开口区;
8、s6. 通过制绒清洗,去除第一开口区内残留的第一隧穿氧化层和第一掺杂层,并在第一开口区内以及硅片的正面同时形成绒面,之后清洗完全去除或部分去除第一开口区外的掩膜层;
9、s7. 在硅片的正面依次沉积钝化层、减反层和牺牲层,其中,钝化层包括依次设置的第二隧穿氧化层和第二掺杂层;
10、s8. 清洗去除硅片背面因s7沉积而产生的绕镀层,再依次对硅片进行碱洗和酸洗,之后对硅片进行钝化水洗,其中,绕镀层包括因沉积牺牲层而产生的第一绕镀层、因沉积减反层而产生的第二绕镀层以及因沉积钝化层而产生的第三绕镀层,去除第三绕镀层采用的清洗溶液为双氧水和氢氧化钾的混合溶液,双氧水与氢氧化钾的浓度比值为1/10-1/6,对多晶硅的腐蚀速率为0.05nm/s-0.1nm/s。
11、优选地,s7包括:
12、s71. 通过等离子体增强化学气相沉积在硅片的正面依次沉积第二隧穿氧化层和第二掺杂层,其中,第二隧穿氧化层的厚度为1nm-2nm,第二掺杂层的厚度为1nm-10nm;
13、s72. 通过等离子体增强化学气相沉积在第二掺杂层上沉积减反层,其中,减反层包括依次设置的第一减反层和第二减反层,减反层的总厚度为70nm-100nm;
14、s73. 通过等离子体增强化学气相沉积在减反层上沉积牺牲层,其中,牺牲层的厚度为3nm-8nm。
15、优选地,s72包括:
16、通入硅烷和氨气,并在开启辉光的条件下反应形成第一减反层,第一减反层为氮化硅层,第一减反层中的氮含量为40%-45%,第一减反层的厚度为20nm-40nm,第一减反层的折射率为2.2-2.3;
17、通入硅烷、氨气和笑气,并在开启辉光的条件下反应形成第二减反层,第二减反层为氮化硅层,第二减反层中的氮含量为45%-50%,第二减反层的厚度为50nm-70nm,第二减反层的折射率为1.8-2.0。
18、优选地,形成第一减反层的反应条件为:反应温度为400℃-450℃,硅烷流量为800sccm-1200sccm,氨气流量为4000sccm-6000sccm,反应时间为300s-500s,反应压力为500mtorr-3000mtorr,功率为4000w-6000w;
19、和/或,形成第二减反层的反应条件为:400℃-450℃,硅烷流量为500sccm-900sccm,氨气流量为5000sccm-8000sccm,笑气流量为500sccm-2000sccm,反应时间为300s-500s,反应压力为500mtorr-3000mtorr,功率为4000w-6000w。
20、优选地,s73包括:
21、通入硅烷和氨气,并在开启辉光的条件下反应形成牺牲层,牺牲层为氮化硅层,牺牲层中的氮含量为35%-40%,牺牲层的折射率为2.3-2.5。
22、优选地,形成牺牲层的反应条件为:反应温度为400℃-450℃,硅烷流量为1200sccm-1800sccm,氨气流量为3000sccm-5000sccm,反应时间为40s-100s,反应压力为500mtorr-3000mtorr,功率为4000w-6000w。
23、优选地,s8包括:
24、通过链式清洗机依次清洗去除第一绕镀层和第二绕镀层,其中,采用的清洗溶液为含氢氟酸的水溶液,氢氟酸浓度为5%-15%;
25、通过槽式清洗机清洗去除第三绕镀层,其中,采用的清洗溶液的双氧水浓度为0.2%-1%,氢氧化钾浓度为2%-5%;
26、对硅片进行碱洗,其中,采用的碱洗溶液为氨水或氢氧化钾与双氧水的混合溶液,氨水或氢氧化钾浓度为2%-5%,双氧水浓度为3%-5%;
27、对硅片进行酸洗,其中,采用的酸洗溶液为盐酸与双氧水的混合溶液,盐酸浓度为2%-5%,双氧水浓度为3%-5%;
28、对硅片进行钝化水洗,其中,采用的水洗溶液为含氢氟酸的水溶液,氢氟酸浓度为1%-5%。
29、优选地,去除第一绕镀层和第二绕镀层的清洗条件为:反应温度为20℃-35℃,反应时间为30s-120s,链式清洗机传动滚轮速度为1.2m/min-3.0m/min;
30、和/或,去除第三绕镀层的清洗条件为:反应温度为25℃-35℃,反应时间为60s-240s;
31、和/或,碱洗条件为:反应温度为60℃-80℃,反应时间为120s-240s;
32、和/或,酸洗条件为:反应温度为60℃-80℃,反应时间为120s-240s;
33、和/或,钝化水洗条件为:反应温度为10℃-20℃,反应时间为60s-180s。
34、优选地,s8后,电池制备方法还包括:
35、s9. 在硅片的背面沉积第二半导体层,以使第二半导体层一部分覆盖于第一半导体层远离硅片的一侧,另一部分伸入第一开口区,且覆盖于硅片上,第二半导体层包括依次设置的本征非晶硅层和第三掺杂层;
36、s10. 在第二半导体层上进行刻蚀开口,形成与第一开口区交替且间隔设置的第二开口区;
37、s11. 在硅片的背面形成导电膜层;
38、s12. 在导电膜层上开设隔离槽,以使相互隔开的一部分导电膜层伸入第一开口区,且覆盖于第二半导体层上,另一部分伸入第二开口区,且覆盖于第一半导体层上;
39、s13. 在伸入第一开口区的部分导电膜层上形成第一电极,在伸入第二开口区的部分导电膜层上形成第二电极。
40、第二方面,本发明提供一种背接触电池,其通过上述的电池制备方法制得。
41、第三方面,本发明提供一种光伏组件,其包括上述的背接触电池。
42、有益效果:
43、经研究发现,在正面镀膜后的去绕镀清洗过程中,硅片背面的第一半导体层不可避免地会被腐蚀减薄一部分,从而影响膜层的钝化性能,并且硅片背面开口区内的绒面金字塔塔尖也会被腐蚀去除,导致反射率偏高,影响电池的短路电流;此外,在钝化水洗过程中,硅片正面的减反层会被腐蚀去除一部分,导致正面减反效果差,电池的短路电流明显下降,直接影响电池效率。基于此,进一步研究而提出本发明。
44、本发明提供的电池制备方法通过上述技术方案,尤其是通过一定浓度比值范围的双氧水和氢氧化钾的混合溶液对硅片进行清洗,去除绕镀膜层,以大大降低对钝化膜层的腐蚀速率,避免对第一半导体层的钝化性能产生影响,同时避免对第一开口区内的绒面反射率产生影响,保证电池的短路电流;并且通过设置在减反层外的牺牲层对减反层进行保护,避免减反层在钝化水洗过程中受损,进一步地保证电池的短路电流,提升电池效率。
45、本发明提供的背接触电池通过上述电池制备方法生产得到,具有较优的钝化性能,短路电流较高,电池效率较高。
46、本发明提供的光伏组件包括上述背接触电池,具有较优的光电转换效率,光伏发电效率高。
1.一种电池制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的电池制备方法,其特征在于,s7包括:
3.根据权利要求2所述的电池制备方法,其特征在于,s72包括:
4.根据权利要求3所述的电池制备方法,其特征在于,形成所述第一减反层的反应条件为:反应温度为400℃-450℃,硅烷流量为800sccm-1200sccm,氨气流量为4000sccm-6000sccm,反应时间为300s-500s,反应压力为500mtorr-3000mtorr,功率为4000w-6000w;
5.根据权利要求2所述的电池制备方法,其特征在于,s73包括:
6.根据权利要求5所述的电池制备方法,其特征在于,形成所述牺牲层的反应条件为:反应温度为400℃-450℃,硅烷流量为1200sccm-1800sccm,氨气流量为3000sccm-5000sccm,反应时间为40s-100s,反应压力为500mtorr-3000mtorr,功率为4000w-6000w。
7.根据权利要求1所述的电池制备方法,其特征在于,s8包括:
8.根据权利要求7所述的电池制备方法,其特征在于,去除所述第一绕镀层和所述第二绕镀层的清洗条件为:反应温度为20℃-35℃,反应时间为30s-120s,链式清洗机传动滚轮速度为1.2m/min-3.0m/min;
9.根据权利要求1所述的电池制备方法,其特征在于,s8后,所述电池制备方法还包括:
10.一种背接触电池,其特征在于,其通过如权利要求1-9任一项所述的电池制备方法制得。
11.一种光伏组件,其特征在于,包括如权利要求10所述的背接触电池。
