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CN112447863A - 一种太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

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CN112447863A
CN112447863A CN202011308567.7A CN202011308567A CN112447863A CN 112447863 A CN112447863 A CN 112447863A CN 202011308567 A CN202011308567 A CN 202011308567A CN 112447863 A CN112447863 A CN 112447863A
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Abstract

本发明提供了一种太阳能电池及其制备方法。所述太阳能电池包括设有氧化铝膜的晶体硅片，以及位于所述设有氧化铝膜的晶体硅片的相对两面上的正面减反膜结构和背面钝化膜结构；所述氧化铝膜位于所述晶体硅表面；所述正面减反膜结构的折射率大于或等于2.14。该发明中利用热生长SiO、控制正面的ALD厚度、提高正面SiN膜致密性和背膜保护钝化效果，从而达到改善双面电池正向PID的目的。

Description

一种太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，涉及一种太阳能电池及其制备方法。
背景技术
晶硅太阳电池技术迭代是推动行业发展的主要动力，近两年来，PERC电池由于转换效率上在优势，在光伏领域被广泛推广。但基于PERC电池组件功率衰减大、正面抗PID能力问题有待解决。PERC电池工序的流程是：制绒→扩散→SE→刻蚀→抛光→氧化退火→氧化铝钝化→正背面镀膜→激光开窗→丝网印刷及测试。因氧化铝钝化目前多采用双面工艺，而正面氧化铝层对组件正向PID存在一定影响，衰减会大于反向。由于双面氧化铝工艺改单面工艺涉及设备变更或改造，存在成本付出高、旧设备闲置问题，能从现有技术上改善PID无疑是极佳选择。
CN104821345A公开了一种抗电势诱导衰减太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：a)在硅片表面形成绒面；b)将硅片热扩散制备p-n结；c)将扩散后的硅片去磷硅玻璃；d)将硅片进行臭氧氧化处理；e)在硅片正面制备氮化硅减反膜；f)利用丝网印刷制备正背面金属电极。该文献虽然针对常规铝背场太阳能电池(BSF)的PID改善有比较显著的作用，然而由于钝化发射极和背面电池(PERC)与常规铝背场太阳能电池(BSF)在结构上存在差异，因此无法解决钝化发射极和背面电池(PERC)的PID问题。
CN110289319A公开了一种结合隧穿氧化层的选择性发射极单晶PERC电池的制备方法，包括：双面制绒；单面或双面氧化处理，形成氧化硅；单面或双面多晶硅沉积并掺杂磷素；正面印刷掩膜；去除掩膜以外的多晶硅及氧化硅；去除掩膜；单面或双面掺杂磷素；背面刻蚀并去除磷硅玻璃；背面氧化铝钝化；双面PECVD镀膜；背面激光开膜；背面印刷背银和铝浆，正面沿掩膜位置印刷电极；烧结并光电注入，得到电池。该文献的电池在发射极与基底之间插入隧穿氧化层，增强电池片正面钝化效果，避免了正面电极与硅片直接形成欧姆接触产生极大的复合，从而提升开路电压，同样没有公开氧化铝厚度与银浆料之间的关系，无法确定实际的使用效果。
现有PERC太阳电池的组件正面抗PID能力偏差、功率衰减高，尤其是双面氧化铝工艺问题尤为明显。PERC电池工序的流程是：制绒→扩散→SE→刻蚀→抛光→氧化退火→氧化铝钝化→正背面镀膜→激光开窗→丝印印刷及测试。因氧化铝钝化目前多采用双面工艺，而正面氧化铝层对组件正向PID存在一定影响，衰减量会大于反向PID测试。
如何达到改善PERC太阳电池的组件正面PID，从而提升PERC组件的寿命这一目的，是目前急需解决的一项技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池及其制备方法。该发明中利用热生长SiO、控制正面的ALD厚度、提高正面SiN膜致密性和背膜保护钝化效果，从而达到改善双面电池正向PID的目的。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括设有氧化铝膜的晶体硅片，以及位于所述设有氧化铝膜的晶体硅片的相对两面上的正面减反膜结构和背面钝化膜结构；所述氧化铝膜位于所述晶体硅表面；
所述正面减反膜结构的折射率大于或等于2.14，例如2.14、2.15、2.16或2.17等。
本发明所提供的太阳能电池，其结构稳定，在晶硅电池正面和背面都做氧化铝膜层的结构是为了避免只做背面氧化铝时带来的绕镀影响，优势在产品优质率，单面氧化铝的优势在光衰，但优质率低；，对于正面减反膜的折射率进行限制的原因为低折射率可以减少光在介质表面及内部的损失但可靠性不足，高折射率抗PID能力好但光损失大，通过与背面钝化膜相互配合，使得太阳能电池的组件正面抗PID能力得到提升、功率衰减变慢，使用寿命增长。
优选地，所述氧化铝膜的厚度为2.5～4nm，例如2.5nm、3nm、3.5nm或4nm等。
本发明中，氧化铝膜厚偏低会导致钝化效果下降，膜厚过高则硅片表面与电极接触不佳，影响产品最终转换效率。
优选地，所述正面减反膜结构包括依次层叠SiO2膜、SiN膜和SixOyNz膜。
优选地，所述SiO2膜位于所述设有氧化铝膜的晶体硅片的制绒面的表面。
优选地，所述SiO2膜的厚度为2～5nm，例如2nm、3nm、4nm或5nm等。
优选地，所述SiN膜的厚度为50～60nm，例如50nm、52nm、54nm、55nm、58nm或60nm等。
优选地，所述SiN膜的折射率大于2.2，例如2.2、2.21、2.22、2.23或2.25等。
优选地，所述SixOyNz膜的厚度为10～20nm，例如10nm、12nm、14nm、15nm、18nm或20nm等。
优选地，所述SixOyNz膜的折射率小于2.2，例如2.18、2.15、2.13或2.1等。
本发明中，通过控制SiN膜的折射率大于2.2，SixOyNz膜的折射率小于2.2来综合平衡最终的正面减反膜的折射率，使其折射率大于或等于2.14，可以达到更好的抗PID效果。
优选地，所述背面钝化膜结构的厚度大于或等于120nm，例如120nm、121nm、122nm、125nm、128nm或130nm等。
控制背面钝化膜结构的厚度是为了保护背面的氧化铝结构不被破坏和腐蚀，厚度过小会导致背面氧化铝结构容易腐蚀和破坏，影响整体电池的效率和可靠性。
优选地，所述背面钝化膜结构包括SixOyNz钝化膜和SiN保护膜。
优选地，所述SixOyNz钝化膜位于所述设有氧化铝膜的晶体硅片的制绒面的相对面的表面。
优选地，所述SixOyNz钝化膜的厚度为10～20nm，例如10nm、12nm、14nm、15nm、18nm或20nm等。
优选地，所述SiN保护膜的厚度为110～140nm，例如110nm、120nm、130nm或140nm等。
第二方面，本发明还提供一种如第一方面所述的太阳能电池的制备方法，所述制备方法包括制绒、扩散、激光掺杂、刻蚀背抛、氧化退火、双面制备氧化铝、正面镀膜、背面镀膜、激光开窗、丝网印刷及测试，得到所述太阳能电池；所述正面镀膜工序制备正面减反膜结构，所述背面镀膜工序制备背面钝化膜结构。
本发明中通过利用热生长SiO2、控制正面ALD厚度、提高正面SiN膜致密性和背膜保护钝化效果，从而达到了改善太阳能电池正向PID的目的。
优选地，所述制绒的方法包括碱制绒和/或酸制绒。
优选地，所述碱制绒包括将氢氧化钠溶液和制绒添加剂进行混合，形成混合溶液进行制绒。
优选地，所述碱制绒中的混合溶液的质量浓度小于2％，例如1.98％、1.95％或1.9％等。
优选地，所述酸制绒包括将硝酸溶液和氢氟酸溶液进行混合，得到混合溶液进行制绒。
优选地，所述酸制绒中的硝酸和氢氟酸的体积比例1:1～5:1，例如1:1、2:1、3:1、4:1或5:1等。
优选地，所述扩散的制备方法包括将制绒后的硅片在扩散炉中进行扩散。
优选地，所述扩散炉中的温度为800～900℃，例如800℃、810℃、820℃、830℃、850℃、870℃、890℃或900℃等。
优选地，所述扩散过程中的方阻为100～150Ω/□，例如100Ω/□、110Ω/□、120Ω/□、130Ω/□、140Ω/□或150Ω/□等。
优选地，所述刻蚀背抛的制备方法包括用酸腐蚀法和/或碱抛法腐蚀背表面的扩散后P-N结，并在背表面形成平滑的抛光面，用酸洗去正面磷硅玻璃。
优选地，所述激光掺杂的制备方法包括将扩散后的产品按印刷图形用激光进行重掺杂。
优选地，所述重掺杂的方阻为40～80Ω/□，例如40Ω/□、50Ω/□、60Ω/□、70Ω/□或80Ω/□等。
优选地，所述氧化退火的制备方法包括将刻蚀背抛后的产品进行氧化退火。
优选地，所述氧化退火的温度为700～800℃，例如700℃、710℃、730℃、750℃、770℃、790℃或800℃等。
优选地，所述氧化退火的时间为20～40min，例如20min、25min、30min、35min或40min等。
氧化时间过长会导致氧化层过厚、破坏P-N结与电极栅线接触效果，且产能低，过短会导致正面钝化效果不好，电池转换效率偏低。
优选地，所述氧化后退火的时间为10～30min，例如10min、15min、20min、25min或30min等。
优选地，所述氧化的气氛为氧气气氛。
优选地，所述氧气的流量为2000～10000sccm，例如2000sccm、3000sccm、4000sccm、5000sccm、6000sccm、7000sccm、8000sccm、9000sccm或10000sccm等。
优选地，所述双面氧化铝的制备方法包括将氧化退火后的产品置于铝舟中，送入真空炉中，并在真空炉中交替通入三甲基铝和去离子水，得到沉积有氧化铝膜的晶体硅片。
优选地，所述正面镀膜的制备方法包括用气相沉积法将SiO2膜、SiN膜和SixOyNz膜依次沉积于所述沉积有氧化铝膜的晶体硅片的制绒面上。
优选地，所述SiO2膜的制备包括将N2O和SiH4沉积得到SiO2膜。
优选地，所述沉积得到SiO2膜的时间为0.5～1.5min，例如0.5min、0.8min、1min、1.2min或1.5min等。
优选地，所述SiO2膜的制备包括将SiH4、NH3沉积得到SiO2膜。
优选地，所述SixOyNz膜的制备包括将SiH4和N2O沉积得到SixOyNz膜。
优选地，所述沉积SixOyNz膜的原料还包括NH3。
优选地，所述背面镀膜的制备方法包括用气相沉积法将SixOyNz钝化膜和SiN保护膜依次沉积于所述沉积有氧化铝膜的晶体硅片的制绒面的相对面上。
优选地，所述SixOyNz膜的制备包括将SiH4、N2O和NH3沉积得到SixOyNz膜。
优选地，所述SixOyNz膜的沉积时间为180～300s，例如180s、200s、220s、250s、280s或300s等。
调整沉积时间可以控制SixOyNz膜的厚度，同时提升抗PID性能。
优选地，所述激光开窗的方法包括将镀好背面膜结构的产品流入激光开槽机，按铝背场图形进行开窗。
优选地，所述丝网印刷及测试的制备方法包括将激光开窗后的产品印刷正面和背面浆料，烧结，在进行电注入或光注入后测试。
优选地，所述烧结的温度为760～780℃，例如760℃、765℃、770℃、775℃或780℃等。
作为优选的技术方案，所述太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
(1)制绒：将氢氧化钠溶液和制绒添加剂进行混合，形成质量浓度小于2％的混合溶液进行碱制绒；
(2)扩散：将制绒后的硅片送入800℃-900℃的扩散炉进行扩散，方阻控制在100～150Ω/□；
(3)激光掺杂：将扩散后的产品按印刷图形用激光进行重掺杂，重掺杂区的方阻控制在40～80Ω/□；
(4)刻蚀背抛：用酸腐蚀法或碱抛法腐蚀去背表面的扩散后P-N结，并在背表面形成平滑的抛光面，用酸洗去正面PSG；
(5)氧化退火：将刻蚀背抛后的产品以700～800℃进行氧化20～40min，O2流量在2000～10000sccm，完成后在炉内降温退火10～30min；
(6)双面制备氧化铝：用铝舟装载退火后产品，送入真空炉腔内，交替通三甲基铝和去离子水沉积氧化铝薄层；
(7)正面镀膜：将镀好氧化铝后的产品送入CVD管内，在硅片制绒面先通N2O、SiH4沉积SiO2层0.5～1.5min，然后通SiH4、NH3沉积SiN膜，再在表层通SiH4、NH3和N2O混合气体沉积成SixOyNz膜；
(8)背面镀膜：将镀好正膜的产品反面送入CVD管内，先通SiH4、NH3和N2O混合气体沉积180～300s，制成SixOyNz钝化膜，再在外层沉积一层SiN保护膜；
(9)激光开窗：将镀好背膜的产品流入激光开槽机，按铝背场图形进行开窗；
(10)丝网印刷及测试：将激光开窗后的产品印刷正面和背面浆料，以760～780℃烧结，在进行电注入或光注入后测试，得到所述太阳能电池。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所提供的太阳能电池，其结构稳定，且其晶体硅片上的氧化铝膜可以起到钝化电池表面的作用，正面减反膜通过与背面钝化膜相互配合，使得太阳能电池的组件正面抗PID能力得到提升、功率衰减变慢，使用寿命增长。
(2)本发明所提供的制备方法，通过利用热生长SiO、控制正面ALD厚度、提高正面SiN膜的致密性和背膜保护钝化的效果，使得太阳能电池的组件正面抗PID能力得到提升、功率衰减变慢，使用寿命增长。本发明所提供的太阳能电池，经过3轮PID测试后，其依然可以实现较低的衰减，其衰减均未超过5％，即PID值≥95％，且可以保持较为良好的转换效率，提高了可靠性。
附图说明
图1为实施例1中制备太阳能电池的具体步骤。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括设有氧化铝膜的单晶硅片，以及位于所述设有氧化铝膜的单晶硅片的相对两面上的正面减反膜结构和背面钝化膜结构；所述氧化铝膜位于所述晶体硅表面；
所述正面减反膜结构的折射率为2.15。
所述太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
(1)制绒：将氢氧化钠溶液和制绒添加剂进行混合形成浓度为1.2％的碱液，对单晶硅片进行制绒；
(2)扩散：将制绒后的单晶硅片送入扩散炉中，在860℃下进行扩散，方阻控制在100Ω/□；
(3)激光掺杂：将扩散后的产品按印刷图形用激光进行重掺杂，重掺杂区的方阻控制在60Ω/□；
(4)刻蚀背抛：用酸腐蚀法腐蚀去背表面的扩散后P-N结，并在背表面形成平滑的抛光面，用酸洗去正面PSG；
(5)氧化退火：将刻蚀背抛后的产品送入720℃的高温炉进行氧化30min，控制O2的流量在5000sccm，完成后在炉内降温退火800s；
(6)双面制备氧化铝：用铝舟装载退火后产品，将其送入真空炉腔内，交替通三甲基铝(TMA)和高纯水(DI)沉积氧化铝薄层，厚度控制在3.0nm；
(7)正面镀膜：将镀好氧化铝后的产品送入CVD管内，在硅片制绒面先通N2O、SiH4沉积70s得到SiO2薄层，然后通SiH4、NH3沉积得到50nm厚的折射率为2.2的SiN膜，再在表层通SiH4、N2O混合气体镀一层10nm厚的折射率为1.9的SiO2膜。控制整个减反膜结构的折射率为2.15。
(8)背面镀膜：将镀好正面减反膜的产品反面送入CVD管内，先通SiH4、NH3、N2O混合气体镀SixOyNz钝化膜，其中，所述SixOyNz钝化膜的镀膜时间200s，再在外层沉积一层SiN保护膜，控制背面钝化膜的膜厚在140nm。
(9)激光开窗：将镀好背面钝化膜的产品流入激光开槽机，按铝背场图形进行开窗；
(10)丝网印刷及测试：将激光开窗后的产品印刷正面和背面浆料，以760℃烧结，在进行电注入后测试，得到所述太阳能电池。
图1清楚的展示了实施例1中制备所述太阳能电池的详细步骤。
实施例2
本实施例提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括设有氧化铝膜的多晶硅片，以及位于所述设有氧化铝膜的多晶硅片的相对两面上的正面减反膜结构和背面钝化膜结构；所述氧化铝膜位于所述晶体硅表面；
所述正面减反膜结构的折射率为2.18。
所述太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
(1)制绒：将硝酸和氢氟酸以200L:50L的比例混合，形成酸液对多晶硅片进行制绒；
(2)扩散：将制绒后的晶体硅片送入扩散炉中，在860℃下进行扩散，方阻控制在150Ω/□；
(3)激光掺杂：将扩散后的产品按印刷图形用激光进行重掺杂，重掺杂区的方阻控制在50Ω/□；
(4)刻蚀背抛：用酸腐蚀法腐蚀去背表面的扩散后P-N结，并在背表面形成平滑的抛光面，用酸洗去正面PSG；
(5)氧化退火：将刻蚀背抛后的产品送入780℃的高温炉进行氧化20min，控制O2的流量在5000sccm，完成后在炉内降温退火600s；
(6)双面制备氧化铝：用铝舟装载退火后产品，将其送入真空炉腔内，交替通三甲基铝(TMA)和高纯水(DI)沉积氧化铝薄层，厚度控制在2.5nm；
(7)正面镀膜：将镀好氧化铝后的产品送入CVD管内，在硅片制绒面先通N2O、SiH4沉积60s得到SiO2薄层，然后通SiH4、NH3沉积得到60nm厚的折射率为2.25的SiN膜，再在表层通SiH4、N2O混合气体镀一层20nm厚的折射率为1.95的SiO膜。控制整个减反膜结构的折射率为2.18。
(8)背面镀膜：将镀好正面减反膜的产品反面送入CVD管内，先通SiH4、NH3、N2O混合气体镀SixOyNz钝化膜，其中，所述SixOyNz钝化膜的镀膜时间180s，再在外层沉积一层SiN保护膜，控制背面钝化膜的膜厚在145nm。
(9)激光开窗：将镀好背面钝化膜的产品流入激光开槽机，按铝背场图形进行开窗；
(10)丝网印刷及测试：将激光开窗后的产品印刷正面和背面浆料，以760℃烧结，在进行电注入后测试，得到所述太阳能电池。
实施例3
本实施例提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括设有氧化铝膜的单晶硅片，以及位于所述设有氧化铝膜的单晶硅片的相对两面上的正面减反膜结构和背面钝化膜结构；所述氧化铝膜位于所述晶体硅表面；
所述正面减反膜结构的折射率为2.14。
所述太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
(1)制绒：将氢氧化钠溶液和制绒添加剂进行混合形成浓度为1.2％的碱液，对单晶硅片进行制绒；
(2)扩散：将制绒后的单晶硅片送入扩散炉中，在860℃下进行扩散，方阻控制在120Ω/□；
(3)激光掺杂：将扩散后的产品按印刷图形用激光进行重掺杂，重掺杂区的方阻控制在55Ω/□；
(4)刻蚀背抛：用酸腐蚀法腐蚀去背表面的扩散后P-N结，并在背表面形成平滑的抛光面，用酸洗去正面PSG；
(5)氧化退火：将刻蚀背抛后的产品送入720℃的高温炉进行氧化40min，控制O2的流量在5000sccm，完成后在炉内降温退火30min；
(6)双面制备氧化铝：用铝舟装载退火后产品，将其送入真空炉腔内，交替通三甲基铝(TMA)和高纯水(DI)沉积氧化铝薄层，厚度控制在4nm；
(7)正面镀膜：将镀好氧化铝后的产品送入CVD管内，在硅片制绒面先通N2O、SiH4沉积50s得到SiO2薄层，然后通SiH4、NH3沉积得到55nm厚的折射率为2.25的SiN膜，再在表层通SiH4、N2O和NH3混合气体镀一层20nm厚的折射率为1.9的SixOyNz膜。控制整个减反膜结构的折射率为2.14。
(8)背面镀膜：将镀好正面减反膜的产品反面送入CVD管内，先通SiH4、NH3、N2O混合气体镀SixOyNz钝化膜，其中，所述SixOyNz钝化膜的镀膜时间300s，再在外层沉积一层SiN保护膜，控制背面钝化膜的膜厚在120nm。
(9)激光开窗：将镀好背面钝化膜的产品流入激光开槽机，按铝背场图形进行开窗；
(10)丝网印刷及测试：将激光开窗后的产品印刷正面和背面浆料，以780℃烧结，在进行电注入后测试，得到所述太阳能电池。
实施例4
本实施例与实施例1的区别为本实施例步骤(5)中氧化退火中氧化时间为15min。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例5
本实施例与实施例1的区别为本实施例步骤(5)中氧化退火中氧化时间为45min。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例6
本实施例与实施例1的区别为本实施例步骤(6)中氧化铝的膜厚为2.2nm。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例7
本实施例与实施例1的区别为本实施例步骤(6)中氧化铝的膜厚为4.5nm。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例8
本实施例与实施例1的区别为本实施例步骤(8)中SixOyNz的镀膜时间为120s。其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例9
本实施例与实施例1的区别为本实施例步骤(8)中SixOyNz的镀膜时间为400s。其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
对比例1
本对比例与实施例1的区别为所述正面减反膜的折射率为2.12。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
对实施例1-9与对比例1制备得到的太阳能电池进行测试，其测试包括转换效率、抗PID能力的测试，数据如表1所示：
表1
1轮PID(％) 3轮PID(％) 转化效率
合格标准 ≥95％ ≥95％ -
实施例1 98.2％ 97.1％ 22.23％
实施例2 98.6％ 97.8％ 22.16％
实施例3 98.1％ 96.9％ 22.21％
实施例4 96.5％ 95.1％ 22.22％
实施例5 97.4％ 95.8％ 22.20％
实施例6 96.8％ 95.2％ 22.13％
实施例7 97.2％ 95.5％ 22.11％
实施例8 97.4％ 95.4％ 22.21％
实施例9 97％ 95.2％ 22.15％
对比例1 96.2％ 94.8％ 22.25％
从表中数据可知，本发明所提供的太阳能电池，经过3轮PID测试后，其依然可以实现较低的衰减，其衰减均未超过5％，且可以保持较为良好的转换效率，提高了可靠性。
从实施例1与实施例4和5的数据结果可知，太阳能电池制备过程中，氧化退火时间过短会导致经过3轮PID测试后，其抗PID能力有所下降，过短会导致转换效率略低并且影响产能。
从实施例1与实施例6和7的数据结果可知，太阳能电池的双面氧化铝膜的厚度过小或过大会导致抗PID能力下降转换效率偏低且抗PID能力下降。
从实施例1与实施例8的数据结果可知，SixOyNz的镀膜时间过短、背面钝化膜中的氮氧化硅膜的膜厚会变小，导致抗PID能力下降。
从实施例1与实施例9的数据结果可知，SixOyNz的镀膜时间过长、背面钝化膜中的氮氧化硅膜的膜厚过厚会导致导致抗PID能力下降。
从实施例1与对比例1的数据结果可知，正面减反膜的折射率过小时，虽然其转换效率较高，但是经过3轮PID测试后，其衰减超过了5％，直接导致其抗PID能力不合格。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括设有氧化铝膜的晶体硅片，以及位于所述设有氧化铝膜的晶体硅片的相对两面上的正面减反膜结构和背面钝化膜结构；所述氧化铝膜位于所述晶体硅表面；
所述正面减反膜结构的折射率大于或等于2.14。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述氧化铝膜的厚度为2.5～4nm；
优选地，所述正面减反膜结构包括依次层叠SiO2膜、SiN膜和SixOyNz膜；
优选地，所述SiO2膜位于所述设有氧化铝膜的晶体硅片的制绒面的表面；
优选地，所述SiO2膜的厚度为2～5nm；
优选地，所述SiN膜的厚度为50～60nm；
优选地，所述SiN膜的折射率大于2.2；
优选地，所述SixOyNz膜的厚度为10～20nm；
优选地，所述SixOyNz膜的折射率小于2.2。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其特征在于，所述背面钝化膜结构的厚度大于或等于120nm；
优选地，所述背面钝化膜结构包括SixOyNz钝化膜和SiN保护膜；
优选地，所述SixOyNz钝化膜位于所述设有氧化铝膜的晶体硅片的制绒面的相对面的表面；
优选地，所述SixOyNz钝化膜的厚度为10～20nm；
优选地，所述SiN保护膜的厚度为110～140nm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括制绒、扩散、激光掺杂、刻蚀背抛、氧化退火、双面制备氧化铝、正面镀膜、背面镀膜、激光开窗、丝网印刷及测试，得到所述太阳能电池；所述正面镀膜工序制备正面减反膜结构，所述背面镀膜工序制备背面钝化膜结构。
5.根据权利要求4所述的太阳膜电池的制备方法，其特征在于，所述制绒的方法包括碱制绒和/或酸制绒；
优选地，所述碱制绒包括将氢氧化钠溶液和制绒添加剂进行混合，形成混合溶液进行制绒；
优选地，所述碱制绒中的混合溶液的质量浓度小于2％；
优选地，所述酸制绒包括将硝酸溶液和氢氟酸溶液进行混合，得到混合溶液进行制绒；
优选地，所述酸制绒中的硝酸和氢氟酸的体积比为1:1～5:1；
优选地，所述扩散的制备方法包括将制绒后的硅片在扩散炉中进行扩散；
优选地，所述扩散炉中的温度为800～900℃；
优选地，所述扩散过程中的方阻为100～150Ω/□；
优选地，所述刻蚀背抛的制备方法包括用酸腐蚀法和/或碱抛法腐蚀背表面的扩散后P-N结，并在背表面形成平滑的抛光面，用酸洗去正面磷硅玻璃；
优选地，所述激光掺杂的制备方法包括将扩散后的产品按印刷图形用激光进行重掺杂；
优选地，所述重掺杂的方阻为40～80Ω/□。
6.根据权利要求4或5所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述氧化退火的制备方法包括将刻蚀背抛后的产品进行氧化退火；
优选地，所述氧化退火的温度为700～800℃；
优选地，所述氧化退火的时间为20～40min；
优选地，所述氧化后退火的时间为10～30min；
优选地，所述氧化的气氛为氧气气氛；
优选地，所述氧气的流量为2000～10000sccm。
7.根据权利要求4-6任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述双面氧化铝的制备方法包括将氧化退火后的产品置于铝舟中，送入真空炉中，并在真空炉中交替通入三甲基铝和去离子水，得到沉积有氧化铝膜的晶体硅片。
8.根据权利要求4-7任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述正面镀膜的制备方法包括用气相沉积法将SiO2膜、SiN膜和SixOyNz膜依次沉积于所述沉积有氧化铝膜的晶体硅片的制绒面上；
优选地，所述SiO2膜的制备包括将N2O和SiH4沉积得到SiO2膜；
优选地，所述沉积得到SiO2膜的时间为0.5～1.5min；
优选地，所述SiO2膜的制备包括将SiH4、NH3沉积得到SiO2膜；
优选地，所述SixOyNz膜的制备包括将SiH4和N2O沉积得到SixOyNz膜；
优选地，所述沉积SixOyNz膜的原料还包括NH3。
9.根据权利要求4-8任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述背面镀膜的制备方法包括用气相沉积法将SixOyNz钝化膜和SiN保护膜依次沉积于所述沉积有氧化铝膜的晶体硅片的制绒面的反面上；
优选地，所述SixOyNz膜的制备包括将SiH4、N2O和NH3沉积得到SixOyNz膜；
优选地，所述SixOyNz膜的沉积时间为180～300s；
优选地，所述激光开窗的方法包括将镀好背面膜结构的产品流入激光开槽机，按铝背场图形进行开窗；
优选地，所述丝网印刷及测试的制备方法包括将激光开窗后的产品印刷正面和背面浆料，烧结，在进行电注入或光注入后测试；
优选地，所述烧结的温度为760～780℃。
10.根据权利要求4-9任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)制绒：将氢氧化钠溶液和制绒添加剂进行混合，形成质量浓度小于2％的混合溶液进行碱制绒；
(2)扩散：将制绒后的硅片送入800℃-900℃的扩散炉进行扩散，方阻控制在100～150Ω/□；
(3)激光掺杂：将扩散后的产品按印刷图形用激光进行重掺杂，重掺杂区的方阻控制在40～80Ω/□；
(4)刻蚀背抛：用酸腐蚀法或碱抛法腐蚀去背表面的扩散后P-N结，并在背表面形成平滑的抛光面，用酸洗去正面PSG；
(5)氧化退火：将刻蚀背抛后的产品以700～800℃进行氧化20～40min，O2流量在2000～10000sccm，完成后在炉内降温退火10～30min；
(6)双面制备氧化铝：用铝舟装载退火后产品，送入真空炉腔内，交替通三甲基铝和去离子水沉积氧化铝薄层；
(7)正面镀膜：将镀好氧化铝后产品送入CVD管内，在硅片制绒面先通N2O、SiH4沉积SiO2层0.5～1.5min，然后通SiH4、NH3沉积SiN膜，再在表层通SiH4、NH3和N2O混合气体沉积成SixOyNz膜；
(8)背面镀膜：将镀好正膜的产品反面送入CVD管内，先通SiH4、NH3和N2O混合气体沉积180～300s，制成SixOyNz钝化膜，再在外层沉积一层SiN保护膜；
(9)激光开窗：将镀好背膜的产品流入激光开槽机，按铝背场图形进行开窗；
(10)丝网印刷及测试：将激光开窗后的产品印刷正面和背面浆料，以760～780℃烧结，在进行电注入或光注入后测试，得到所述太阳能电池。
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