一种太阳能电池的制备方法

摘要

本发明公开一种太阳能电池的制备方法，属于太阳能电池技术领域，包括以下步骤：1)选取P型硅作为硅片，并在硅片的正面制绒；2)在硅片的正面进行扩散形成N型发射极；3)去除步骤2)扩散过程形成的磷硅玻璃；4)在硅片背面形成背面钝化层；5)在硅片正面形成钝化膜；6)在钝化膜上沉积银纳米颗粒；7)在硅片背面形成背电场和背电极；8)在硅片正面形成正电极；9)硅片进行烧结。本发明通过在硅片正面钝化膜上化学沉积银纳米颗粒，依靠入射光激发银纳米颗粒的表面等离子振荡，可显著增强太阳光的吸收率，同时加上银颗粒的散光作用，从而提升电池的光电转换效率。

权利要求

1.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选取P型硅作为硅片，并在硅片的正面制绒；

2)在硅片的正面进行扩散形成N型发射极；

3)去除步骤2)扩散过程形成的磷硅玻璃；

4)在硅片背面形成背面钝化层；

5)在硅片正面形成钝化膜；

6)在钝化膜上沉积银纳米颗粒，具体操作为，将镀膜后的硅片置于硝酸银溶液中，静置

1-10min后，取出硅片放入柠檬酸和聚乙烯吡咯烷酮的混合溶液中，反应1-10min后，取出硅片，用去离子水清洗干净，吹干；

7)在硅片背面形成背电场和背电极；

8)在硅片正面形成正电极；

9)硅片进行烧结。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述硝酸银的浓度为0.5-2.0mol/L。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸的浓度为3-5mol/L，柠檬酸的用量为5-10L。

4.根据权利要求1或3所述的一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮的用量为0.02-0.20g。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述硅片在硝酸银溶液中静置时间为1-5min。

6.根据权利要求1或5所述的一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述硅片在混合溶液中反应时间为1-5min。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中形成的银纳米颗粒为正方体、球体或金字塔状。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中银纳米颗粒的直径为20-80nm。

9.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤8)的正电极表面电镀有至少一银层，所述银层包裹在所述正电极上。

说明书

一种太阳能电池的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种太阳能电池，具体涉及一种太阳能电池的制备方法，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

[0002] 太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junction)上，形成新的空穴-电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。

[0003] 晶硅太阳能电池的制造工艺有六道工序，分别为制绒、扩散、刻蚀、镀膜、丝网印刷、烧结。制绒是将硅片正面刻蚀成凹凸不平的绒面，增加太阳光的吸收；扩散是在硅片正面形成PN结，产生光伏效应；刻蚀是去掉硅片背面和边缘的PN结以及正面的磷硅玻璃；镀膜是在硅片正面沉积氮化硅膜，减少太阳光的反射；丝网印刷是在硅片正面和背面印刷正电极浆料、背电极浆料和铝背场浆料；烧结是将硅片正面和背面印刷的浆料固化，形成电极。

[0004] 现有制备方法中制得太阳能电池的光电转换效率较低。

发明内容

[0005] 针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种太阳能电池的制备方法，制备的太阳能电池可提高太阳光吸收率，从而提高光电转换效率。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

[0007] 1)选取P型硅作为硅片，并在硅片的正面制绒；

[0008] 2)在硅片的正面进行扩散形成N型发射极；

[0009] 3)去除步骤2)扩散过程形成的磷硅玻璃；

[0010] 4)在硅片背面形成背面钝化层；

[0011] 5)在硅片正面形成钝化膜；

[0012] 6)在钝化膜上沉积银纳米颗粒；

[0013] 7)在硅片背面形成背电场和背电极；

[0014] 8)在硅片正面形成正电极；

[0015] 9)硅片进行烧结。

[0016] 作为改进，所述步骤6)的具体操作为：

[0017] 将镀膜后的硅片置于硝酸银溶液中，静置1-10min后，取出硅片放入柠檬酸和聚乙烯吡咯烷酮的混合溶液中，反应1-10min后，取出硅片，用去离子水清洗干净，吹干。

[0018] 作为改进，所述硝酸银的浓度为0.5-2.0mol/L。

[0019] 作为改进，所述柠檬酸的浓度为3-5mol/L，柠檬酸的用量为5-10L。

[0020] 作为改进，所述聚乙烯吡咯烷酮的用量为0.02-0.20g。

[0021] 作为改进，所述硅片在硝酸银溶液中静置时间为1-5min。

[0022] 作为改进，所述硅片在混合溶液中反应时间为1-5min。

[0023] 作为改进，所述步骤6)中形成的银纳米颗粒为正方体、球体或金字塔状。

[0024] 作为改进，所述银纳米颗粒的直径为20-80nm。

[0025] 作为改进，所述步骤8)的正电极表面电镀有至少一银层，所述银层包裹在所述正电极上。

[0026] 与现有技术相比，本发明通过在硅片正面钝化膜上化学沉积银纳米颗粒，依靠入射光激发银纳米颗粒的表面等离子振荡，可显著增强太阳光的吸收率，同时加上银颗粒的散光作用，从而提升电池的光电转换效率。

附图说明

[0027] 图1为本发明的工艺流程图；

[0028] 图2为本发明方法制得太阳能电池的结构示意图；

[0029] 图中：1、P型硅，2、N型发射极，3、钝化膜，4、正电极，5、背面钝化层，6、背电场，7、背电极。

具体实施方式

[0030] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

[0031] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

[0032] 实施例一

[0033] 如图1所示，一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

[0034] 1)选取P型硅作为硅片，并在硅片的正面制绒；

[0035] 2)在硅片的正面进行扩散形成N型发射极；

[0036] 3)去除步骤2)扩散过程形成的磷硅玻璃；

[0037] 4)在硅片背面形成背面钝化层；

[0038] 5)在硅片正面形成钝化膜；

[0039] 6)将镀膜后的硅片置于浓度为0.5mol/L的硝酸银溶液中，静置10min后，取出，再将硅片放入浓度为3mol/L的柠檬酸和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的混合溶液(混合溶液中柠檬酸的用量为5L，聚乙烯吡咯烷酮的用量为0.02g)中，反应10min后，取出硅片，用去离子水清洗干净，吹干，即得沉积银纳米颗粒的硅片，其中银纳米颗粒的直径为20-80nm，形成的银纳米颗粒为正方体、球体或金字塔状；

[0040] 7)在硅片背面形成背电场和背电极；

[0041] 8)在硅片正面形成正电极，正电极表面电镀有至少一银层，所述银层包裹在所述正电极上，使正电极成为银电极；

[0042] 9)硅片进行烧结。

[0043] 实施例二

[0044] 该实施例的步骤6)中，将镀膜后的硅片置于浓度为2.0mol/L的硝酸银溶液中，静置1min后，取出，再将硅片放入浓度为5mol/L的柠檬酸和聚乙烯吡咯烷酮的混合溶液(混合溶液中柠檬酸的用量为8L，聚乙烯吡咯烷酮的用量为0.10g)中，反应1min后，取出硅片，用去离子水清洗干净，吹干，即得沉积银纳米颗粒的硅片，其中银纳米颗粒的直径为20-80nm，形成的银纳米颗粒为正方体、球体或金字塔状；其余操作步骤与实施例一中相同。

[0045] 实施例三

[0046] 该实施例的步骤6)中，将镀膜后的硅片置于浓度为1.0mol/L的硝酸银溶液中，静置5min后，取出，再将硅片放入浓度为4mol/L的柠檬酸和聚乙烯吡咯烷酮的混合溶液(混合溶液中柠檬酸的用量为10L，聚乙烯吡咯烷酮的用量为0.20g)中，反应5min后，取出硅片，用去离子水清洗干净，吹干，即得沉积银纳米颗粒的硅片，其中银纳米颗粒的直径为20-80nm，形成的银纳米颗粒为正方体、球体或金字塔状；其余操作步骤与实施例一中相同。

[0047] 通过本发明提供方法制得太阳能电池的结构如图2所示，该电池包括P型硅1；

[0048] P型硅1的正面设有N型发射极2，所述N型发射极2的正面设有钝化膜3，所述钝化膜3的正面设有正电极4，钝化膜3的正面沉积有银纳米颗粒；

[0049] 所述P型硅1的背面设有背面钝化层5，所述背面钝化层5上设有背电场6和背电极7，所述背电极7位于背电场6的背面。

[0050] 本发明通过在硅片正面钝化膜上化学沉积银纳米颗粒，依靠入射光激发银纳米颗粒的表面等离子振荡，可显著增强太阳光的吸收率，同时加上银颗粒的散光作用，从而提升电池的光电转换效率。

[0051] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。