專利名稱：新單晶硅太陽能電池制作方法
技術領域：
本發明提供一種新單晶硅太陽能電池制作方法，屬于單晶硅太陽能電池的生產技術領域。
背景技術：
當前工業化制作單晶硅太陽能電池的方法包括如下步驟(1)去除單晶硅片表面的損傷層，制作絨面；(2)擴散制pn結；(3)去邊緣結，去磷硅玻璃；(4)采用化學氣相沉積方法制備SiNx薄膜，作為減反射層和鈍化層；(5)絲網印刷，燒結制作電極。其中，步驟(1) 中的單晶硅片經高濃度強堿去掉表面的損傷層后，需要再經過弱堿選擇性腐蝕硅片(100) 面，形成(111)面的錐體織構。將完成步驟(4)后的單晶硅片，用掃描電鏡觀察其表面時， 其表面有角錐結構。角錐結構能起到良好的減反射作用。角錐結構是由步驟(1)弱堿反應形成的Si(Ill)面圍成的角錐體，一般粒徑為3 7μπι。具體的工業法形成角錐體工藝包括將單晶硅片浸入溫度為80°C左右，由強堿、硅酸鈉和異丙醇配制而成的弱堿混合溶液中，其中異丙醇的重量百分比為1 1. 5%，17分鐘后，即可形成表面的角錐體。原理是利用溶液中氫氧根對單晶硅(100)和(111)面腐蝕速率的不同。工業法形成角錐體不足(1)溶液中含有異丙醇，廢液難以處理；(2)溶液槽中溫度隨著反應進行而變化，通常會增加，而化學反應對溫度比較敏感，不利于制備出粒徑均勻的減反射織構；(3)溶液中的硅酸鈉會隨著反應進行而增加，使溶液的成分不斷變化，不利于制備出粒徑均勻的減反射織構；(4)受該化學方法本身限制，難以制備出晶粒小于微米級的細小織構；(5)該法會腐蝕掉10 20 μ m厚的硅層，而現在用于做太陽能電池的硅片厚度越來越薄，許多已經低于170 μ m,經腐蝕后硅片更薄，使得在制造過程中有更多硅片破損，降低了電池成品率。

發明內容
為解決上述問題，本發明提供一種新單晶硅太陽能電池制作方法，該方法用化學氣相沉積方法制備金剛石薄膜作為單晶硅太陽能電池的減反射織構。為實現上述目的，本發明所采用的技術方案為一種新單晶硅太陽能電池制作方法，以單晶硅片為原料，包括如下步驟(1)去除單晶硅片表面的損傷層；(2)擴散制pn結；(3)去邊緣結，去磷硅玻璃；(4)采用化學氣相沉積方法制備金剛石薄膜；
(5)絲網印刷，燒結制作電極。作為上述方案的進一步設置，所述步驟，采用化學氣相沉積方法制備金剛石薄膜的具體方法包括將單晶硅片放入2 3kPa的真空室內，加熱到500 700°C，通入甲烷和氫氣，并維持生長室內氣壓2 3kPa，通入的甲烷和氫氣在微波作用下分解成一系列的含碳基團，不斷的沉積在硅片表面，最終在單晶硅片表面生長了一層金剛石薄膜。所述甲烷流量為5 lOml/min，氫氣的流量為80 lOOml/min。所述微波頻率為2. 45GHz，功率為1. 5 2kW。本發明新單晶硅太陽能電池制作方法，其角錐體來自于步驟(4)生產的金剛石薄膜，所得角錐體的粒徑，在0. 5 5 μ m范圍。本發明新單晶硅太陽能電池制作方法，相比當前工業化制作單晶硅太陽能電池的方法具有以下優點(1)本發明形成角錐體來源于金剛石薄膜，沒有用到異丙醇，避免了異丙醇對環境的污染；(2)本發明沒有減薄硅片，所以降低了破損率，提高了太陽能電池成品率；(3)本發明通過調節氣體流量、壓力及襯底溫度可以制備出“金字塔”粒徑不同的減反射織構。


圖1為當前工業化制作單晶硅太陽能電池方法完成第四道工序后的表面形貌；圖2為本發明實施例1完成步驟⑷后的表面形貌；圖3為本發明實施例1完成步驟(4)后金剛石薄膜的電子衍射圖；圖4為本發明實施例2完成步驟⑷后的表面形貌；圖5為本發明實施例2完成步驟(4)后金剛石薄膜的電子衍射圖；圖6為本發明實施例3完成步驟(4)后的表面形貌；圖7為本發明實施例3完成步驟(4)后金剛石薄膜的電子衍射圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。實施例1一種新單晶硅太陽能電池制作方法，以單晶硅片為原料，包括如下步驟(1)去除單晶硅片表面的損傷層；(2)擴散制pn結；(3)去邊緣結，去磷硅玻璃；(4)采用化學氣相沉積方法制備金剛石薄膜；(5)絲網印刷，燒結制作電極。其中，步驟(4)采用微波化學氣相沉積方法制備金剛石薄膜，條件如表1 表1 生長條件
權利要求
1.一種新單晶硅太陽能電池制作方法，以單晶硅片為原料，其特征在于包括如下步驟(1)去除單晶硅片表面的損傷層；(2)擴散制pn結；⑶去邊緣結，去磷硅玻璃；(4)采用化學氣相沉積方法制備金剛石薄膜；(5)絲網印刷，燒結制作電極。
2.如權利要求1所述的新單晶硅太陽能電池制作方法，其特征在于所述步驟⑷，采用化學氣相沉積方法制備金剛石薄膜的具體方法包括將單晶硅片放入2 3 kPa的真空室內，加熱到500 700 °C，通入甲烷和氫氣，并維持生長室內氣壓2 3 kPa，通入的甲烷和氫氣在微波作用下分解成一系列的含碳基團，不斷的沉積在硅片表面，最終在單晶硅片表面生長了一層金剛石薄膜。
3.如權利要求2所述的新單晶硅太陽能電池制作方法，其特征在于所述甲烷流量為 5 10 ml/min，氫氣的流量為80 100 ml/min。
4.如權利要求2所述的新單晶硅太陽能電池制作方法，其特征在于所述微波頻率為 2. 45 GHz，功率為 1. 5 2 kW。
全文摘要
本發明提供一種新單晶硅太陽能電池制作方法，屬于單晶硅太陽能電池的生產技術領域，以單晶硅片為原料，包括如下步驟⑴去除單晶硅片表面的損傷層；⑵擴散制pn結；⑶去邊緣結，去磷硅玻璃；⑷采用化學氣相沉積方法制備金剛石薄膜；⑸絲網印刷，燒結制作電極。本發明用化學氣相沉積方法制備金剛石薄膜作為單晶硅太陽能電池的減反射織構，所得角錐體的粒徑，在0.5～5μm范圍。
文檔編號C23C16/44GK102315327SQ20111026511
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月8日 優先權日2011年9月8日
發明者張衡 申請人:浙江向日葵光能科技股份有限公司