一种晶体硅太阳能电池及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种晶体硅太阳能电池及其制备方法，所述晶体硅太阳能电池包括依次层叠的正面电极、减反射膜、硅基底、钝化层和背面电极；所述钝化层通过真空镀膜形成，所述真空镀膜的靶材为金属掺杂氧化硅靶，掺杂金属为铝和/或锡，真空镀膜的气氛中含有氢气或氨气。本发明提供的晶体硅太阳能电池，其少子寿命大大延长，电池的短路电流和开路电压得到有效提高，从而使得晶体硅太阳能电池的光电转换效率得到大幅度提高。
【专利说明】-种晶体枯太阳能电池及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能【技术领域】，尤其涉及一种晶体娃太阳能电池及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 高效低成本是当今太阳能电池发展的两大趋势。通过娃片的减薄，可W不断地降 低娃太阳能电池制造成本。而当娃片厚度小于少数载流子的扩散长度时，电池表面的复合 速率对效率的影响就显得更加重要。同时，在娃片表面存在由于晶体周期性排列中断而产 生的息挂键，使得在晶体能隙中产生表面态和界面。该些都将在表面和界面内产生空间电 荷，形成表面和界面势垒，引起表面和界面附近能带弯曲，从而影响载流子输运。因此，改善 表面纯化的质量、降低表面复合速率已经成为提高电池效率的主要手段之一。
[0003] 在高效率的实验室娃太阳能电池中，常用热氧化（105(TC )Si〇2对P型娃表面进行 纯化。但是高温氧化工艺至今未能应用于大规模工业生产，其中的一个重要原因在于娃材 料的体寿命（即为少数载流子的寿命，是晶体中非平衡载流子从产生到复合存在的平均时 间间隔)。对于高温过程的高敏感性，尤其是当温度超过90(TC时，多晶娃片中载流子的寿命 明显减少。等离子体增强化学气相沉积（PECVD)氮化娃（Si化）作为一种替代背面纯化材 料，已经在工业生产中得到应用，常用作P型太阳能电池n+表面的减反纯化层。但当应用 到高惨P+表面时，Si化并未表现出有效的纯化性质。同时，该种氮化娃背纯化层还会在娃 片背面形成反型层，在背面金属化后容易引起漏电。同时PECVD设备大多需要进口，价格昂 贵，成本巨大。
[0004] 另一种方法是采用热氧化法和PECVD结合制备叠层结构的二氧化娃/氮化娃纯化 层。但是由于叠层之间的界面和叠层表面产生势垒，引起能带弯曲和电阻增大，反而阻挡了 载流子运输，降低电池的电流及电压，从而影响电池的转换效率。
[0005] 近年来还有人采用原子沉积法制备A12化纯化层，能取得一定的纯化效果，但是该 方法的沉积速度限制在大约2nm/min，沉积速度慢、设备昂贵使得该方法也未能得到工业化 应用。
【发明内容】
[0006] 本发明解决了现有技术中晶体娃太阳能电池中采用的背纯化层结构导致电池存 在光电转换效率低、且无法得到工业化生产的技术问题。
[0007] 本发明提供了一种晶体娃太阳能电池，所述晶体娃太阳能电池包括依次层叠的正 面电极、减反射膜、娃基底、纯化层和背面电极；所述纯化层通过真空锻膜形成，所述真空锻 膜的祀材为金属惨杂氧化娃祀，惨杂金属为铅和/或锡，真空锻膜的气氛中含有氨气或氨 气。
[0008] 本发明还提供了所述晶体娃太阳能电池的制备方法，包括W下步骤： S10、对娃基底表面进行制绒、扩散和湿法刻蚀，然后在娃基底的一个表面上锻一层减 反射膜，并对另一个表面进行抛光处理； S20、将经过步骤SIO的娃基底放置于真空锻膜室内，在其经过抛光的表面上通过真空 锻膜锻上一层纯化层；所述真空锻膜的祀材为金属惨杂氧化娃祀，惨杂金属为铅和/或锡， 真空锻膜的气氛中含有氨气或氨气； S30、在纯化层的表面形成背面电极层，并在减反射膜的表面形成正面电极层，得到所 述晶体娃太阳能电池。
[0009] 本发明提供的晶体娃太阳能电池，通过在娃基底的背面设置复合纯化层，该纯化 层由真空锻膜形成，且锻膜祀材为金属惨杂氧化娃祀，使得纯化层中含有多种有效的纯化 物质(例如氧化娃、氮化娃、氧化铅和/或氧化锡、铅和/或锡单质、惨杂氨的氧化娃或氮化 娃等)，一方面可W纯化娃片中的息挂键、位错、晶界等缺陷，减少少子（即少数载流子）的复 合；另一方面能提高载流子迁移率，延长少子的寿命，提高电池的短路电流和开路电压，从 而可大大提高晶体娃太阳能电池的光电转换效率。本发明提供的晶体娃太阳能电池的制备 方法，整个工艺过程简单，设备技术成熟，成本投入相比现有工艺大大减少，且操作方便，重 复性好，实用性强，可实现规模化生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是现有技术提供中具有单层氮化娃纯化层的晶体娃太阳能电池的结构示意 图。
[0011] 图2是现有技术提供中具有多层叠层纯化层的晶体娃太阳能电池的结构示意图。
[0012] 图3是本发明提供的晶体娃太阳能电池的结构示意图。
[0013] 图中，1-正面电极，2-减反射膜，3-娃基底，4-复合纯化层，5-背 面电极；6-单层氮化娃纯化层，7-二氧化娃层，8-立氧化二铅层，9-氮化娃层。
【具体实施方式】
[0014] 现有技术中的具有单层纯化层结构的晶体娃太阳能电池的结构如图1所示，一般 是通过在娃基底3的背光面设置一层单层氮化娃纯化层6,然后再形成背面电极5,其纯化 效果非常有限。而具有多层叠层纯化层的晶体娃太阳能电池的结构则如图2所示，其通过 在娃基底3的背光面设置具有多层叠层结构的纯化层，具体地，该纯化层可包括依次层叠 的二氧化娃层7、H氧化二铅层8、氮化娃层9,但不局限于此。此类具有叠层结构的纯化层 中，由于各层之间具有交接界面，且层数越多，交接界面越多，在在界面形成复合中也的机 会越多，少子寿命越短，同时，界面态会增加电池电阻，形成不了良好的欧姆接触，会降低电 池的有效输出电流，从而大大影响电池的光电转换效率。
[0015] 因此，本发明中提供一种晶体娃太阳能电池，且结构如图3所示，包括依次层叠的 正面电极1、减反射膜2、娃基底3、纯化层和背面电极5,其中纯化层虽然为单层结构，但其 为含有多种有效纯化物质的复合纯化层4,具体可包括氧化娃、氮化娃、氧化铅和/或氧化 锡、铅和/或锡单质、惨杂氨的氧化娃或氮化娃等。本发明中，该纯化层（即为复合纯化层4) 通过真空锻膜形成，所述真空锻膜的祀材为金属惨杂氧化娃祀，惨杂金属为铅和/或锡，真 空锻膜的气氛中含有氨气或氨气。
[0016] 本发明提供的晶体娃太阳能电池，通过在娃基底的背面设置复合纯化层4,其一方 面可W纯化娃片中的息挂键、位错、晶界等缺陷，减少少子（即少数载流子）的复合；另一方 面能提高载流子迁移率，延长少子的寿命，提高电池的短路电流和开路电压，从而可大大提 局晶体娃太阳能电池的光电转换效率。
[0017] 本发明中，所述纯化层虽然为单层结构，其该单层结构中含有多种纯化物，其能有 效提高纯化层的纯化效率，因此对本发明中复合纯化层4的厚度没有特殊要求，在现有技 术中太阳能电池的单层纯化层的常规厚度范围内即可。优选情况下，所述纯化层的厚度为 3(T200nm，更优选为 10(T200nm。
[0018] 本发明中，所述正面电极1、背面电极5主要起收集电流、导电的作用，其一般采用 导电性好、电阻小的金属物质，例如可选自Au、Ag、Ni、化、Mo、等，本发明中优选采用A1、Sn， 但不局限于此。其中，正面电极1、背面电极5的厚度在本领域常规范围内即可，本发明没有 特殊要求。优选情况下，所述背面电极5的厚度为10(T200nm，更优选为12(Tl80nm。类似 地，优选情况下，所述正面电极1的厚度为10(T200皿，更优选为12(T180皿。
[0019] 本发明中，所述减反射膜优选为氮化娃，但不局限于此。优选情况下，减反射膜的 厚度为50?500nm，更优选为100?300nm。所述娃基底的厚度为150?325微米，优选为220?240 微米。
[0020] 本发明还提供了所述晶体娃太阳能电池的制备方法，包括W下步骤： S10、对娃基底表面进行制绒、扩散和湿法刻蚀，然后在娃基底的一个表面上锻一层减 反射膜，并对另一个表面进行抛光处理； S20、将经过步骤S10的娃基底放置于真空锻膜室内，在其经过抛光的表面上通过真空 锻膜锻上一层纯化层；所述真空锻膜的祀材为金属惨杂氧化娃祀，惨杂金属为铅和/或锡， 真空锻膜的气氛中含有氨气或氨气； S30、在纯化层的表面形成背面电极层，并在减反射膜的表面形成正面电极层，得到所 述晶体娃太阳能电池。
[0021] 本发明提供的晶体娃太阳能电池的制备方法，整个工艺过程简单，设备技术成熟， 成本投入相比现有工艺大大减少，且操作方便，重复性好，实用性强，可实现规模化生产。
[0022] 作为本领域技术人员的公知常识，对娃基底进行制绒、扩散和湿法刻蚀即为娃片 的前处理过程。具体地，制绒是为了去除娃片切割时形成的缺陷，在娃片表面形成倒金字培 结构，增强光的反射。本发明中，所述制绒可采用酸式制绒，也可W采用碱式制绒，优选采用 酸式制绒。更优选地，制绒步骤为：采用HNO3/HF/H2O体系（即硝酸/氨氣酸/水混合体系)， 其中硝酸为分析纯，质量浓度为69% ;氨氣酸为分析纯，质量浓度为49% ;水为去离子水，电 阻值为18兆欧厘米；H者体积比为6. 5 ;1 ;3 ;温度为8?irC;采用该HNO3/HF/H2O体系清 洗娃片表面，并形成绒面。如前所述，所述娃基底的厚度为15(T325微米，制绒形成的金字 培高度为2^10微米。所述娃基底的厚度优选为22(T240微米时，对应地，制绒形成的金字 培高度为：T10微米。
[0023] 扩散是为了在娃中制作磯惨杂，形成发射极。具体地，扩散步骤为：采用P0Cl3(H 氯氧磯）作为磯源，在高温扩散炉中对制绒后的娃片进行惨杂，形成发射极，发射极电阻为 65^100欧。然后对经过扩散的娃片进行湿法刻蚀，去除扩散形成的磯娃玻璃和背面PN结， 得到所述娃基底3。
[0024] 湿法刻蚀完成后，即可在娃基底3的一个表面形成减反射膜2,该表面即为娃基底 3的向光面(又称正面)。通过在娃基底3的向光面设置减反射膜2,能有效增加照射到娃片 表面的太阳光子的吸收率。本发明中，所述减反射膜2的材质可W为氧化铅、二氧化娃、二 氧化铁、氣化镇或氮化娃等各种减反射膜常用物质，本发明中优选氮化娃。更优选情况下， 本发明中，所述减反射膜2优选通过PECVD (等离子增强化学气相沉积）形成。本发明中， 还可W直接商购表面已附着有氮化娃减反射膜的娃片，然后根据本发明提供的制备方法进 行后续处理。
[0025] 根据本发明提供的制备方法，对娃基底的另一个表面（即背光面，又称背面）进行 抛光处理，其中背面抛光处理的工艺为本领域技术人员所公知，此处不再费述。然后即可对 抛光后的娃表面进行纯化层锻膜处理。
[0026] 本发明中，作为本领域技术人员的公知常识，在对娃基底背面进行真空锻膜之前， 还需对其依次进行预热、清洗和预姗射，才可进行纯化层锻膜。而清洗和预姗射均是在真空 状态下进行。因此，在对娃基底预热完成后，即可送入锻膜室，并对锻膜室内抽真空(先抽出 锻膜室内的空气，然后充入锻膜时所需气氛)，待真空度达到后续工艺要求后即可进行清洗 和预姗射操作，最后进行纯化层锻膜处理。
[0027] 具体地，所述预热处理可为；将正面具有减反射膜、背面经过抛光处理的娃基底装 入基片运载小车，并送入预热室，利用红外灯箱或不镑钢加热管进行加热，加热温度在常温 ?1000°C内可调，本发明优选20(T40(rC，预热时间可为20min，但不局限于此。预热完毕后， 将娃基底送入锻膜室进行抽真空，所述抽真空的方法可W为现有技术中常见的各种抽真空 方法，例如可直接采用机械粟串联抽，也可W机械粟罗茨粟串联分子粟抽，或者机械粟串联 罗茨粟并联分子粟抽，本发明优选多级粟串联抽。对锻膜室内先抽真空然后充入反应气体 至真空度(又称工艺真空度)为3X 1(T中a?5X 1(T中a,优选为3X 1(T3?6X 1(T中a,即达到工艺 要求。达到工艺真空度要求后，开启工件架使之运行并且加热衬底，运行速度为广15m/min， 本发明优选：TSm/min ;衬底加热类似预热室，温度优选为15(T35(rC，但不局限于此。
[0028] 本发明中，所述清洗和预姗射操作均在达到工艺真空锻要求后进行。具体地，如前 所述，当真空度达到3 X 10-2Pa?5 X 10-中a范围内时，即可进行清洗操作，其目的是去除娃片 表面的污染物，为锻膜做准备。清洗时间优选为广30min，更优选为5?15min。清洗完毕后待 气压和温度稳定在工艺值时，可进行预姗射操作，即直接开启姗射操作，但不收集姗射沉积 物。预姗射的目的是去除姗射源（即祀材)表面的污染物，便于后续均匀平稳锻膜，并保证后 续形成的纯化层中不引入杂质。优选情况下，预姗射时间为l(T50min，更优选为2(T40min。
[0029] 预姗射完成后，即可对娃基底的背光面进行真空锻膜，在娃基底的背光面上形成 纯化层。本发明中，所述锻膜可采用真空蒸锻或真空姗射，优选采用真空姗射法。
[0030] 如前所述，本发明中，真空锻膜采用的锻膜材料为金属惨杂氧化娃祀，惨杂金属为 铅和/或锡。优选情况下，所述金属惨杂氧化娃祀中，W金属惨杂氧化娃的总质量为基准， 其中惨杂金属的含量为5?30wt%，更优选为10?20wt%。
[0031] 如前所述，所述真空锻膜的气氛中含有氨气或氨气。优选情况下，所述真空锻膜的 气氛中，氨气或氨气的体积含量为12. 5^36%，更优选为15^25%。即氨气或氨气仅在真空锻 膜的气氛中占部分体积，气氛中剩余气体则为保护气体。本发明中，所述保护气体为本领域 技术人员常用的各种保护气体，例如可选自氮气或惰性气体中的至少一种。其中惰性气体 为元素周期表零族元素对应的气体，例如氮气、氮气等，但不局限于此。真空锻膜时间优选 为5?120min,更优选为10?60min。
[0032] 本发明中，通过选用特定材质的锻膜祀材和锻膜气氛，使得采用本发明提供的制 备方法形成的纯化层中含有多有有效纯化物质，包括但不限于氧化娃、氮化娃、氧化铅、氧 化锡、铅单质、锡单质、惨杂氨的氧化娃、惨杂氨的氮化娃。本发明的发明人发现，采用本发 明中特定材质的锻膜祀材和锻膜气氛通过真空锻膜在娃基底背面形成的纯化层，既能有效 纯化晶界、减少缺陷，又能有效增长少子寿命，增加背反射。
[0033] 根据本发明提供的制备方法，形成前述纯化层后，然后在该纯化层表面再形成背 面电极，并在减反射膜的表面形成正面电极层，即可得到所述晶体娃太阳能电池。形成背面 电极、正电电极的方法为本领域常见的各种方法，例如可W采用直流姗射、蒸锻或印刷；本 发明中优选通过直流姗射形成所述背面电极、正电电极。
[0034] 作为本发明的一种优选实施方式，在形成背面电极层之后，还包括对背面电极层 进行退火处理的步骤。退火可在锻膜设备中进行，亦可在退火炉里处理。经过退火处理后， 纯化层可对娃片进行更好的纯化，同时，电极层粒子扩散进度纯化层，形成金属离子梯度增 加的结构，更有利于载流子的运输，形成欧姆接触结构。优选情况下，所述退火处理的温度 为 i〇(T5〇(rc，更优选为 2〇(T4〇(rc。
[0035] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，W下结合 实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释 本发明，并不用于限定本发明。
[0036] 实施例1 (1)取经过制绒/扩散/湿法刻蚀/等离子体增强化学气相沉积（PECVD)锻氮化娃处 理的晶娃片作为本实施例的娃衬底，其尺寸为156 X 156mm，其表面附着的氮化娃减反射膜 厚度为120nm。然后采用化学抛光法将未锻氮化娃减反射膜的娃表面抛光。
[0037] (2)将上述娃片送入预热室，采用红外灯管在25(TC下预热20min。将预热好的 娃片送入锻膜室，对锻膜室内进行先抽真空后充入反应气体至真空度为2Xl(T 3Pa、温度为 20(TC时，清洗娃片lOmin，然后对祀材进行预姗射操作，锻膜祀材为氧化娃惨杂铅(祀材中 铅含量为lOwt%)，预姗射时间为25min。反应气体为含有氮气和氨气的混合气体(混合气体 中氨气的体积含量为15%)，然后对娃片进行真空姗射锻膜，姗射锻膜时间为20min，在娃基 底的背面形成厚度为120nm的纯化层。
[0038] (3)采用直流姗射法在纯化层上形成厚度为150皿的金属银背电极，并采用直流 姗射法在氮化娃减反射膜上形成厚度为150nm的金属银正电极。然后整体在退火炉中进行 退火处理，退火温度为30(TC，得到本实施例的晶体娃太阳能电池S1，其结构如图3所示。 [00測 实施例2 (1)取经过制绒/扩散/湿法刻蚀/等离子体增强化学气相沉积（PECVD)锻氮化娃处 理的晶娃片作为本实施例的娃衬底，其尺寸为156X 156mm，其表面附着的氮化娃减反射膜 厚度为120nm。然后采用化学抛光法将未锻氮化娃减反射膜的娃表面抛光。
[0040] (2)将上述娃片送入预热室，采用红外灯管在25(TC下预热20min。将预热好的 娃片送入锻膜室，对锻膜室内进行先抽真空后充入反应气体至真空度为2 Xl(T3Pa、温度为 20(TC时，清洗娃片lOmin，然后对祀材进行预蒸锻操作，锻膜祀材为氧化娃惨杂铅(祀材中 铅含量为lOwt%)，预蒸锻时间为25min。反应气体为含有氮气和氨气的混合气体(混合气体 中氨气的体积含量为15%)，然后对娃片进行真空蒸锻锻膜，蒸锻锻膜时间为5min，在娃基 底的背面形成厚度为50nm的纯化层。
[0041] (3)采用直流姗射法在纯化层上形成厚度为150nm的金属银背电极，并采用直流 姗射法在氮化娃减反射膜上形成厚度为150nm的金属银正电极。然后整体在退火炉中进行 退火处理，退火温度为30(TC，得到本实施例的晶体娃太阳能电池S2,其结构如图3所示。 [004引 实施例3 (1)取经过制绒/扩散/湿法刻蚀/等离子体增强化学气相沉积（PECVD)锻氮化娃处 理的晶娃片作为本实施例的娃衬底，其尺寸为156X 156mm，其表面附着的氮化娃减反射膜 厚度为120nm。然后采用化学抛光法将未锻氮化娃减反射膜的娃表面抛光。
[0043] (2)将上述娃片送入预热室，采用红外灯管在25(TC下预热20min。将预热好的 娃片送入锻膜室，对锻膜室内进行先抽真空后充入反应气体至真空度为2 Xl(T3Pa、温度为 20(TC时，清洗娃片lOmin，然后对祀材进行预姗射操作，锻膜祀材为氧化娃惨杂锡(祀材中 锡含量为15wt%)，预姗射时间为25min。反应气体为含有氮气和氨气的混合气体(混合气体 中氨气的体积含量为25%)，然后对娃片进行真空姗射锻膜，姗射锻膜时间为20min，在娃基 底的背面形成厚度为150nm的纯化层。
[0044] (3)采用直流姗射法在纯化层上形成厚度为150nm的金属银背电极，并采用直流 姗射法在氮化娃减反射膜上形成厚度为150nm的金属银正电极。然后整体在退火炉中进行 退火处理，退火温度为30(TC，得到本实施例的晶体娃太阳能电池S3,其结构如图3所示。 [004引 实施例4 (1)取经过制绒/扩散/湿法刻蚀/等离子体增强化学气相沉积（PECVD)锻氮化娃处 理的晶娃片作为本实施例的娃衬底，其尺寸为156 X 156mm，其表面附着的氮化娃减反射膜 厚度为120nm。然后采用化学抛光法将未锻氮化娃减反射膜的娃表面抛光。
[0046] (2)将上述娃片送入预热室，采用红外灯管在25(TC下预热20min。将预热好的 娃片送入锻膜室，对锻膜室内进行先抽真空后充入反应气体至真空度为2 Xl(T3Pa、温度为 20(TC时，清洗娃片lOmin，然后对祀材进行预姗射操作，锻膜祀材为氧化娃惨杂铅(祀材中 铅含量为15wt%)，预姗射时间为25min。反应气体为含有氮气和氨气的混合气体(混合气体 中氨气的体积含量为25%)，然后对娃片进行真空姗射锻膜，姗射锻膜时间为20min，在娃基 底的背面形成厚度为150nm的纯化层。
[0047] (3)采用直流姗射法在纯化层上形成厚度为150皿的金属银背电极，并采用直流 姗射法在氮化娃减反射膜上形成厚度为150nm的金属银正电极。然后整体在退火炉中进行 退火处理，退火温度为30(TC，得到本实施例的晶体娃太阳能电池S4,其结构如图3所示。
[0048] 实施例5 (1)取经过制绒/扩散/湿法刻蚀/等离子体增强化学气相沉积（PECVD)锻氮化娃处 理的晶娃片作为本实施例的娃衬底，其尺寸为156 X 156mm，其表面附着的氮化娃减反射膜 厚度为120nm。然后采用化学抛光法将未锻氮化娃减反射膜的娃表面抛光。
[0049] (2)将上述娃片送入预热室，采用红外灯管在25(TC下预热20min。将预热好的 娃片送入锻膜室，对锻膜室内进行先抽真空后充入反应气体至真空度为2 Xl(T3Pa、温度为 20(TC时，清洗娃片lOmin，然后对祀材进行预姗射操作，锻膜祀材为氧化娃惨杂铅(祀材中 铅含量为5wt%)，预姗射时间为lOmin。反应气体为含有氮气和氨气的混合气体(混合气体 中氨气的体积含量为36%)，然后对娃片进行真空姗射锻膜，姗射锻膜时间为50min，在娃基 底的背面形成厚度为180nm的纯化层。
[0050] (3)采用直流姗射法在纯化层上形成厚度为150nm的金属银背电极，并采用直流 姗射法在氮化娃减反射膜上形成厚度为150nm的金属银正电极。然后整体在退火炉中进行 退火处理，退火温度为40(TC，得到本实施例的晶体娃太阳能电池S5,其结构如图3所示。
[0051] 实施例6 (1)取经过制绒/扩散/湿法刻蚀/等离子体增强化学气相沉积（PECVD)锻氮化娃处 理的晶娃片作为本实施例的娃衬底，其尺寸为156X 156mm，其表面附着的氮化娃减反射膜 厚度为120nm。然后采用化学抛光法将未锻氮化娃减反射膜的娃表面抛光。
[0052] (2)将上述娃片送入预热室，采用红外灯管在25(TC下预热20min。将预热好的 娃片送入锻膜室，对锻膜室内进行先抽真空后充入反应气体至真空度为2 Xl(T3Pa、温度为 20(TC时，清洗娃片lOmin，然后对祀材进行预姗射操作，锻膜祀材为氧化娃惨杂铅(祀材中 铅含量为30wt%)，预姗射时间为50min。反应气体为含有氮气和氨气的混合气体(混合气体 中氨气的体积含量为12. 5%)，然后对娃片进行真空姗射锻膜，姗射锻膜时间为lOOmin，在 娃基底的背面形成厚度为200nm的纯化层。
[0053] (3)采用直流姗射法在纯化层上形成厚度为150nm的金属银背电极，并采用直流 姗射法在氮化娃减反射膜上形成厚度为150nm的金属银正电极。然后整体在退火炉中进行 退火处理，退火温度为20(TC，得到本实施例的晶体娃太阳能电池S6,其结构如图3所示。
[0054] 实施例7 (1)取经过制绒/扩散/湿法刻蚀/等离子体增强化学气相沉积（PECVD)锻氮化娃处 理的晶娃片作为本实施例的娃衬底，其尺寸为156 X 156mm，其表面附着的氮化娃减反射膜 厚度为120nm。然后采用化学抛光法将未锻氮化娃减反射膜的娃表面抛光。
[00巧](2)将上述娃片送入预热室，采用红外灯管在25(TC下预热20min。将预热好的 娃片送入锻膜室，对锻膜室内进行先抽真空后充入反应气体至真空度为2 Xl(T3Pa、温度为 20(TC时，清洗娃片lOmin，然后对祀材进行预姗射操作，锻膜祀材为氧化娃惨杂铅(祀材中 铅含量为lOwt%)，预姗射时间为25min。反应气体为含有氮气和氨气的混合气体(混合气体 中氨气的体积含量为15%)，然后对娃片进行真空姗射锻膜，姗射锻膜时间为20min，在娃基 底的背面形成厚度为120nm的纯化层。
[0056] (3)采用直流姗射法在纯化层上形成厚度为150皿的金属银背电极，并采用直流 姗射法在氮化娃减反射膜上形成厚度为150nm的金属银正电极，得到本实施例的晶体娃太 阳能电池S7,其结构如图3所示。
[0057] 对比例1 (1)取经过制绒/扩散/湿法刻蚀/等离子体增强化学气相沉积（PECVD)锻氮化娃处 理的晶娃片作为本实施例的娃衬底，其尺寸为156X 156mm，其表面附着的氮化娃减反射膜 厚度为120nm。然后采用化学抛光法将未锻氮化娃减反射膜的娃表面抛光。
[0058] (2)采用直流姗射法在抛光处理后的娃表面上形成厚度为150nm的金属银背电 极，并采用直流姗射法在氮化娃减反射膜上形成厚度为150nm的金属银正电极。然后整体 在退火炉中进行退火处理，退火温度为30(TC，得到本实施例的晶体娃太阳能电池D1。
[0059] 对比例2 (1)取经过制绒/扩散/湿法刻蚀/等离子体增强化学气相沉积（PECVD)锻氮化娃处 理的晶娃片作为本实施例的娃衬底，其尺寸为156X 156mm，其表面附着的氮化娃减反射膜 厚度为120nm。然后采用化学抛光法将未锻氮化娃减反射膜的娃表面抛光，并在抛光面上采 用PECVD形成厚度为120nm的氮化娃纯化层。
[0060] (2)采用直流姗射法在纯化层上形成厚度为150nm的金属银背电极，并采用直流 姗射法在氮化娃减反射膜上形成厚度为150nm的金属银正电极。然后整体在退火炉中进行 退火处理，退火温度为30(TC，得到本实施例的晶体娃太阳能电池D2,其结构如图1所示。 [00川 对比例3 (1)取经过制绒/扩散/湿法刻蚀/等离子体增强化学气相沉积（PECVD)锻氮化娃处 理的晶娃片作为本实施例的娃衬底，其尺寸为156X 156mm，其表面附着的氮化娃减反射膜 厚度为120nm。然后采用化学抛光法将未锻氮化娃减反射膜的娃表面抛光，然后先在该抛光 面上通过热氧化法在沉积厚度为30nm的二氧化娃层，再通过原子层沉积法（ALD)在二氧化 娃层上继续沉积厚度为50nm的H氧化二铅层，最后通过PECVD在H氧化二铅上沉积厚度为 40nm的氮化娃层，从而在娃片背面形成具有H层叠层结构的纯化层。
[0062] (2)采用直流姗射法在纯化层上形成厚度为150皿的金属银背电极，并采用直流 姗射法在氮化娃减反射膜上形成厚度为150nm的金属银正电极。然后整体在退火炉中进行 退火处理，退火温度为30(TC，得到本对比例的晶体娃太阳能电池D3,其结构如图2所示。 [006引性能测试： 对晶体娃太阳能电池样品S1-S7、D1-D3分别进行如下性能测试： 1、开路电压 采用IEC 61646 ;2008进行测试，使用的测试设备是QuickSun的单体电池I-V测试仪。
[0064] 2、短路电流 采用IEC 61646 ;2008进行测试，使用的测试设备是QuickSun的单体电池I-V测试仪。
[0065] 3、光电转换效率 采用IEC 61646 ;2008进行测试，使用的测试设备是QuickSun的单体电池I-V测试仪。 [006引 4、少子寿命测试 采用沈MILRB WT-2000 PVN测试平台进行测试。
[0067] 测试结果如表1所示。 表1
【权利要求】
1. 一种晶体娃太阳能电池，其特征在于，所述晶体娃太阳能电池包括依次层叠的正面 电极、减反射膜、娃基底、纯化层和背面电极；所述纯化层通过真空锻膜形成，所述真空锻膜 的祀材为金属惨杂氧化娃祀，惨杂金属为铅和/或锡，真空锻膜的气氛中含有氨气或氨气。
2. 根据权利要求1所述的晶体娃太阳能电池，其特征在于，所述纯化层的厚度为 30?200nm。
3. 根据权利要求1所述的晶体娃太阳能电池，其特征在于，所述背面电极的厚度为 100?200nm。
4. 根据权利要求1所述的晶体娃太阳能电池，其特征在于，所述减反射膜为氮化娃，其 厚度为5(T500nm。
5. 根据权利要求1所述的晶体娃太阳能电池，其特征在于，所述娃基底的厚度为 150?325微米。
6. 权利要求1所述的晶体娃太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括W下步骤： S10、对娃基底表面进行制绒、扩散和湿法刻蚀，然后在娃基底的一个表面上锻一层减 反射膜，并对另一个表面进行抛光处理； S20、将经过步骤S10的娃基底放置于真空锻膜室内，在其经过抛光的表面上通过真空 锻膜锻上一层纯化层；所述真空锻膜的祀材为金属惨杂氧化娃祀，惨杂金属为铅和/或锡， 真空锻膜的气氛中含有氨气或氨气； S30、在纯化层的表面形成背面电极层，并在减反射膜的表面形成正面电极层，得到所 述晶体娃太阳能电池。
7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S10中，所述减反射膜通过 PECVD形成；步骤S20中，所述真空锻膜为真空姗射或真空蒸锻。
8. 根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤S20中，所述金属惨杂氧化 娃祀中，W金属惨杂氧化娃的总质量为基准，其中惨杂金属的含量为5^30wt%。
9. 根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤S20中，所述真空锻膜的气 氛中，氨气或氨气的体积含量为12. 5""36%。
10. 根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤S20中，所述真空锻膜的气氛中 还含有保护气体，所述保护气体选自氮气或惰性气体中的至少一种。
11. 根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤S20中，真空锻膜时间为 5?120min。
12. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S20中，在真空锻膜之前，还包 括对娃基底表面依次进行预热、清洗和预姗射的步骤；所述预热的温度为20(T40(rC，清洗 时间为广30min,预姗射时间为10?50min。
13. 根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述清洗和预姗射在真空状态下 进行；所述真空状态的真空度为3X 10-2化?5X l〇-spa。
14. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S30中，形成背面电极层和正面 电极层的方法为直流姗射法。
15. 根据权利要求6或14所述的制备方法，其特征在于，步骤S30中，在形成背面电极 层之后，还包括对背面电极层进行退火处理的步骤；所述退火处理的温度为10(T50(rC。
【文档编号】H01L31/0216GK104465799SQ201310441276
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】邓瑞, 关敬波 申请人:比亚迪股份有限公司