本发明涉及太阳能电池的生产
技术领域：
，特别是一种旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池及其制作工艺。
背景技术：
：P型晶体硅在地面应用中仍然存在衰减，而n型晶体硅的性能则更为稳定；早在1973年H.Fischer等就发现刚制作好的P型硼掺Cz硅太阳电池在光照下会出现明显的性能衰减；1997年J.Schmidt等证实硼掺杂Cz硅出现的光致衰减是由硼氧对导致的；由于n型磷掺杂Cz硅中硼含量极低，所以由硼氧对所导致的光致衰减并不明显；这一点已经被很多实验结果验证另一方面，在太阳能级硅材料中，n型晶体硅比P型晶体硅具有更长的少子寿命。据J.Zhao等n报道，不同体电阻率的n型Cz硅少子寿命都在1ms以上，远远高于P型Cz硅的水平，甚至比P型Fz硅的少子寿命还要长；据A.Cuevas等报道，n型多晶硅的少子寿命达100us，经过磷吸杂后，可以提升到1ms；D.Macdonald等对此进行了解释：因为铁等常见金属杂质对电子的俘获截面比对空穴的俘获截面大，所以在低注入情况下，n型硅比P型硅具有更长的少子寿；n型晶体硅的上述优点引起了研究人员的兴趣，使得n型晶体硅太阳电池在结构和工艺方面获得了快速发展。按发射极的成分和形成方式区分，n型太阳电池可以分为铝发射极、硼发射极和非晶硅/晶体硅异质结太阳电池3类；按发射极的位置区分，n型太阳电池又可以分为前发射极和背发射极两类；对于铝背发射极，很多研究者都进行了详细的论述和研究，本文不论述研究。现在，我们主要研究硼扩散方法制备硼前发射极太阳能电池；由于B2O3的沸点高于P2O5，因此固态硼源扩散的结的均匀性难以控制，生产中通常使用液态BBr3作为硼源进行扩散，但是这种工艺对设备要求较高，而且所用的扩散源有毒，扩散排放的气体需要特别处理；研究者还开发出了通过丝印和旋涂的硼浆料进行扩散的工艺，但是通常需要使用特制的浆料。硼盐酸具有廉价、无毒等优点，因此也有研究者也开发了使用其作为扩散源相关工艺，但是这些扩散工艺通常需要1000℃高温扩散1小时才能完成；本文主要以旋涂硼盐酸的硅片作为扩散源、利用硼盐酸进行扩散来制作硼前发射极n型硅太阳能电池。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池及其制作工艺。为了解决以上技术问题，本发明提供一种旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池，包括N型硅衬底，N型硅衬底的表面场自下而上依次铺设有B型扩散层及绝缘层，其中，B型扩散层的材质为硼酸盐，绝缘层的材质为SiNx层膜，绝缘层的上表面设置有P型金属电极；N型硅衬底的背表面场设置有n型金属电极。本发明进一步限定的技术方案是：进一步的，前述的旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池，P型金属电极与N型硅衬底的边缘之间留有距离，n型金属电极与N型硅衬底的边缘之间留有距离。前述的旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池，SiNx层膜为氮化硅和二氧化硅构成的叠层膜。前述的旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池，二氧化硅层膜位于氮化硅层膜的下方，二氧化硅层膜的厚度为41-43nm，氮化硅层膜的厚度为80-83nm。本发明还设计了一种旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池的制作工艺，选用N型硅衬底作为基底，包括如下具体步骤：①将硼盐酸溶液涂覆在N型硅衬底的表面场，并将N型硅衬底放入管式炉中进行扩散，通入N2气体作为保护，N2气体的流量为11slm，扩散温度为910-930℃，扩散时间为11-13min，形成B型扩散层；硼盐酸溶液的制备为：将B2O5溶解到稀盐酸中形成13-16wt％的溶液；②在N型硅衬底的背表面场采用PCLO3扩散方法，控制扩散的流量1000sccm，扩散时间为9-11min，扩散温度880-900℃；③在B型扩散层的上表面采用硝酸氧化制作厚度为41-43nm的二氧化硅层膜，在二氧化硅层膜上采用PECVD沉积厚度为80-83nm的氮化硅层膜，二氧化硅层膜作为钝化层，氮化硅层作为减反射层，控制反射率小于8％，钝化层与减反射层共同作为绝缘层；④在绝缘层上印刷Ag/Al浆，制作P型金属电极；在N型硅衬底的背表面场印刷Ag浆做为n型金属电极。前述的旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池的制作工艺，选用N型硅衬底作为基底，包括如下具体步骤：①将硼盐酸溶液涂覆在N型硅衬底的表面场，并将N型硅衬底放入管式炉中进行扩散，通入N2气体作为保护，N2气体的流量为11slm，扩散温度为920℃，扩散时间为12min，控制管内均匀度小于10％，控制片内均匀度小于7％；形成B型扩散层；硼盐酸溶液的制备为：将B2O5溶解到稀盐酸中形成15wt％的溶液；②在N型硅衬底的背表面场采用PCLO3扩散方法，控制扩散的流量1000sccm，扩散时间为9-11min，扩散温度880-900℃；③在B型扩散层的上表面采用硝酸氧化制作厚度为42nm的二氧化硅层膜，在二氧化硅层膜上采用PECVD沉积厚度为82nm的氮化硅层膜，二氧化硅层膜作为钝化层，氮化硅层作为减反射层，控制反射率小于8％，钝化层与减反射层共同作为绝缘层；④在绝缘层上印刷Ag/Al浆，制作P型金属电极；在N型硅衬底的背表面场印刷Ag浆做为n型金属电极。前述的旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池的制作工艺，选用N型硅衬底作为基底，包括如下具体步骤：①将硼盐酸溶液涂覆在N型硅衬底的表面场，并将N型硅衬底放入管式炉中进行扩散，通入N2气体作为保护，N2气体的流量为11slm，扩散温度为920℃，扩散时间为12min，控制管内均匀度小于10％，控制片内均匀度小于7％；形成B型扩散层；硼盐酸溶液的制备为：将B2O5溶解到稀盐酸中形成15wt％的溶液；②在N型硅衬底的背表面场采用PCLO3扩散方法，控制扩散的流量1000sccm，扩散时间为10min，扩散温度890℃；③在B型扩散层的上表面采用硝酸氧化制作厚度为42nm的二氧化硅层膜，在二氧化硅层膜上采用PECVD沉积厚度为81nm的氮化硅层膜，二氧化硅层膜作为钝化层，氮化硅层作为减反射层，控制反射率小于8％，钝化层与减反射层共同作为绝缘层；④在绝缘层上印刷Ag/Al浆，制作P型金属电极；在N型硅衬底的背表面场印刷Ag浆做为n型金属电极。前述的旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池的制作工艺，在N型硅衬底的侧表面上涂覆防抗覆冰附着乳液，防抗覆冰附着乳液的质量百分比组分为：4-甲基环己基异氰酸酯：7-9％，氨基甲酸乙酯：11-13％，α-亚麻酸：3.3-3.5％，乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯：1.3-1.5％，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：4.5-4.7％，过氧化苯甲酰：3.2-3.4％，丙烯酸丁酯：2.3-2.5％，2-羟基-1,2-二苯基乙酮：2.7-2.9％，锑掺杂氧化锡纳米晶：2.8-3％，纳米二氧化钛：4.3-4.5％，纳米碳化硅：2.5-2.7％，乙烯-醋酸乙烯：2.5-2.7％，聚氧乙烯脂肪醇醚：3.7-3.9％，聚二甲基硅氧烷：1.4-1.6％，聚醚改性硅油：1.1-1.3％，助溶剂：5.4-5.6％，附着力促进剂：9.3-9.5％，有机氟防水剂：余量。前述的旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池的制作工艺，防抗覆冰附着乳液的质量百分比组分为：4-甲基环己基异氰酸酯：8％，氨基甲酸乙酯：12％，α-亚麻酸：3.3％，乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯：1.3％，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：4.6％，过氧化苯甲酰：3.3％，丙烯酸丁酯：2.4％，2-羟基-1,2-二苯基乙酮：2.8％，锑掺杂氧化锡纳米晶：2.9％，纳米二氧化钛：4.4％，纳米碳化硅：2.6％，乙烯-醋酸乙烯：2.7％，聚氧乙烯脂肪醇醚：3.8％，聚二甲基硅氧烷：1.5％，聚醚改性硅油：1.2％，助溶剂：5.5％，附着力促进剂：9.4％，有机氟防水剂：余量。本发明的有益效果是：本发明中将N型硅衬底放入管式炉中进行扩散，通入N2气体作为保护，N2气体的流量为11slm，扩散温度为920℃，扩散时间为12min，控制管内均匀度小于10％，控制片内均匀度小于7％，如表1所示，得到的平均方阻为70.2Ω/sq,偏差≤3Ω/sq；与固态硼扩散和液态硼扩散具有扩散温度低、时间短、工艺简单和环境友好等优点，因此，这种扩散工艺在制备N型太阳能电池的发射极方面具有广阔的应用前景。此外，这种扩散工艺还可以应用到制备P型电池的背场。表1第一温区第二温区第三温区第四温区第五温区67.571.26970.570.170.273.568.770.668.969.369.568.970.96970.17070.36969.368.270.17168.570.2平均值69.0670.8669.5869.969.5本发明的防抗覆冰附着乳液通过其科学的配方，在N型硅衬底的侧表面喷洒附着乳液后，附着乳液在室外紫外光线的作用下，其中聚合物会发生二次共聚和交联反应，生成网状结构的保护膜，大幅度提高了附着乳液与N型硅衬底的侧表面的粘结强度、强剥离强度和撕裂强度，从而解决了防抗覆冰附着乳液与N型硅衬底的侧表面不易结合的技术问题，使N型硅衬底的侧表面具有优良的拒水性、防水防冻和防抗覆冰性能，使其用于雨天寒冷环境时仍保持优良性能；根据试验，将本发明的旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池置于暴雨中，拒水性能是普通太阳能电池的3-5倍；将本发明的旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池外置于零下1-15℃的环境中，雨水后太阳能电池外表面不易结冰；另外，本发明附着乳液中，锑掺杂氧化锡纳米晶、纳米二氧化钛、纳米碳化硅能等成分的加入使N型硅衬底的侧表面具有很好的抗静电性和吸收隔热性，且具有防霉杀菌和防污性，还能提高其耐磨损性，获得了意想不到的技术效果。附图说明图1为本发明所设计的旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池的结构示意图；其中，1-P型金属电极，2-绝缘层，3-B型扩散层，4-N型硅衬底，5-n型金属电极，6-n型金属电极与N型硅衬底边缘距离，7-P型金属电极与N型硅衬底边缘的距离。具体实施方式实施例1如图1所示，本实施例提供的一种旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池，包括N型硅衬底4，N型硅衬底4的表面场自下而上依次铺设有B型扩散层3及绝缘层2，其中，B型扩散层3的材质为硼酸盐，绝缘层2的材质为SiNx层膜，绝缘层2的上表面设置有P型金属电极1；N型硅衬底4的背表面场设置有n型金属电极5。前述的旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池，P型金属电极1与N型硅衬底4的边缘之间留有距离，n型金属电极5与N型硅衬底4的边缘之间留有距离。前述的旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池，SiNx层膜为氮化硅和二氧化硅构成的叠层膜。前述的旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池，二氧化硅层膜位于氮化硅层膜的下方，二氧化硅层膜的厚度为41-43nm，氮化硅层膜的厚度为80-83nm。实施例2本实施例提供了一种旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池的制作工艺，选用N型硅衬底4作为基底，包括如下具体步骤：①将硼盐酸溶液涂覆在N型硅衬底4的表面场，并将N型硅衬底4放入管式炉中进行扩散，通入N2气体作为保护，N2气体的流量为11slm，扩散温度为920℃，扩散时间为12min，控制管内均匀度小于10％，控制片内均匀度小于7％；形成B型扩散层3；硼盐酸溶液的制备为：将B2O5溶解到稀盐酸中形成15wt％的溶液；②在N型硅衬底4的背表面场采用PCLO3扩散方法，控制扩散的流量1000sccm，扩散时间为9-11min，扩散温度880-900℃；③在B型扩散层3的上表面采用硝酸氧化制作厚度为42nm的二氧化硅层膜，在二氧化硅层膜上采用PECVD沉积厚度为82nm的氮化硅层膜，二氧化硅层膜作为钝化层，氮化硅层作为减反射层，控制反射率小于8％，钝化层与减反射层共同作为绝缘层2；④在绝缘层2上印刷Ag/Al浆，制作P型金属电极1；在N型硅衬底4的背表面场印刷Ag浆做为n型金属电极5。实施例3本实施例提供了一种旋涂硼酸盐扩散层的太阳能电池的制作工艺，选用N型硅衬底4作为基底，包括如下具体步骤：①将硼盐酸溶液涂覆在N型硅衬底4的表面场，并将N型硅衬底4放入管式炉中进行扩散，通入N2气体作为保护，N2气体的流量为11slm，扩散温度为920℃，扩散时间为12min，控制管内均匀度小于10％，控制片内均匀度小于7％；形成B型扩散层3；硼盐酸溶液的制备为：将B2O5溶解到稀盐酸中形成15wt％的溶液；②在N型硅衬底4的背表面场采用PCLO3扩散方法，控制扩散的流量1000sccm，扩散时间为10min，扩散温度890℃；③在B型扩散层3的上表面采用硝酸氧化制作厚度为42nm的二氧化硅层膜，在二氧化硅层膜上采用PECVD沉积厚度为81nm的氮化硅层膜，二氧化硅层膜作为钝化层，氮化硅层作为减反射层，控制反射率小于8％，钝化层与减反射层共同作为绝缘层2；④在绝缘层2上印刷Ag/Al浆，制作P型金属电极1；在N型硅衬底4的背表面场印刷Ag浆做为n型金属电极5。本实施例在N型硅衬底4的侧表面上涂覆防抗覆冰附着乳液，防抗覆冰附着乳液的质量百分比组分为：4-甲基环己基异氰酸酯：8％，氨基甲酸乙酯：12％，α-亚麻酸：3.3％，乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯：1.3％，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：4.6％，过氧化苯甲酰：3.3％，丙烯酸丁酯：2.4％，2-羟基-1,2-二苯基乙酮：2.8％，锑掺杂氧化锡纳米晶：2.9％，纳米二氧化钛：4.4％，纳米碳化硅：2.6％，乙烯-醋酸乙烯：2.7％，聚氧乙烯脂肪醇醚：3.8％，聚二甲基硅氧烷：1.5％，聚醚改性硅油：1.2％，助溶剂：5.5％，附着力促进剂：9.4％，有机氟防水剂：余量。以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。当前第1页1 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