一種太陽電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種太陽電池。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能具有清潔、無資源地域限制、對(duì)人類來說永無枯竭等優(yōu)良特性，越來越受到人們的青睞。利用太陽能進(jìn)行發(fā)電的光伏組件技術(shù)種類較多，而聚光組件技術(shù)無疑是最具市場(chǎng)前景的技術(shù)之一。聚光組件技術(shù)中又分為高倍聚光(聚光倍數(shù)大于300倍)組件技術(shù)、中倍聚光組件技術(shù)和低倍聚光(聚光倍數(shù)小于100倍)組件技術(shù)。其中低倍聚光組件技術(shù)所使用的太陽電池一般為晶硅太陽電池，且其尺寸大小和形狀均因不同的組件設(shè)計(jì)而有所不同，如線聚光組件所使用的太陽電池為條狀，尺寸大小約幾毫米寬的條狀。這種技術(shù)利用具有聚光結(jié)構(gòu)的光學(xué)面板來有效減少普通光伏組件的電池片用量，從而降低光伏組件生產(chǎn)成本。
[0003]但是目前為止，還沒有為線性聚光組件技術(shù)專門生產(chǎn)的條狀太陽電池，因此線性聚光組件所需的條狀太陽電池均是通過對(duì)普通的晶硅太陽電池用金剛石或激光進(jìn)行切割來獲取。但是由于對(duì)普通晶硅太陽電池進(jìn)行切割使得一方面太陽電池的切割邊緣處，特別是PN結(jié)附近以及受光面邊緣處的Si出現(xiàn)了鍵的斷裂，形成了許多懸掛鍵，從而使得由光電效應(yīng)產(chǎn)生的光生載流子很容易在邊緣處形成復(fù)合;另一方面由于切割使得邊緣處產(chǎn)生了應(yīng)力或熱缺陷，以及邊緣暴露在空氣中被污染也很容易使得邊緣處成為載流子嚴(yán)重的復(fù)合區(qū)域，降低了太陽電池的各項(xiàng)電性能參數(shù)。以上兩點(diǎn)的原因使得切割成條狀的太陽電池相比未切割前的普通太陽電池效率下降較大，從而使得線性聚光組件的效率降低，發(fā)電成本同普通平板組件相比并沒有太大的優(yōu)勢(shì)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于:針對(duì)上述存在的問題，提供一種能夠有效降低太陽電池切割后的效率損失，同時(shí)易于大規(guī)模生產(chǎn)的太陽電池。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種太陽電池，包括由P型基體和N型層構(gòu)成的太陽電池片，所述P型基體和N型層之間形成PN結(jié)，在所述N型層上表面設(shè)置有氮氧化硅減反層，其特征在于:經(jīng)過腐蝕切割后的太陽電池?cái)嗝嬗煽涛g斷面和裂片斷面組成，所述刻蝕斷面的深度超過太陽電池的N型層，在所述刻蝕斷面表面設(shè)置有一層氧化保護(hù)層，所述氧化保護(hù)層覆蓋PN結(jié)及其附近區(qū)域。
[0006]本實(shí)用新型所述的太陽電池，其所述氧化保護(hù)層的厚度為0.2?0.5微米。
[0007]本實(shí)用新型所述的太陽電池，其所述刻蝕斷面的深度為20?80微米。
[0008]本實(shí)用新型所述的太陽電池，其所述刻蝕斷面對(duì)應(yīng)的太陽電池在設(shè)置氧化保護(hù)層后的寬度LI不大于裂片斷面對(duì)應(yīng)的太陽電池寬度L2。
[0009]本實(shí)用新型采用化學(xué)腐蝕的方式對(duì)太陽電池進(jìn)行腐蝕切割，這樣所形成的條狀太陽電池邊緣沒有金剛石或激光切割所造成的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力缺陷，同時(shí)在刻蝕的斷面設(shè)置有氧化保護(hù)層，從而利用氧化保護(hù)層能很好地對(duì)PN結(jié)以及其附近的區(qū)域起到鈍化作用以及隔斷周圍的雜質(zhì)和污染物對(duì)斷面的影響，從而有效保證太陽電池的效率。
【附圖說明】
[0010]圖1是常規(guī)太陽電池片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是制作本實(shí)用新型過程中涂抹正性光刻膠后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4是制作本實(shí)用新型過程中設(shè)置光刻掩膜板進(jìn)行紫外曝光的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5是制作本實(shí)用新型過程中顯影后的太陽電池結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖6是制作本實(shí)用新型過程中刻蝕后的太陽電池結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖7是制作本實(shí)用新型過程中濕氧氧化刻蝕斷面后的太陽電池結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖8是制作本實(shí)用新型過程中經(jīng)過裂片后的太陽電池結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中標(biāo)記:I為P型基體，2為N型層，3為氮氧化硅減反層，4為刻蝕斷面，5為裂片斷面，6為氧化保護(hù)層，7為正性光刻膠，8為光刻掩膜板，9為曝光間隙，10為刻蝕溝槽。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0021]如圖1和2所示，一種太陽電池，包括由P型基體I和N型層2構(gòu)成的太陽電池片，所述P型基體I和N型層2之間形成PN結(jié)，在所述N型層2上表面設(shè)置有氮氧化硅減反層3，經(jīng)過腐蝕切割后的太陽電池?cái)嗝嬗煽涛g斷面4和裂片斷面5組成，所述刻蝕斷面4的深度超過太陽電池的N型層2，在所述刻蝕斷面4表面設(shè)置有一層氧化保護(hù)層6，所述氧化保護(hù)層6覆蓋PN結(jié)及其附近區(qū)域。其中，氧化保護(hù)層的存在能很好地對(duì)PN結(jié)以及其附近的區(qū)域起到鈍化作用以及隔斷周圍的雜質(zhì)和污染物對(duì)斷面的影響，從而有效保證太陽電池的效率。
[0022]其中，所述氧化保護(hù)層6的厚度為0.2?0.5微米，所述刻蝕斷面4的深度為20?80微米，所述刻蝕斷面4對(duì)應(yīng)的太陽電池在設(shè)置氧化保護(hù)層6后的寬度LI不大于裂片斷面5對(duì)應(yīng)的太陽電池寬度L2。
[0023]本實(shí)用新型的腐蝕切割方法，將太陽電池根據(jù)所需條狀太陽電池的寬度用化學(xué)腐蝕的方式進(jìn)行腐蝕切割，形成條狀太陽電池，具體步驟如下:
[0024]a)、對(duì)太陽電池進(jìn)行清洗后烘干，然后在太陽電池上表面均勻涂抹上正性光刻膠7，如圖3所示，所述正性光刻膠7將太陽電池上表面完全覆蓋，所述太陽電池上表面為帶有氮氧化硅減反層3的一面。
[0025]b)、如圖4所示，在太陽電池上方設(shè)置若干光刻掩膜板8，并用紫外光對(duì)太陽電池上表面的正性光刻膠7進(jìn)行曝光，所述若干光刻掩膜板8設(shè)置在同一水平面上，且相鄰兩個(gè)光刻掩膜板8之間留有曝光間隙9，所述曝光間隙9與太陽電池預(yù)先設(shè)定的切割位置對(duì)應(yīng)，所述太陽電池其他部分被光刻掩膜板8完全遮擋。
[0026]C)、曝光后對(duì)太陽電池進(jìn)行顯影，如圖5所示，所述太陽電池上表面被紫外曝光后的切割位置對(duì)應(yīng)的正性光刻膠在顯影液中除去，然后用H3PO4在70°?100°的情況下去除太陽電池表面切割位置對(duì)應(yīng)的氮氧化硅減反層，再用HF對(duì)太陽電池切割位置對(duì)應(yīng)部分進(jìn)行刻蝕，刻蝕時(shí)間為30?60分鐘，刻蝕的深度需要超過太陽電池的N型層2，所述刻蝕的深度為20?80微米，然后用丙酮溶液將太陽電池上表面的正性光刻膠清洗掉，最后用去離子水沖洗并用干。
[0027]d)、將經(jīng)過處理后的太陽電池放入250°?500°的氫氣或氮?dú)浠旌蠚怏w中進(jìn)行退火，低溫退火可以減少界面態(tài)，而界面態(tài)的存在會(huì)導(dǎo)致電子和空穴對(duì)的復(fù)合，最后在太陽電池上的切割位置形成刻蝕溝槽10，如圖6所示;其中，所述氮?dú)浠旌蠚怏w為92%?98%氮?dú)饧尤?%?8%氫氣形成的混合氣體。
[0028]如圖7所示，將形成有刻蝕溝槽10的太陽電池利用半導(dǎo)體的濕氧氧化工藝在腐蝕后的斷面上形成一層二氧化硅的氧化保護(hù)層6，其中，所述濕氧氧化工藝具體為:將干燥純凈的氧氣在通入氧化爐前先經(jīng)過一個(gè)水浴瓶，使氧氣通過加熱的高純?nèi)ルx子水，攜帶一定量的水汽，對(duì)硅進(jìn)行氧化，在600°?1000°的條件下，氧化15?30分鐘，從而在刻蝕的斷面生長(zhǎng)出一層厚度為0.2?0.5微米的二氧化硅氧化保護(hù)層。
[0029]如圖8所示，使用時(shí)，將太陽電池沿刻蝕溝槽10處用滾輪方式或直接機(jī)械掰裂方式分裂后，則可形成條狀太陽電池，所形成的條狀太陽電池由于邊緣沒有金剛石或激光切割所造成的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力缺陷，且靠近PN結(jié)的刻蝕斷面由于進(jìn)行了退火處理，使其表面態(tài)密度減少，因而能有效保證太陽電池的效率，同時(shí)該方法由于工藝步驟簡(jiǎn)單易于大規(guī)模的生產(chǎn)，因此能有效降低線型聚光太陽電池組件的制造成本。
[0030]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽電池，包括由P型基體(I)和N型層(2)構(gòu)成的太陽電池片，所述P型基體(I)和N型層(2)之間形成PN結(jié)，在所述N型層(2)上表面設(shè)置有氮氧化硅減反層(3)，其特征在于:經(jīng)過腐蝕切割后的太陽電池?cái)嗝嬗煽涛g斷面(4)和裂片斷面(5)組成，所述刻蝕斷面(4)的深度超過太陽電池的N型層(2)，在所述刻蝕斷面(4)表面設(shè)置有一層氧化保護(hù)層(6)，所述氧化保護(hù)層(6)覆蓋PN結(jié)及其附近區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽電池，其特征在于:所述氧化保護(hù)層(6)的厚度為0.2?0.5微米。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽電池，其特征在于:所述刻蝕斷面(4)的深度為20?80微米。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的太陽電池，其特征在于:所述刻蝕斷面(4)對(duì)應(yīng)的太陽電池在設(shè)置氧化保護(hù)層(6)后的寬度LI不大于裂片斷面(5)對(duì)應(yīng)的太陽電池寬度L2。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種太陽電池，包括由P型基體和N型層構(gòu)成的太陽電池片，所述P型基體和N型層之間形成PN結(jié)，在所述N型層上表面設(shè)置有氮氧化硅減反層，經(jīng)過腐蝕切割后的太陽電池?cái)嗝嬗煽涛g斷面和裂片斷面組成，所述刻蝕斷面的深度超過太陽電池的N型層，在所述刻蝕斷面表面設(shè)置有一層氧化保護(hù)層，所述氧化保護(hù)層覆蓋PN結(jié)及其附近區(qū)域。本實(shí)用新型采用化學(xué)腐蝕的方式對(duì)太陽電池進(jìn)行腐蝕切割，這樣所形成的條狀太陽電池邊緣沒有金剛石或激光切割所造成的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力缺陷，同時(shí)在刻蝕的斷面設(shè)置有氧化保護(hù)層，從而利用氧化保護(hù)層能很好地對(duì)PN結(jié)以及其附近的區(qū)域起到鈍化作用以及隔斷周圍的雜質(zhì)和污染物對(duì)斷面的影響，有效保證太陽電池的效率。
【IPC分類】H01L31/042, H01L31/18
【公開號(hào)】CN205264726
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521058912
【發(fā)明人】黃忠
【申請(qǐng)人】四川鐘順太陽能開發(fā)有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日