專利名稱：一種多晶硅太陽能電池制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制備多晶硅太陽能電池的方法，屬于新能源、半 導體光電子學等技術領域，
背景技術：
在所有太陽能電池種類中，硅基太陽能電池技術最為成熟，已經 獲得廣泛的應用，這類太陽能電池主要分為單晶硅太陽能電池、多晶 硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池三種。單晶硅太陽能電池 轉換效率最高，技術也最為成熟，在實驗室里最高的光電轉換效率為
24.7%，大規(guī)模生產時的光電效率為16%-17%，但由于單晶硅成本高， 大幅度降低單晶硅太陽能電池的成本變的很困難。為了節(jié)省成本，采 用不需要拉晶步驟的多晶硅材料制作太陽能電池勢在必行。實際上， 最近幾年太陽能電池產業(yè)界的重心已由單晶轉向多晶方向發(fā)展。主要 原有1)可供應單晶硅太陽能電池的頭尾料愈來愈少；2)對太陽電 池來講，方形基片更合算，通過澆鑄法和直接凝固法所獲得的多晶硅 可直接獲得方形材料；3)多晶硅的生產工藝不斷取得進展，全自動 澆鑄爐每生產周期(50小時)可生產200公斤以上的硅錠，晶粒的 尺寸達到厘米級。
一般認為，制作太陽能電池的硅其純度需要超過99.9999%， 一般 只有西門子法或者改良西門子法能做到純度超過99.9999%的多晶 硅。但是這種方式制備的多晶硅成本相對較高，難以大規(guī)模應用推廣。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術存在的缺點和不足，而提供一
種利用物理冶金法生產的5N純度的P型多晶硅片作為襯底，制作一 種高效、低成本多晶硅太陽能電池。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是，包括以下步驟-
(1) 、選用純度不小于99.999n/。的P型多晶硅片為基片，其電阻率 不小于0.5Q.cm，厚度范圍為100—300微米；
(2) 、選用純度為99.9999。/。的N型多晶硅為原料，采用球磨或者 氣流粉碎的破碎工藝，制備純度為99.9999%且平均顆粒度在2_20 微米范圍的N型多晶硅微米粉末；
(3) 、將N型多晶硅微米粉末與含有ZnO或Ti02的納米晶膠體溶
液進行混合，得到復合硅漿料,該復合硅漿料中硅的質量百分比為 50%-90o/o;
(4) 、采用噴涂、印刷成膜工藝結合退火處理在P型多晶硅襯底上 使用步驟(3)所得到復合硅漿料，沉積一層摻雜ZnO或Ti02的N型硅 復合薄膜；
(5) 、采用磁控濺射工藝或絲網(wǎng)印刷工藝制作銀柵電極和鋁背電極。
進一步設置是所述的P型多晶硅基片為物理冶金法制備的純度 為5N的P型多晶硅硅片。 本發(fā)明的優(yōu)點在于
1) 襯底硅片選用物理冶金法生產的5N純度的P型多晶硅為原料 鑄錠、切片得到，材料來源廣，價格優(yōu)勢明顯，有助于降低生產成本;
2) PN結的形成不是采用成規(guī)的高溫擴散工藝，而是漿料噴涂、 印刷退火工藝，該工藝為低溫工藝，具有簡單快速的優(yōu)點；3)省去了高溫擴散爐、等離子體化學氣相沉積和干法刻蝕機等
設備。故而該工藝簡單、成本低廉。采用該專利技術制備的多晶硅太
陽能電池光電轉換效率大于14%，而且不存在明顯的效率衰減問題。
下面結合說明書附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步介紹。
圖1本發(fā)明所制的多晶硅太陽能電池的結構示意圖。
具體實施方式
實施例l
1)購買物理冶金法生產的純度大約為5N，電阻率為0.5Q.cm的P型多晶硅作為原料，采用常規(guī)鑄錠、切片方法獲得厚度大約為180微米厚的多晶硅片。采用氣流粉碎技術制備純度大于6N，平均顆粒度為5微米的高純N型硅微粉。按硅質量百分比為50%的比例，混合高純N型硅粉、ZnO納米晶膠體或者前驅體溶液，作為后續(xù)N型層原料。采用噴涂成膜工藝結合退火處理在P型硅襯底上沉積一層厚度大約為5微米的N型多晶硅顆粒復合膜層。采用絲網(wǎng)印刷、燒結工藝制作鋁柵狀前電極和Al背電極，完成復合多晶硅太陽能電池制作，其結構圖如圖l所示。實施例2
購買物理冶金法生產的純度大約為5N，電阻率為0.2 Q .cm的P型多晶硅作為原料，采用常規(guī)鑄錠、切片方法獲得厚度大約為200微米厚的多晶硅片。采用氣流粉碎技術制備純度大于6N，平均顆粒度為IO微米的高純N型硅微粉。按硅質量百分比為80%的比例，混合高純N型硅粉、ZnO納米晶膠體或者前驅體溶液，作為后續(xù)N型層
原料。采用印刷成膜工藝結合退火處理在P型硅襯底上沉積一層厚度大約為20微米的N型多晶硅顆粒復合膜層。采用絲網(wǎng)印刷、燒結工藝制作Ag柵狀前電極和Al背電極，完成復合多晶硅太陽能電池制作，其結構圖如圖1所示。
實施例3
購買物理冶金法生產的純度大約為5N，電阻率為1.0 Q .cm的P型多晶硅作為原料，采用常規(guī)鑄錠、切片方法獲得厚度大約為200微米厚的多晶硅片。采用氣流粉碎技術制備純度大于6N，平均顆粒度為IO微米的高純N型硅微粉。按硅質量百分比為60%的比例，混合高純N型硅粉和Ti02納米晶膠體溶液，作為后續(xù)N型層原料。采用印刷成膜工藝結合退火處理在P型硅襯底上沉積一層厚度大約為10微米的N型多晶硅顆粒復合膜層。采用真空磁控濺射工藝制作Ag柵狀前電極和A1背電極，完成復合多晶硅太陽能電池制作，其結構圖如圖l所示。
權利要求
1. 一種多晶硅太陽能電池制作方法，其特征在于包括以下步驟(1)、選用純度不小于99.999％的P型多晶硅片為基片，其電阻率不小于0.5Ω.cm，厚度范圍為100—300微米；(2)、選用純度為99.9999％的N型多晶硅為原料，采用球磨或者氣流粉碎的破碎工藝，制備純度為99.9999％且平均顆粒度在2—20微米范圍的N型多晶硅微米粉末；(3)、將N型多晶硅微米粉末與含有ZnO或TiO2的納米晶膠體溶液進行混合，得到復合硅漿料，該復合硅漿料中硅的質量百分比為50％-90％；(4)、采用噴涂、印刷成膜工藝結合退火處理在P型多晶硅襯底上使用步驟(3)所得到復合硅漿料，沉積一層摻雜ZnO或TiO2的N型硅復合薄膜；(5)、采用磁控濺射工藝或絲網(wǎng)印刷工藝制作銀柵電極和鋁背電極。
2. 根據(jù)權利要求1所述的多晶硅太陽能電池制作方法，其特征在于: 所述的P型多晶硅基片為物理冶金法制備的純度為99.999%的P 型多晶硅硅片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多晶硅太陽能電池制作方法，其工藝步驟包括有(1)選用以空穴為導電載體的P型多晶硅片為基片(2)采用球磨或者氣流粉碎的破碎工藝，制備N型多晶硅微米粉末；(3)將N型多晶硅微米粉末與含有ZnO或TiO2的納米晶膠體溶液進行混合，得到復合硅漿料，該復合硅漿料中硅的質量百分比為50％-90％；(4)在P型多晶硅襯底上使用步驟(3)所得到復合硅漿料，沉積一層摻雜ZnO或TiO2的N型硅復合薄膜；(5)制作銀柵電極和鋁背電極。本發(fā)明提供的多晶硅太陽能電池制作方法選擇廉價P型硅片作為襯底，同時避免了制絨、擴散摻雜等工藝，成本低廉，工藝簡單，且光電轉換效率高，具有非常廣泛的產業(yè)化價值。
文檔編號H01L31/18GK101504960SQ20091009675
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月16日 優(yōu)先權日2009年3月16日
發(fā)明者青 萬, 方旭昶, 策 鄭 申請人:溫州競日光伏科技有限公司