一种晶体硅太阳电池生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种电池生产工艺，更具体的讲是一种晶体硅太阳电池生产工艺，其包括如下步骤：制绒、扩散、去除磷硅玻璃和PECVD沉积氮化硅、硅片表面蚀刻、烘干、丝网印刷、烧结和分检，本发明专利技术的有益效果是：采用反应离子蚀刻设备在镀膜后的硅片上进行离子蚀刻，首先可以在氮化硅表面形成细小的粗糙表面，而且氮化硅表面经过反应离子的轰击，会形成一层比较致密的氮化硅层，达到双层膜氮化硅薄膜的目的，有利于太阳光在电池正表面对短波的吸收，达到提高短路电流的效果；而且致密的氮化硅层有利于太阳电池稳定，降低光衰，提高太阳电池的使用寿命，效率提升0.6%以上。

【技术实现步骤摘要】
一种晶体硅太阳电池生产工艺
本专利技术涉及一种电池生产工艺，更具体的讲是一种晶体硅太阳电池生产工艺。
技术介绍
太阳电池是把吸收到的太阳光经过半导体材料的光电转换进行发电的，怎么提升太阳电池对太阳光的吸收是提高转换效率的关键因素之一。传统的太阳电池是通过酸/碱制绒工艺使其受光面形成绒面微米/亚微米结构，达到增加太阳光入射的目的。最近的研究表明，可以通过在绒面结构的微米/亚微米结构上通过各种方法进行更细结构的蚀刻，达到纳米结构，可以显著地提高太阳光的吸收。例如在制绒后的硅片上进行反应离子蚀刻（ReactiveIonEtching，RIE），可以提高太阳电池的效率0.5%左右，但是这种方法并不能缩短电池衰减时间。除了考虑用制绒提高太阳电池的光吸收，也可以考虑从减反射膜的改善提高太阳电池的光吸收。减反射的原理是利用减反射层(ARC)前后两个表面所反射的光叠加并相消，从而达到减弱反射光的作用。晶体硅太阳电池的减反射层满足最佳减反射条件时,有以下关系式：上式中：n0为空气(或玻璃)的折射率；nA为减反射层的折射率；nSi为晶体硅太阳电池的折射率，nSi≈3.8。对于空气中的太阳电池来说，n0＝1，计算得：nA≈1.949。而实际中，晶体硅太阳电池通常是封装在玻璃或其他封装材料(如EVA)之下的，此时n0≈1.5，则减反射层的折射率nA≈2.387。由此可知，氮化硅薄膜的折射率约为2.387时，可以获得最佳的减反射效果。然而，氮化硅薄膜的折射率过大时会导致严重的吸收损失，因此，氮化硅薄膜的折射率不能过大。实际应用的单层氮化硅薄膜的折射率往往在2.0－2.1之间，厚度在75－80nm之间，呈现出深蓝色。然而，氮化硅薄膜的折射率与其表面钝化效果有着密切的关系。折射率更高些(例如2.2－2.3之间)的氮化硅薄膜具有更高的Si-H键密度，可以有效地降低反向饱和电流，具有更好的钝化效果。因此，考虑光学损失后，单层氮化硅薄膜因不能采用较大的折射率，而不能充分地发挥出其优异的钝化效果。合理的双层氮化硅薄膜结构可以进一步提高薄膜的钝化效果，而不会带来严重的光吸收损失。
技术实现思路
针对以上不足，本专利技术公开了一种稳定性好、衰减速度慢、效率高的晶体硅太阳电池生产工艺，包括如下步骤：制绒、扩散、去除磷硅玻璃和PECVD沉积氮化硅后，再将有氮化硅的硅片经过反应离子蚀刻设备进行氮化硅表面的蚀刻，之后将硅片进行丝网印刷、烧结和分检，完成太阳电池整个工艺的制作。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种晶体硅太阳电池生产工艺，包括如下步骤：制绒、扩散、去除磷硅玻璃和PECVD沉积氮化硅、硅片表面蚀刻、烘干、丝网印刷、烧结和分检。上述硅片表面蚀刻采用反应离子蚀刻设备进行蚀刻。上述蚀刻气体为SF6和Cl2。其工艺参数为：SF6：50-1000sccm、Cl2：5-10sccm，功率150-2000w，压力4-10Pa，蚀刻时间0.5-5min。上述晶体硅为单晶硅或者多晶硅。PECVD：是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这种CVD称为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。本专利技术的有益效果是：采用反应离子蚀刻设备在镀膜后的硅片上进行离子蚀刻，首先可以在氮化硅表面形成细小的粗糙表面，而且氮化硅表面经过反应离子的轰击，会形成一层比较致密的氮化硅层，达到双层膜氮化硅薄膜的目的，有利于太阳光在电池正表面对短波的吸收，达到提高短路电流的效果；而且致密的氮化硅层有利于太阳电池稳定，降低光衰，提高太阳电池的使用寿命，效率提升0.6%以上。附图说明：图1为用该专利技术的生产工艺和传统生产工艺制备的多晶太阳电池片对太阳光反射比较图；图2为该专利技术工艺与传统工艺制作的多晶太阳电池的效率衰减图；图3为该专利技术工艺制作的晶太阳电池的效率分布图；图4为传统工艺制作的多晶太阳电池的效率分布图；图中：1-传统工艺制备的多晶太阳电池反射率，2-本专利技术方法制备的多晶太阳电池反射率，3-传统工艺制备的多晶太阳电池衰减，4-本专利技术方法制备的多晶太阳电池衰减。具体实施方式：下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明，以便本领域技术人员可以更好的了解本专利技术，但并不因此限制本专利技术。实施例1多晶硅片进行制绒、扩散、去除磷硅玻璃和PECVD沉积氮化硅后，再将有氮化硅的硅片经过反应离子蚀刻设备进行氮化硅表面蚀刻，氮化硅表面形成细小的粗糙表面。之后将硅片进行丝网印刷、烧结和分检，完成太阳电池整个工艺的制作。反应离子蚀刻的工艺参数为SF6100sccm，Cl27sccm，功率1000w压力5Pa,蚀刻时间1min。所得太阳电池反射率、衰减速度、效率检测见图1、2和3。由图1可以看出在短波段，使用该专利技术工艺的太阳电池吸光率比传统工艺的太阳电池的吸光率有明显提升。由图2可以看出，同样效率的电池使用该工艺的太阳电池衰减后效率高0.25%；并且使用该工艺的太阳电池衰减时间也大大减少。根据图3可知，使用该工艺的太阳电池对效率的效率提升0.6%以上，并且效率分档更加集中。由以上分析可以看出，用该方法制造的太阳电池不但电池的效率得到整体提升；而且可以预见在安装电站后，其电站输出功率也得到更大程度的提高（电池的衰减降低）。实施例2单晶体硅太阳电池生产工艺，包括如下步骤：制绒、扩散、去除磷硅玻璃和PECVD沉积氮化硅、再将有氮化硅的硅片经过反应离子蚀刻设备进行氮化硅表面蚀刻，氮化硅表面形成细小的粗糙表面。之后将硅片进行丝网印刷、烧结和分检，完成太阳电池整个工艺的制作。反应离子蚀刻的工艺参数为SF6100sccm，Cl27sccm，功率1000w压力5Pa,蚀刻时间1min。所得太阳电池反射率、衰减速度、效率检测于实施例1基本相同。实施例3多晶硅片进行制绒、扩散、去除磷硅玻璃和PECVD沉积氮化硅后，再将有氮化硅的硅片经过反应离子蚀刻设备进行氮化硅表面蚀刻，氮化硅表面形成细小的粗糙表面。之后将硅片进行丝网印刷、烧结和分检，完成太阳电池整个工艺的制作。反应离子蚀刻的工艺参数为SF6100sccm，Cl27sccm，功率1000w压力5Pa,蚀刻时间5min。所得太阳电池反射率比实施例1高1%，衰减后的效率比实施例1低0.1%、效率比实施例1低1%。实施例4多晶硅片进行制绒、反应离子蚀刻、扩散、去除磷硅玻璃和PECVD沉积氮化硅后，，氮化硅表面形成细小的粗糙表面。之后将硅片进行丝网印刷、烧结和分检，完成太阳电池整个工艺的制作。反应离子蚀刻的工艺参数为SF6100sccm，Cl27sccm，功率1000w压力5Pa,蚀刻时间1min。所得太阳电池反射率比实施例1高2%、效率同为17.5%的太阳电池衰减速度在50h时效率为17.2%左右，比本专利技术衰减速度快而且同效率衰减后效率低0.25%左右、效率比实施例1低0.3%左右。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体硅太阳电池生产工艺，包括如下步骤：制绒、扩散、去除磷硅玻璃和PECVD沉积氮化硅、硅片表面蚀刻、烘干、丝网印刷、烧结和分检。

【技术特征摘要】
1.一种晶体硅太阳电池生产工艺，包括如下步骤：制绒、扩散、去除磷硅玻璃和PECVD沉积氮化硅后，再将有氮化硅的硅片经过反应离子蚀刻设备进行氮化硅表面蚀刻，氮化硅表面形成细小的粗糙...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾河顺，姜言森，任现坤，徐振华，张春艳，马继磊，
申请(专利权)人：山东力诺太阳能电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：