一种高效MWT太阳能电池的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效MWT太阳能电池的制备方法，包括：将制绒扩散后的硅片经掩膜工序后再进行刻蚀工序，刻蚀工序结束后依次进行以下工序：背面钝化层制备：在电池片背面制备一层钝化层；正面减反膜：在电池片正面制备一层减反膜；背面保护膜：在电池片背面钝化层上覆一层保护膜；开槽：将背面的减反膜和保护膜开槽，以便铝背场浆料和硅基体形成欧姆接触；其中，掩膜工序包括在硅片扩散面制备正电极图案对应的掩膜图案；刻蚀工序包括去除硅片周边及背面的PN结，对掩膜图形以外正面扩散层进行抛结，去除掩膜浆料，去除磷硅玻璃，并进行背面抛光。本发明专利技术所制备的电池转换效率高，工艺路线设备投入少，成本低，适合规模化量产。

【技术实现步骤摘要】
一种高效MWT太阳能电池的制备方法
本专利技术涉及硅太阳能电池工艺
，尤其涉及一种高效MWT太阳能电池制备方法。
技术介绍
金属穿孔卷绕硅太阳能电池(MWT)因其效率高，遮光面积小以及更好的外观特点受到越来越多的关注。MWT硅太阳能电池是通过激光钻孔将正面收集的能量穿过电池转移至电池背面，以减少遮光面积来达到提高转换效率的目的。专利CN201410016190.6提供了一种MWT的低成本制备方法，改方法在传统晶硅电池的制作流程上仅增加两道工序，即：在制绒工序前增加一道激光打孔工序和在扩散后或镀膜后增加一道孔洞处绝缘的工序。由于该方法工艺简单，增加设备少，成为目前业内MWT电池生产唯一量产的工艺。局部接触背钝化(PERC)太阳能电池是最近两年新开发出来的一种高效太阳能电池技术，得到了业内的广泛关注。如专利CN201410484916.9提供了一种丝网印刷纳米氧化铝或氧化硅制备钝化层的技术；专利CN201710054179.2提供了一种低复合率的单晶PERC电池工艺方案；专利CN201710125141.X提供了一种P型PERC双面太阳能电池的工艺方案。PERC电池工艺技术的核心是在硅片的背光面用氧化铝或氧化硅薄膜覆盖，起到钝化表面提高长波响应，从而提高电池的转换效率。同时，为了避免在烧结过程中铝金属破坏钝化层的钝化效率，一般在氧化铝或氧化硅薄膜上再覆盖一层氮化硅薄膜，起到保护作用。由于氧化铝或氧化硅不导电，需要对其局部开口以便形成欧姆接触，收集电流。选择性发射极(SelectiveEmitterSE)电池技术的核心是在电池片与栅线电极的接触区进行重掺杂，降低银硅接触电阻，从而改善填充因子；在电池片栅线电极之间的区域进行轻掺杂，提高短波长光线响应和降低表面复合，从而提高开路电压和短路电流。由于此结构同时兼顾了开路电压、短路电流和填充因子，从而能有效提升电池片的光电转换效率。制备SE电池的技术路线很多且成熟，包括激光掺杂法、二次扩散法、硅墨法等等。随着人们对晶硅电池的光电转换效率越来越高的要求，MWT高效电池技术结合其他高效电池技术的技术开发和研究也已迫在眉睫。
技术实现思路
专利技术目的：为解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种高效MWT太阳能电池的制备方法，所制备的电池转换效率高，工艺路线设备投入少，成本低，适合规模化量产。技术方案：本专利技术所述的高效MWT太阳能电池的制备方法，包括：将制绒扩散后的硅片经掩膜工序后再进行刻蚀工序，刻蚀工序结束后依次进行以下工序：(a)背面钝化层制备：在电池片背面制备一层钝化层；(b)正面减反膜：在电池片正面制备一层减反膜；(c)背面保护膜：在电池片背面钝化层上覆一层保护膜；(d)开槽：将背面的减反膜和保护膜开槽，以便铝背场浆料和硅基体形成欧姆接触；其中，掩膜工序包括在硅片扩散面制备正电极图案对应的掩膜图案；刻蚀工序包括去除硅片周边及背面的PN结，对掩膜图形以外正面扩散层进行抛结，去除掩膜浆料，去除磷硅玻璃，并进行背面抛光。掩膜所用的浆料为石蜡或抗酸高分子材料，厚度5-30μm。采用碱或二乙二醇单丁醚去除掩膜浆料。所述抛结后的方阻控制在90-150Ω/□，进一步为95-105Ω/□。所述钝化层为氧化铝或氧化硅，钝化层的厚度为1-50nm进一步为2-10nm。所述减反膜为氮化硅，折射率为1.9-2.2，进一步为2-2.1，膜厚为60-100nm，进一步为80-90nm；保护膜为氮化硅，折射率为1.9-2.2，进一步为2-2.1，膜厚为10-150nm，进一步为110-125nm。其中一种可实施的方式，硅片在经制绒扩散前先进行打孔，在硅片上形成用于填充浆料将正面电极汇集的电流引至基片背面的孔洞；掩膜工序时在孔洞内制备掩膜层。具体制备步骤包括：(1)打孔；(2)制绒：对硅片进行清洗和织构化，去除硅片表面的损伤层，在硅片表面制成绒面；(3)扩散：在硅片衬底沉积掺杂源并进行扩散制备PN结；(4)掩膜；(5)刻蚀；(6)背面钝化层制备；(7)正面减反膜；(8)背面保护膜；(9)开槽；(10)背面电极制备：在电池片片背面制备MWT背面电极的正极、背面电极的负极和进行堵孔；(11)铝背场制备：在电池片背面制备铝背场；(12)正面电极制备：在电池片正面制备正面电极；(13)烧结：将电池片共烧形成欧姆接触。另一种可实施的方式，所述高效MWT太阳能电池的制备方法，包括：(1)制绒：对硅片进行清洗和织构化，去除硅片表面的损伤层，在硅片表面制成绒面；(2)扩散：在硅片衬底沉积掺杂源并进行扩散制备PN结；(3)掩膜；(4)刻蚀；(5)背面钝化层制备；(6)正面减反膜；(7)背面保护膜；(8)开槽；(9)背面电极制备：在硅片背面制备MWT背面电极的正极；(10)铝背场制备：在硅片背面制备铝背场；(11)正面电极制备：在电池片正面制备正面电极；(12)烧结：将电池片共烧形成欧姆接触；(13)打孔：在电池片上打孔，形成用于填充浆料将正面电极汇集的电流引至电池片背面的孔洞；(14)印刷导电胶：用导电胶填充孔洞并制成背面电极的负极，与正面电极相连通形成电流通路；(15)烘干：烘干固化导电胶。上述方法中，硅片采用背靠背的方式进行单面扩散，扩散源为POCl3，扩散方阻为30-100Ω/□，进一步为50-60Ω/□。所述导电胶具体可以为贺利氏SOL570。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1.在传统PERC电池及MWT工艺基础上实现了MWT同时和SE、PERC工艺技术的叠加，采用正面印刷或打印掩膜浆料的方式，在电池正面和孔洞内制备掩膜层，同时达到SE及MWT绝缘的目的，所制备的电池转换效率高，工艺路线设备投入少，成本低，适合规模化量产。2.采用导电胶堵孔工艺取代常规银浆堵孔时，可以大大降低了银浆用量，节约了制程成本。3.采用激光打孔放在最后工序时，可以显著降低整个制程的碎片率，提高A级品率。附图说明图1为MWT太阳能电池的激光打孔图案；图2为一种正面掩膜图案；图3为另一种正面掩膜图案；图4为MWT太阳能电池背面电极图案；图5为MWT太阳能电池的铝背场；图6为MWT太阳能电池正面电极图案；图7为MWT太阳能电池背面电极图案；图8为MWT太阳能电池背面电极的负极图案；图9为MWT太阳能电池的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。图9示出了高效MWT太阳能电池的结构，包括正面(即受光面)具有扩散层2的硅片1，覆于扩散层2上的减反膜3，设于减反膜3上的正面栅线电极(或称正电极)4，设于硅片背面的钝化层5，覆于钝化层5上的保护膜6，电极孔7贯穿扩散层、硅片、减反膜、钝化层、保护膜和铝背场，用导电胶填充电极孔与正电极相连通并形成背面电极的负极8，负极8呈6×6矩阵分布，硅片的背面设有贯穿钝化层和保护膜的背面电极的正极9，正极呈5×5矩阵分布，每行正极处于两行负极之间，钝化层和保护膜形成有开槽10，铝背场11覆于背面保护膜上，并避让背面电极。实施例1本实施例高效MWT太阳能电池的制备方法如下：1.硅片：采用太阳能级P型单晶或多晶硅片作为衬底；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效MWT太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：将制绒扩散后的硅片经掩膜工序后再进行刻蚀工序，刻蚀工序结束后依次进行以下工序：(a)背面钝化层制备：在电池片背面制备一层钝化层；(b)正面减反膜：在电池片正面制备一层减反膜；(c)背面保护膜：在电池片背面钝化层上覆一层保护膜；(d)开槽：将背面的减反膜和保护膜开槽，以便铝背场浆料和硅基体形成欧姆接触；其中，掩膜工序包括在硅片扩散面制备正电极图案对应的掩膜图案；刻蚀工序包括去除硅片周边及背面的PN结，对掩膜图形以外正面扩散层进行抛结，去除掩膜浆料，去除磷硅玻璃，并进行背面抛光。

【技术特征摘要】
1.一种高效MWT太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：将制绒扩散后的硅片经掩膜工序后再进行刻蚀工序，刻蚀工序结束后依次进行以下工序：(a)背面钝化层制备：在电池片背面制备一层钝化层；(b)正面减反膜：在电池片正面制备一层减反膜；(c)背面保护膜：在电池片背面钝化层上覆一层保护膜；(d)开槽：将背面的减反膜和保护膜开槽，以便铝背场浆料和硅基体形成欧姆接触；其中，掩膜工序包括在硅片扩散面制备正电极图案对应的掩膜图案；刻蚀工序包括去除硅片周边及背面的PN结，对掩膜图形以外正面扩散层进行抛结，去除掩膜浆料，去除磷硅玻璃，并进行背面抛光。2.根据权利要求1所述的高效MWT太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用碱或二乙二醇单丁醚去除掩膜浆料。3.根据权利要求1所述的高效MWT太阳能电池的制备方法，其特征在于，钝化层为氧化铝或氧化硅，钝化层的厚度为1-50nm。4.根据权利要求1所述的高效MWT太阳能电池的制备方法，其特征在于，减反膜为氮化硅，折射率为1.9-2.2，膜厚为60-100nm；保护膜为氮化硅，折射率为1.9-2.2，膜厚为10-150nm。5.根据权利要求1所述的高效MWT太阳能电池的制备方法，其特征在于，硅片在经制绒扩散前先进行打孔，在硅片上形成用于填充浆料将正面电极汇集的电流引至基片背面的孔洞；掩膜工序时在孔洞内制备掩膜层。6.根据权利要求5所述的高效MWT太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：(1)打孔；(2)制绒：对硅片进行清洗和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李质磊，安欣睿，逯好峰，吴仕梁，路忠林，盛雯婷，张凤鸣，
申请(专利权)人：南京日托光伏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32