一种晶硅选择性发射极产业化印刷对位方法技术

本发明专利技术公开了一种晶硅选择性发射极产业化印刷对位方法，包括以下步骤：步骤一、硅片预处理；步骤二、P‑N结的制备；步骤三、SE激光掺杂；步骤四、MARK点的制备：调整激光参数，使得MARK点在镭射制备过程中的激光打标能量均要高于SE激光掺杂的能量；步骤五、硅片再处理；步骤六、背面丝网印刷；步骤七、正面对位丝网印刷；步骤八、烧结测试。本发明专利技术对现有的SE技术激光MARK点进行了两种修改方式，其中新的MARK点在镭射过程中的激光打标能量均要高于镭射掺杂线的能量，使镭射区的色度和形貌与非镭射区产生显著差异；同时方形的MARK点以方形激光光斑打出消除了边缘不规则性，便于肉眼确认观察机器印刷后是否偏移量超标及偏移的方向，非常值得推广。

A silicon based selective emitter industrialization printing counterpoint method

The invention discloses a method for industrialized printing and alignment of silicon selective emitters, which comprises the following steps: step 1, silicon wafer pretreatment; step 2, preparation of P_N junction; step 3, SE laser doping; step 4, preparation of MARK point: adjusting laser parameters to enable laser marking energy of MARK point in the process of laser preparation. The energy of SE laser doping should be higher than that of SE laser doping; Step 5, silicon wafer reprocessing; Step 6, back screen printing; Step 7, face-to-face screen printing; Step 8, sintering test. The invention modifies the existing SE laser MARK points in two ways, in which the laser marking energy of the new MARK points in the laser process is higher than that of the laser doping line, resulting in significant differences between the chromaticity and morphology of the laser region and the non-laser region, and the square MARK points are punched out with square laser spots to eliminate the edges. Irregularity, facilitate the naked eye to confirm whether the observation machine printing offset beyond the standard and the direction of offset, is very worthy of promotion.

【技术实现步骤摘要】
一种晶硅选择性发射极产业化印刷对位方法
本专利技术涉及丝网印刷
，具体为一种晶硅选择性发射极产业化印刷对位方法。
技术介绍
随着晶体硅技术的不断发展，太阳能电池生产规模的扩大以及电池价格的不断降低，降低生产成本、提高效率是电池技术发展的重点。对于现有的常规perc电池，其正面具有较高的结深和磷浓度，而反射极的高复合会导致较低的开压和短路电流，而选择性发射电极是因为其在接受光照的区域低浓度掺杂，在金属栅线下高掺杂，形成横向高低结结构增加P-N结间电势差，减少扩散层复合并降低金属接触区电阻，从而使电池性能整体得到提高，且该技术可以和多种背面提效技术叠加，便于电池效率进一步提升，和设备、材料的成本兼容使用。目前常用的技术为二次扩散法、湿法掩膜法、磷浆印刷法和激光掺杂法等，其中激光掺杂法因其工艺路线简化且兼容性高，设备、添加主辅料成本低廉等优势逐渐在产业化生产中扩大市场应用份额。在SE电池片印刷过程中，为了确保印刷细栅线在激光区域内，采用激光打出对位点的方式来进行印刷校准，因为激光选择性镭射宽度仅有100-120μm，而印刷栅线宽度在40-50μm左右，从而导致印刷偏移窗口仅30μm左右，这对印刷对位的精准性要求非常高，而激光图形和印刷图形的对准问题是选择性发射极晶硅电池提效的关键。现有晶体硅选择性发射极太阳能电池在量产中存在一个显著的问题就是印刷栅线和SE镭射掺杂线的对准问题，印刷可调整的偏移窗口仅30μm左右，实际生产中需要激光掺杂线与印刷栅线中心精准的对位，在现有的技术中，对准问题引申出两个较为明显的缺陷：1、均采用在激光掺杂时同时激光出印刷对位的MARK点，MARK点位是直径为0.5mm的实心圆，在实际量产中由于激光掺杂区的颜色差异和形貌与非掺杂区几乎无差异，且SE激光掺杂后还要经过6道生产工序才能进行印刷，无法用肉眼观察到基本对准情况和偏移量；2、因为单个激光光斑形状为方形，对于激光出圆形对位点会造成对位点圆的边缘不规则性，从而导致印刷相机在对位MARK点时，由于CCD对MARK点的抓取识别偏差会产生额外的偏移量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种晶硅选择性发射极产业化印刷对位方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种晶硅选择性发射极产业化印刷对位方法，包括以下步骤：步骤一、硅片预处理：对硅片进行预清洗和绒面制备；步骤二、P-N结的制备：调整N2量、通氧量、磷源量以及扩散温度，利用热扩散工艺制备出磷扩散层，且控制扩散层的方阻为100-180Ω；步骤三、SE激光掺杂：采用激光对硅片正面预备印刷金属细栅线的位置进行选择性掺杂，通过激光局部熔融，使得激光扫描位置的磷进一步扩散，从而形成局部高浓度磷掺杂，使得该区域的方阻值降为60-90Ω；步骤四、MARK点的制备：调整激光参数，使得MARK点在镭射制备过程中的激光打标能量均要高于SE激光掺杂的能量，在金属主栅的位置上形成方形MARK点；步骤五、硅片再处理：对硅片进行背面刻蚀去PSG，退火，氧化铝钝化膜以及正背面SiNx层工艺制备；步骤六、背面丝网印刷：在硅片背面进行激光开槽，对背面进行背电极和背电场的印刷；步骤七、正面对位丝网印刷：经过背电极和背电场印刷后，180°翻转电池片，以激光扫描制备的四个方形MARK点为印刷对位点，调节正电极印刷机台相机成功抓取四个方形MARK点的位置，使得金属细栅线能对应的印在步骤三所形成的高浓度磷掺杂区域上；印刷后，通过肉眼观察对比印刷栅线和方形MARK点的位置关系，判断印刷偏移的方向，并及时进行调节，当偏移情况调节至中心对准后，开始批量性SE电池的印刷；步骤八、烧结测试：烘干、烧结正背面金属浆料，测试分档，完成SE电池制备。优选的，所述方形MARK点的尺寸为0.5mm，MARK点的制备功率设置为20-30W，且雕刻速度降低至100-10000mm/s。优选的，所述方形MARK点为实心方形MARK点。优选的，所述方形MARK点为镂空方形MARK点，且细栅线在印刷时需要在镂空方形MARK点的位置穿越主栅。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、提高印刷相机抓取对位MARK点的精准性；2、方便晶硅选择性发射极电池量产中可以肉眼初步观察偏移量；3、减少量产中因对位造成的耗时，降低对位耗时造成对产能的影响。本专利技术对现有的SE技术激光MARK点进行了两种修改方式，其中新的MARK点在镭射过程中的激光打标能量均要高于镭射掺杂线的能量，采用多个大小不一的方形叠加的打标图形，使镭射区的色度和形貌与非镭射区产生显著差异；同时方形的MARK点以方形激光光斑打出消除了边缘不规则性，两种MARK点的打标激光能量均要高于镭射掺杂线的能量，在印刷过程中，一方面便于相机CCD抓取识别MARK点以减少额外的偏移量，另一方面便于肉眼确认观察机器印刷后是否偏移量超标及偏移的方向，方便及时的进行印刷机台进行调整,非常值得推广。附图说明图1为本专利技术的印刷对位方法流程示意图；图2为本专利技术的选择性发射极激光掺杂以及实心方形MARK点示意图；图3为本专利技术的A区结构放大示意图；图4为本专利技术的选择性发射极激光掺杂以及镂空方形MARK点示意图；图5为本专利技术的B区结构放大示意图；图6为本专利技术的丝网印刷金属细栅网版图形示意图；图7为本专利技术的镂空方形MARK点与细栅连接示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-7，本专利技术提供一种技术方案：一种晶硅选择性发射极产业化印刷对位方法，包括以下步骤：步骤一、硅片预处理：对硅片进行预清洗和绒面制备。步骤二、P-N结的制备：调整N2量、通氧量、磷源量以及扩散温度，利用热扩散工艺制备出磷扩散层，且控制扩散层的方阻为160Ω。步骤三、SE激光掺杂：采用激光对硅片正面预备印刷金属细栅线的位置即预先设置的图形进行选择性掺杂，通过激光局部熔融，使得激光扫描位置的磷进一步扩散，从而形成局部高浓度磷掺杂，使得该区域的方阻值降为80Ω,选择性激光掺杂图形如说明书附图2和说明书附图4所示，所有线段均为激光需扫面位置。步骤四、MARK点的制备：在激光MARK点时需要对激光参数进行单独的选择，调整激光参数，所述方形MARK点的尺寸为0.5mm，MARK点的制备功率设置为28W，且雕刻速度降低至1000mm/s，使得MARK点在镭射制备过程中的激光打标能量均要高于SE激光掺杂的能量，在金属主栅的位置上形成方形MARK点，也是印刷所需正极网版上对位点的位置，位置如说明书附图2和说明书附图4所示，其中激光扫描对位MARK点的激光参数和扫描预留细栅线位置的参数不同，需要单独进行参数的修改，以得到更好的对位点形貌和方便识别。方形MARK点分为两种，一种为实心方形MARK点，如说明书附图3所示，且实心方形MARK点在主栅上的位置没有特殊要求；另一种为镂空方形MARK点，如说明书附图5所示，镂空方形MARK点的使用，需要细栅线在MARK的位置穿越主栅，对MARK点位置有所要求。对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶硅选择性发射极产业化印刷对位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、硅片预处理：对硅片进行预清洗和绒面制备；步骤二、P‑N结的制备：调整N2量、通氧量、磷源量以及扩散温度，利用热扩散工艺制备出磷扩散层，且控制扩散层的方阻为100‑180Ω；步骤三、SE激光掺杂：采用激光对硅片正面预备印刷金属细栅线的位置进行选择性掺杂，通过激光局部熔融，使得激光扫描位置的磷进一步扩散，从而形成局部高浓度磷掺杂，使得该区域的方阻值降为60‑90Ω；步骤四、MARK点的制备：调整激光参数，使得MARK点在镭射制备过程中的激光打标能量均要高于SE激光掺杂的能量，在金属主栅的位置上形成方形MARK点；步骤五、硅片再处理：对硅片进行背面刻蚀去PSG，退火，氧化铝钝化膜以及正背面SiNx层工艺制备；步骤六、背面丝网印刷：在硅片背面进行激光开槽，对背面进行背电极和背电场的印刷；步骤七、正面对位丝网印刷：经过背电极和背电场印刷后，180°翻转电池片，以激光扫描制备的四个方形MARK点为印刷对位点，调节正电极印刷机台相机成功抓取四个方形MARK点的位置，使得金属细栅线能对应的印在步骤三所形成的高浓度磷掺杂区域上；印刷后，通过肉眼观察对比印刷栅线和方形MARK点的位置关系，判断印刷偏移的方向，并及时进行调节，当偏移情况调节至中心对准后，开始批量性SE电池的印刷；步骤八、烧结测试：烘干、烧结正背面金属浆料，测试分档，完成SE电池制备。...

【技术特征摘要】
1.一种晶硅选择性发射极产业化印刷对位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、硅片预处理：对硅片进行预清洗和绒面制备；步骤二、P-N结的制备：调整N2量、通氧量、磷源量以及扩散温度，利用热扩散工艺制备出磷扩散层，且控制扩散层的方阻为100-180Ω；步骤三、SE激光掺杂：采用激光对硅片正面预备印刷金属细栅线的位置进行选择性掺杂，通过激光局部熔融，使得激光扫描位置的磷进一步扩散，从而形成局部高浓度磷掺杂，使得该区域的方阻值降为60-90Ω；步骤四、MARK点的制备：调整激光参数，使得MARK点在镭射制备过程中的激光打标能量均要高于SE激光掺杂的能量，在金属主栅的位置上形成方形MARK点；步骤五、硅片再处理：对硅片进行背面刻蚀去PSG，退火，氧化铝钝化膜以及正背面SiNx层工艺制备；步骤六、背面丝网印刷：在硅片背面进行激光开槽，对背面进行背电极和背电场的印刷；步骤七、正面对位丝网印刷：经过背电极和背电场印刷后，180°翻转电池片，以激光扫描制备的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨蕾，张冠伦，吴俊旻，常青，洪布双，王岚，张鹏，
申请(专利权)人：通威太阳能合肥有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34