硅片选择性发射极对位结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种硅片选择性发射极对位结构，包括重度掺杂细栅线、重度掺杂mark点、主栅图形mark点和副栅图形mark点；重度掺杂mark点设置于重度掺杂细栅线与硅片的四个边、角的交界处，并以硅片中心对称；所述的主栅图形mark点和副栅图形mark点的位置完全重合；通过重度掺杂mark点的坐标计算得出的重度掺杂图形的中心位置与通过主栅图形mark点的坐标计算得出的主栅图形的中心位置、通过副栅图形mark点的坐标计算得出的副栅图形的中心位置分别重合。本实用新型专利技术解决了分步印刷方式的对位问题，使得在分步印刷的模式下，电极图形能够完全印刷在重度掺杂的结构上，同时主栅和细栅之间完全搭接，不发生偏移。

Selective emitter alignment structure on silicon wafer

The utility model relates to a selective emitter alignment structure for silicon wafers, which includes heavily doped fine grating lines, heavily doped marking points, main grating pattern marking points and auxiliary grating pattern marking points; heavily doped marking points are located at the junction of heavily doped fine grating lines and four edges and angles of silicon wafers, and are symmetrical with the center of silicon wafers; the positions of the main grating pattern marking points and the auxiliary grating pattern marking points are completely heavy. The center position of the heavily doped graph calculated by the coordinates of the heavily doped mark points coincides with the center position of the main grid graph calculated by the coordinates of the main grid graph mark points and the center position of the sub-grid graph calculated by the coordinates of the sub-grid graph mark points respectively. The utility model solves the alignment problem of step printing mode, so that under the step printing mode, the electrode pattern can be completely printed on the heavily doped structure, while the main grating and the fine grating are completely overlapped without offset.

【技术实现步骤摘要】
硅片选择性发射极对位结构
本技术涉及太阳能电池
，尤其是一种硅片选择性发射极对位结构。
技术介绍
随着光伏技术的不断发展，提高转化效率与降低成本这两方面已经成为光伏行业技术发展的两大主题。尤其在光伏产业化规模发展阶段，更高的效率与更低的成本是光伏行业发展的关键。钝化发射极技术是晶硅太阳能电池近年来最具性价比的效率提升手段，目前行业内开始逐步应用。如图1所示，为叠加了选择性发射极技术的PERC晶体硅太阳能电池的结构，包括硅片1，轻度掺杂2，重度掺杂3，银硅合金4，氮化硅/氮氧化硅减反射薄膜5，硅片正面银栅线6。目前常规的PERC电池的工艺流程为制绒→扩散→刻蚀→背面氧化铝钝化→正背面镀减反射膜→激光开槽→丝网印刷→烧结→测试。扩散工序是形成PN结的关键，当前最普遍的工艺是对P型硅片进行高温磷扩散后形成。其中PN结的深度越浅，表面的磷原子浓度越低，能够有效增加对太阳光短波段的吸，使得太阳能电池的开路电压和短路电流明显提升，但同时扩散后硅片表面的方块电阻会越高，会导致填充因子下降。另外因为表面的磷原子浓度偏低，会增加烧结工序中形成的银硅合金的接触电阻，进一步降低了太阳能电池的填充因子。因此一味提升扩散后的方块电阻，并不能有效增加太阳能电池的效率。理想状态下，未印刷金属浆料区域(即没有银硅合金)的方块电阻做高，提升太阳能电池片的开路电压和短路电流。而印刷金属浆料区域处的方块电阻就做低(增加PN结的深度，增加表面的磷原子浓度)，降低银硅合金的接触电阻，抑制太阳电池的填充因子进一步降低，这样就能有效提升太阳能电池的效率。这种对硅片表面的PN结深度和磷原子浓度有不同要求的工艺，即是我们常说的选择性发射极技术。实施选择性发射极的方式有多种，其中包括使用激光掺杂工艺、印刷掺杂浆料以及印刷掩膜再刻蚀清洗等方式，但不论使用哪一种方式，最终的目的就是在硅片表面同时形成重度掺杂(即PN结的深度越深，表面的磷原子浓度高)和轻度掺杂(即PN结的深度越浅，表面的磷原子浓度低)的结构。其中重度掺杂的结构图形必须要与网版印刷出的电极图形相同，确保金属浆料完全印刷在重度掺杂的图形上。不能印刷到轻度掺杂的区域，否则会导致银硅合金的接触电阻增加，降低填充因子，导致转换效率降低。如图6所示，是有重掺结构的硅片印刷金属浆料后的最终图形，重掺结构上完全印刷了浆料。关于掺杂的图形结构请参考图2，包括重度掺杂的细栅线6，重度掺杂的mark点7。图3是电极结构的细栅线图形，包括银细栅线5，银栅线mark点8。图4是电极结构的主栅线图形，包括金属主栅线9，主栅线mark点10。图5是有重掺结构的硅片印刷金属浆料后的最终图形，重掺结构上完全印刷了浆料。图6、7是分步印刷主栅和细栅后的状态。图8是主栅印刷偏移的状态。图9、图10是重度掺杂的mark点位置和主栅位置重叠的情况。在制备常规PERC电池的过程中，因为硅片上没有重度掺杂图形，行业内的部分电池制造商采用的印刷方式为细栅线和主栅线分步印刷。即先通过边缘对准的方式，在硅片上完成主栅(或细栅)的印刷，然后再次完成细栅(或主栅)的印刷。分步印刷的优势在于，主栅浆料和细栅浆料可以分开来使用不同的浆料搭配，相互不影响，选择性更高，而且更能节省成本。因为是分步印刷的方式，必须要求首次完成的印刷图形能够完全被烘干，才能进行下一步的印刷。细栅线的形貌对电池的转换效率有极大的影响，为了不影响细栅的形貌，多数采用先印刷主栅，再印刷细栅的方式，防止细栅线在二次印刷时被压塌，导致变形。而且现在的为了保证细栅浆料的性能，细栅浆料的烘干性均比较差，很容易刮花，所以先印刷主栅再印刷细栅已经成为主流的分步印刷方式。因为具有选择性发射极技术的硅片表面有重度掺杂的结构，而且电极图形必须和重度掺杂的图形重合，这就对印刷的精度要求更加严格。从理论上来讲，重度掺杂结构的图形中心是和硅片中心重合的，通过抓取硅片边缘的对准方式即可获得硅片的中心位置，但是实际过程中，硅片的边缘尺寸是有误差的，因此每次通过抓取硅片边缘的方式获得的中心位置和重度掺杂结构的图形中心位置是有片差的，这些偏差会完全导致电极的细栅图形无法完全印刷在重度掺杂结构上，影响转换效率。对于先印刷主栅，再印刷细栅的分步印刷来说，如果采用抓取硅片边缘的方式印刷主栅，会出现如图8所示的偏移情况，即使印刷的细栅图形能够完全印刷在重度掺杂结构上，主栅线和细栅线也会相互脱离，影响电池的外观和效率。行业内也存在在硅片上进行重度掺杂时，除了形成重度掺杂的细栅线，还会在硅片上形成重度掺杂的mark点，在先印刷主栅时，可以抓取重度掺杂的mark点，避免发生如图8所示的主栅偏移情况。如图9、10所示，是目前常用的一种对位结构，重度掺杂mark点设置在硅片上的位置刚好和主栅mark点的位置重合，但这样会导致高清摄像头无论是在抓取重度掺杂mark点时还是主栅mark点时，都回受到另外一个mark点的干扰，引起误判。而且往后的发展，主栅宽度越来越细，主栅上的mark点也越来越小，两个mark点重合在一起更易引起误判。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提供一种硅片选择性发射极对位结构，解决了分步印刷(先印刷主栅，再印刷细栅)方式的对位问题，使得在分步印刷的模式下，电极图形能够完全印刷在重度掺杂的结构上，同时主栅和细栅之间完全搭接，不发生偏移。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种硅片选择性发射极对位结构，包括重度掺杂细栅线、重度掺杂mark点、主栅图形mark点和副栅图形mark点；所述的重度掺杂mark点设置于重度掺杂细栅线与硅片的四个边、角的交界处，并以硅片中心对称；所述的主栅图形mark点和副栅图形mark点的位置完全重合；通过重度掺杂mark点的坐标计算得出的重度掺杂图形的中心位置与通过主栅图形mark点的坐标计算得出的主栅图形的中心位置、通过副栅图形mark点的坐标计算得出的副栅图形的中心位置分别重合。进一步的说，本技术所述的重度掺杂mark点的长度为1～2mm；宽度为1～2mm。再进一步的说，本技术所述的重度掺杂mark点设置于重度掺杂细栅线与硅片的四个边交界处呈“T”字型或“L”字型；重度掺杂mark点设置于重度掺杂细栅线与硅片的四个角交界处呈“L”字型。本技术的有益效果是：1、使得选择性发射极电池的印刷能够继续使用分布印刷的方式(先印刷主栅、再印刷细栅)；2、主栅和细栅的电极图形完全搭接，不会发生偏移；3、细栅电极图形能够完全印刷在重度掺杂结构上，不发生偏移；4、主栅和细栅网版相互不影响，即使主栅网版更换，也不影响细栅图形的印刷对位；5、增加选择性发射极技术后，印刷设备不要额外增加，节省成本；6、从电池外观上看不到重度掺杂的mark点，不影响电池外观；附图说明图1是叠加了选择性发射极技术的PERC晶体硅太阳能电池的结构；图中：1、硅片；2、轻度掺杂；3、重度掺杂；4、银硅合金；1-5、氮化硅/氮氧化硅减反射薄膜；1-6、硅片正面银栅线；图2是掺杂的图形结构，图中：1、硅片；6、重度掺杂的细栅线，7、重度掺杂的mark点；图3是电极结构的细栅线图形，图中：1、硅片；5、银细栅线，8、银栅线mark点；图4是电极结构的主栅线图形，图中：9、金属主栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅片选择性发射极对位结构，其特征在于：包括重度掺杂细栅线、重度掺杂mark点、主栅图形mark点和副栅图形mark点；所述的重度掺杂mark点设置于重度掺杂细栅线与硅片的四个边、角的交界处，并以硅片中心对称；所述的主栅图形mark点和副栅图形mark点的位置完全重合；通过重度掺杂mark点的坐标计算得出的重度掺杂图形的中心位置与通过主栅图形mark点的坐标计算得出的主栅图形的中心位置、通过副栅图形mark点的坐标计算得出的副栅图形的中心位置分别重合。

【技术特征摘要】
1.一种硅片选择性发射极对位结构，其特征在于：包括重度掺杂细栅线、重度掺杂mark点、主栅图形mark点和副栅图形mark点；所述的重度掺杂mark点设置于重度掺杂细栅线与硅片的四个边、角的交界处，并以硅片中心对称；所述的主栅图形mark点和副栅图形mark点的位置完全重合；通过重度掺杂mark点的坐标计算得出的重度掺杂图形的中心位置与通过主栅图形mark点的坐标计算得出的主栅图形的中心位置、通过副...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，黄辉巍，薛伟，陆晓慧，黄柳柳，
申请(专利权)人：江苏顺风新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32