制造晶硅太阳能电池片的方法以及晶硅太阳能电池片技术

本发明专利技术涉及一种制造晶硅太阳能电池片的方法和晶硅太阳能电池片。制造方法中的制绒步骤为槽式碱制绒且利用具有搅拌机构的制绒槽完成，在所述制绒步骤中所述搅拌机构持续工作以将所述制绒槽内的制绒液搅拌均匀，所述制绒步骤使得每个所述P型硅片减重0.9g‑1.1g，并使得所述P型硅片的反射率为9％‑12％。本发明专利技术的制造方法优化了碱式背抛光工艺流程，降低单耗，成本降低，且由于碱式制绒槽设置有搅拌功能，能够将溶液循环加快，减少制绒生成的硅酸盐附着在绒面表面，所以可以保证绒面更加均匀。本发明专利技术还提供了其他各项工序中的诸多优选设置，均能够提升大尺寸晶硅太阳能电池片的转化效率、优化其性能。

Methods of manufacturing crystalline silicon solar cells and crystalline silicon solar cells

【技术实现步骤摘要】
制造晶硅太阳能电池片的方法以及晶硅太阳能电池片
本专利技术涉及能源领域，尤其涉及一种晶硅太阳能电池片及其制造方法。
技术介绍
随着全球煤炭、石油、天然气等常规化石能源消耗速度加快，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展已经受到严重威胁。世界各国纷纷制定各自的能源发展战略，以应对常规化石能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题。太阳能凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿性、环保性、资源充足性的特点已成为最重要的可再生能源之一，有望成为未来全球电力供应的主要支柱。在新一轮能源变革过程中，我国光伏产业已成长为具有国际竞争优势的战略新兴产业。然而，光伏产业发展仍面临诸多问题与挑战，转换效率与可靠性是制约光伏产业发展的最大技术障碍，而成本控制与规模化又在经济上形成制约。目前行业内最多电池类型为SE-PERC太阳能电池，尺寸均在156-158mm之间，所以现在很多工艺流程都是针对156-158mm尺寸的电池。但是根据行情的发展，为了节约硅料，降低硅片单耗，制作更适合切割的电池片，未来还是将发展166mm甚至210mm及以上尺寸的电池，甚至更大规格的电池即将成为行业内最主流的电池片类型。现在主要的单晶电池生产工艺基本都是SE+PERC电池结构，其将正面激光重掺杂技术(SE)与局部接触背钝化技术(PERC)相结合，大大提升了太阳能电池的效率。现有的SE+PERC叠加背面抛光工艺的电池制备方法分为两种，一种为酸刻蚀制备法，另一种为碱刻蚀法。在SE+PERC电池的制备过程中，刻蚀抛光的方法影响了其效率；酸法抛光虽然流程简单，但其被反射率低，光投射损失大，转化效率低；碱法抛光虽然通过碱抛光实现了背反射率的提升，但仍未大幅度提升太阳能电池转化效率。另一方面，对于大尺寸电池，对每个工序都提出了更高的要求，而不仅仅是工装夹具的等比例放大，现有的加工工序无法满足制造高品质大尺寸电池的要求。具体地，巨大的硅片面积使得其边缘与中心的温度很难达到一致，所以受温度影响的工序都会受到严重影响。大尺寸硅片横向排布其间隙更深，所以各种源扩散工序也会产生边缘浓度过高而中心浓度过低的结果，不易达到源浓度的平衡。并且，大尺寸硅片在工位里、炉管内、传送轨道上都是更加容易翘曲而磨损和污染的，所以整体的电性能和外观也会受到这些因素影响。事实上，大尺寸电池也需要更大尺寸的工位和腔室，以满足所需的真空性、均匀性、升温降温速率。因而需要提供一种制造晶硅太阳能电池片的方法以及晶硅太阳能电池片，以至少部分地解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种适用于大尺寸的晶硅太阳能电池片的制造方法和晶硅太阳能电池片，该制造方法优化了碱式背抛光工艺流程，降低单耗，成本降低，且由于碱式制绒槽设置有搅拌功能，能够将溶液循环加快，减少制绒生成的硅酸盐附着在绒面表面，所以可以保证绒面更加均匀。并且本专利技术所提供的方法中，酸排放量也极低，更加符合环保排放要求。另外，本专利技术还提供了其他各项工序中的诸多优选设置，均能够提升大尺寸晶硅太阳能电池片的转化效率、优化其性能。根据本专利技术的一个方面，提供了一种制造晶硅太阳能电池片的方法，所述方法包括如下步骤：设置尺寸为166mm以上的P型硅片；对所述P型硅片制绒；以及后续处理步骤，所述制绒步骤为槽式碱制绒且利用具有搅拌机构的制绒槽完成，在所述制绒步骤中所述搅拌机构持续工作以将所述制绒槽内的制绒液搅拌均匀，所述制绒步骤使得每个所述P型硅片减重0.9g-1.1g，并使得所述P型硅片的反射率为9％-12％。在一种实施方式中，所述后续处理步骤包括：通过多个磷源入口向所述P型硅片通入含磷蒸气以实现磷扩散。在一种实施方式中，所述磷源入口为两个或三个，且每一个所述磷源入口均具有独立的流量控制机构和温度控制机构。在一种实施方式中，在所述磷扩散的过程中，各个所述磷源入口对应的含磷蒸气的流量逐渐变化，且各个所述磷源入口对应的含磷蒸气的温度逐渐升高。在一种实施方式中，所述后续处理步骤包括：在所述P型硅片的顶表面的特定区域激光驱入，所述特定区域与其他区域的方阻差值为65Ω/□-85Ω/□。在一种实施方式中，所述后续处理步骤包括：使用链式炉并以纯氧作为氧化源对所述P型硅片进行链式退火，以使所述P型硅片的顶表面和底表面上生成氧化层，所述氧化层的厚度为0.5nm-3nm。在一种实施方式中，所述后续处理步骤依次包括：磷扩散步骤和生成氧化层的步骤；以及链式清洗步骤，在所述链式清洗步骤中采对所述P型硅片的顶表面的氧化层和扩散层用水膜实现保护，同时对所述P型硅片的底表面进行酸腐蚀，以去除所述P型硅片底表面的磷硅酸玻璃和氧化层。在一种实施方式中，所述后续处理步骤依次包括：磷扩散步骤和生成氧化层的步骤；以及采用槽式清洗机、并用碱和添加剂将所述P型硅片的背面进行抛光以去掉所述P型硅片的顶表面的磷硅酸玻璃层和氧化层，并使得每个所述P型硅片减重0.3g-0.45g，并使得所述P型硅片的反射率为42％-48％。在一种实施方式中，所述添加剂为氢氧化钾溶液，且所述氢氧化钾溶液的质量浓度为5％-20％。在一种实施方式中，所述后续处理步骤包括：对所述P型硅片的顶表面进行管式高温退火以形成氧化层，退火温度为500℃-780℃，所述氧化层厚度为1-5nm。在一种实施方式中，所述后续处理步骤包括：使用等离子体化学气相沉积方法在所述P型硅片的底表面上生成钝化层，所述钝化层为氧化铝层和氮化硅层的叠层，且所述钝化层的厚度为110nm-140nm。在一种实施方式中，所述后续处理步骤包括：使用等离子化学气相沉积方法在所述P型硅片的顶表面上生成减反膜，所述减反膜为氮氧化硅层和氮化硅层的叠层，所述减反膜的厚度为71-80nm，所述减反膜的折射率为2％-2.5％。在一种实施方式中，所述后续处理步骤包括：利用激光对所述P型硅片的底表面上的钝化层开孔，开孔光斑的尺寸为25-32μm，开孔率1-3％，在激光开孔的过程中，各个激光线彼此平行或彼此交错。在一种实施方式中，所述后续处理步骤包括印刷电极的步骤和烧结步骤。在一种实施方式中，在所述烧结步骤中烧结温度为250℃-900℃。在一种实施方式中，所述后续处理步骤包括多个氧化步骤，各个氧化步骤具有彼此不同的氧化参数，所述氧化参数包括氧化时间、通入流体的含氧量、通入的含氧流体的流量和流动速度。根据本专利技术另一方面，提供了一种由上述任意一项所述的方法制造的晶硅太阳能电池片。在一种实施方式中，所述晶硅太阳能电池片的尺寸为166mm以上，并且所述晶硅太阳能电池片包括：P型硅片，其顶表面为金字塔绒面，其底表面为抛光而成的平面；磷扩散层，所述磷扩散层位于所述P型硅片的顶表面上；氧化硅层，所述氧化硅层位于所述磷扩散层的顶表面上；减反膜，所述减反膜位于所述氧化硅层的顶表面上；钝化层，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造晶硅太阳能电池片的方法，所述方法包括如下步骤：/n设置尺寸为166mm以上的P型硅片；/n对所述P型硅片制绒；以及/n后续处理步骤，/n其特征在于，所述制绒步骤为槽式碱制绒且利用具有搅拌机构的制绒槽完成，在所述制绒步骤中所述搅拌机构持续工作以将所述制绒槽内的制绒液搅拌均匀，所述制绒步骤使得每个所述P型硅片减重0.9g-1.1g，并使得所述P型硅片的反射率为9％-12％。/n

【技术特征摘要】
1.一种制造晶硅太阳能电池片的方法，所述方法包括如下步骤：
设置尺寸为166mm以上的P型硅片；
对所述P型硅片制绒；以及
后续处理步骤，
其特征在于，所述制绒步骤为槽式碱制绒且利用具有搅拌机构的制绒槽完成，在所述制绒步骤中所述搅拌机构持续工作以将所述制绒槽内的制绒液搅拌均匀，所述制绒步骤使得每个所述P型硅片减重0.9g-1.1g，并使得所述P型硅片的反射率为9％-12％。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述后续处理步骤包括：通过多个磷源入口向所述P型硅片通入含磷蒸气以实现磷扩散。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述磷源入口为两个或三个，且每一个所述磷源入口均具有独立的流量控制机构和温度控制机构。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述磷扩散的过程中，各个所述磷源入口对应的含磷蒸气的流量逐渐变化，且各个所述磷源入口对应的含磷蒸气的温度逐渐升高。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述后续处理步骤包括：在所述P型硅片的顶表面的特定区域激光驱入，所述特定区域与其他区域的方阻差值为65Ω/□-85Ω/□。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述后续处理步骤包括：使用链式炉并以纯氧作为氧化源对所述P型硅片进行链式退火，以使所述P型硅片的顶表面和底表面上生成氧化层，所述氧化层的厚度为0.5nm-3nm。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述后续处理步骤依次包括：
磷扩散步骤和生成氧化层的步骤；以及
链式清洗步骤，在所述链式清洗步骤中采对所述P型硅片的顶表面的氧化层和扩散层用水膜实现保护，同时对所述P型硅片的底表面进行酸腐蚀，以去除所述P型硅片底表面的磷硅酸玻璃和氧化层。


8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述后续处理步骤依次包括：
磷扩散步骤和生成氧化层的步骤；以及
采用槽式清洗机、并用碱和添加剂将所述P型硅片的背面进行抛光以去掉所述P型硅片的顶表面的磷硅酸玻璃层和氧化层，并使得每个所述P型硅片减重0.3g-0.45g，并使得所述P型硅片的反射率为42％-48％。


9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述添加剂为氢氧化钾溶液，且所述氢氧化钾溶液的质量浓度为5％-20％。


10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述后续处理步骤包括：对所述P型硅片的顶表面进行管式高温退火以形成氧化层，退火温度为500℃-780℃，所述氧化层厚度为1-5nm。


11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述后续处理步骤包括：使用等离子体化学气相沉积方法在所述P型硅片的底表面上生成钝化层，所述钝化层为氧化铝层和氮化硅层的叠层，且所述钝化层的厚度为110...

【专利技术属性】
技术研发人员：周公庆，姚骞，张家峰，吴帅，赵沙桐，王秀鹏，
申请(专利权)人：通威太阳能眉山有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51