一种利用绝缘边保护层来制备N型电池的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用绝缘边保护层来制备N型电池的方法。具体的步骤包括以下：(1)选择N型的单晶硅片，经过清洗制绒、硼扩散、去BSG；(2)利用滚筒传输装置，将介电层膜均匀的涂抹在硅片的边缘；(3)利用扩散进行磷扩散前或LPCVD沉积多晶硅前，利用高温将介电层与硅片进行微烧结；(4)脱胶，利用HF将绝缘的介电层及沉积在介电层上的磷一起进行剥离；(5)RCA去PSG层或多晶硅层绕镀后、正面进行AlOx、SiNx钝化，背面进行SiNX钝化(6)正面印刷银浆后进行烧结。该方法可有效解决N型硅片的边缘漏电问题。

【技术实现步骤摘要】
一种利用绝缘边保护层来制备N型电池的方法
本专利技术提供了一种利用绝缘材料，在制备N型电池过程中，解决边缘漏电的方法，本专利技术涉及太阳能电池

技术介绍
随着光伏产业的迅速发展，市场迫切需求一种工艺流程简单、光电转化效率高的太阳能电池产业化制备技术来降低光伏发电成本，使光伏发电成本达到与市电同价或低于市电价格的目标。P型的PERC因只有磷扩散的一个扩散工艺，所以在除去磷的绕镀和漏电时，在洗磷步可以同时完成。但后续随N型硅片的成本逐步降低，N型的硅片例如Topcon电池其效率以达到23.5％，N型的市场逐步被市场所开发。但N型在制作过程中需要制备PN结和背电场，即既要硼扩又需要进行磷扩或磷注入，两种扩散就会产能绕镀和边缘漏电的问题，这个问题是困扰N型PERT和Topcon的难题。其中磷注入采用的是离子注入将磷注入硅片内，离子注入可有效避免绕镀和边缘漏电问题，但离子注入设备昂贵，维护成本高，生产成本高等，并不利于大规模量产；且传统的绝缘层对电池片损伤比较大，切片绝缘则损失电池片，边缘裂片存在损伤层。而采用低成本的磷扩散，必然要解决磷绕镀和磷边缘漏电的问题，其中一种方式采用激光进行绝缘，但激光绝缘对硅片损伤大，并容易产能裂痕、隐裂等损伤，边缘裂片存在损伤层，对电池片效率影响也大。其中CN201010228706.5一种掩膜阻挡边缘扩散的太阳能电池制作工艺，在扩散步骤前，在硅片边缘四周覆盖阻挡扩散的掩膜，阻挡扩散的掩膜，为二氧化硅膜或者氮化硅膜。用的PECVD和炉管生长SiNx或SiO2进行绝缘，未说明是在硼扩后还是磷扩后，若是硼扩后，背抛是如何解决边缘不被刻蚀；若是磷扩后，无法解决SiNx和SiO2的绕镀问题，且SiNx或SiO2的绝缘层不除去，磷绕镀边缘有漏电的风险，仍无法解决PECVD管沉积SiNx和SiO2的绕镀问题的风险。因此，如何解决硼、磷扩散造成的边缘绕镀和边缘漏电问题是困扰N型硅片(非异质结电池)的一个主要问题，该方法利用一种绝缘材料，在磷扩前对边缘进行保护，该边缘绝缘处理方法不仅生产成本极低、有利于后续的去除，有效解决边缘短路等问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决目前N型PERT及Topcon制备过程中，硼扩和磷扩或磷离子注入的过程中，很难解决边缘绕镀漏电的问题，最终影响电池片的整体效率。本专利技术利用玻璃粉制备得介电层膜在洗磷后均匀涂抹在边缘，然后利用扩散的高温进行推进，保护边缘，对边缘进行隔缘，后续利用HF进行剥离，该方法实现电池片边缘绝缘保护的效果，不会对电池片产生不良影响，能有效解决边缘短路等问题，提高电池的光电效率。本专利技术采用的技术方案如下：(1)选择N型的单晶硅片，经过常规工艺清洗制绒、硼扩散、去BSG；作为优选：表面制绒处理后的硅片放置炉管中进行硼扩散，采用的硼源可以是液态的BBr3也可是气态的BCl3，扩散的温度在800～1200℃，扩散的时间为1～3h；去BSG：将硼扩散后的硅片，放置去BSG设备，进行背抛和去BSG处理，其中背抛采用的溶液为HCl/HNO3或NH3H2O/H2O2或KOH/添加剂的其中一组组合进行背抛，去BSG采用3％～30％的HF进行去表面BSG层。(2)利用滚筒传输装置，将介电层膜均匀的涂抹在硅片的侧边边缘(这里的硅片的边缘仅指边缘的侧边，不含底部)利用滚筒传输装置，将介电层膜均匀的涂抹在硅片的边缘，其所用的设备可将介电层均匀的涂抹厚度为0.1～5mm的厚度，介电层的材质主要为玻璃粉、添加剂。玻璃粉中包含80-100％质量的玻璃粉末和0～20％质量的陶瓷粉末，其中：玻璃粉末由下述组分组成，按质量百分比计算，3～25％BaO、25～60％ZnO、15～35％B2O3、3～30％SiO2、0.2～6％Li2O和0～1.5％Al2O3；陶瓷粉末是选自氧化铝、氧化锆、锆石、氧化钛、堇青石、莫来石、硅石、硅锌矿、氧化锡和氧化锌中的至少一种。添加剂由机溶剂和有机粘接剂组成。有机溶剂一般为醇、酯、酮类有机物，例如松油醇、柠檬酸三丁酯、醋酸酯等中的一种，有机粘接剂一般为高分子聚合物树脂，例如乙基纤维素、苯乙烯、硝化纤维素等中的一种。作为优选：介电层的材质按质量百分比，由20％玻璃粉、35％乙基纤维素、45％松油醇混合得到。(3)利用扩散进行磷扩散前或LPCVD沉积多晶硅前，利用高温将介电层与硅片进行微烧结；其中在磷扩或制备多晶硅前，利用炉管先进行微烧结，其中工艺N2：100～5000sccm，温度设定500～900℃，时间设定1～30min。该工艺是叠加在磷扩或LPCVD沉积多晶工艺的基础上，磷扩温度设定在800～880℃，时间设定在60～150min之间。LPCVD沉积多晶硅的温度设定在500～800℃，时间设定在60～120min之间。(4)脱胶，利用HF将绝缘的介电层及沉积在介电层上的磷一起进行剥离；利用HF将绝缘的介电层及沉积在介电层上的磷一起进行剥离，其中HF的浓度设定质量分数1％～15％，时间设定30s～600s。(5)RCA去PSG层或多晶硅层绕镀后，正面进行AlOx、SiNx钝化，背面进行SiNX钝化；(6)正面印刷银浆后进行烧结，该方法可有效解决N型硅片的边缘漏电问题。与现有技术相比，本专利技术取得的优异效果为：本专利技术在硅片进行磷扩散前或LPCVD沉积多晶硅前，利用玻璃粉为介电层的材质制备得到边缘绝缘，从而使硅片在扩散过程中边缘四周不形成PN结，硅片正面和背面的PN结被隔离开，因此不需要对硅片进行边缘刻蚀，可直接杜绝硅片上下电极短路的问题，也不会产生因为边缘刻蚀造成电池片损坏及效率下降等损失，提高电池的光电效率，且该边缘绝缘可用HF将绝缘的介电层及沉积在介电层上的磷一起进行剥离，操作简单，适用于工业化生产。附图说明图1为传统方法制备N型电池和本专利技术方法制备N型电池的流程图对比。图2为本专利技术制备N型电池的步骤流程图。图3为本专利技术制备N型电池的结构图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面用具体实例来详细说明本专利技术的技术方案，但是专利技术并不局限于此。采用传统方法制备得到N型单晶硅片，制备流程为清洗制绒处理、硅片绒面进行正面硼扩散形成BSG、去除BSG、磷扩散形成PSG层、去PSG、ALD、正镀、背镀、印刷，得到N型单晶硅片。如图1所示，本专利技术在利用扩散进行磷扩散前或LPCVD沉积多晶硅前，利用高温将介电层与硅片边缘进行微烧结；微烧结后再进行磷扩散，扩散后将边缘保护层清洗去除。实施例1其中作为优选，实施例1高效N型TOPCon电池的具体操作条件为：(1)清洗制绒处理：选择N型晶体硅基体，对N型的硅片进行金属离子去除，表面制绒等处理；(2)正面硼扩散：将步骤(1)处理后的硅片放置炉管中进行硼扩散，采用的硼源可以是液态的BBr3也可是气态的BCl3，扩散的温度在800～1200℃，扩散的时间为2h；(3)去BSG：将步骤(2)后的硅片，放置去B本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用绝缘边保护层来制备N型电池的方法，包括以下的步骤：/n(1)选择N型的单晶硅片，经过清洗制绒、硼扩散、去BSG；/n(2)利用滚筒传输装置，将介电层膜均匀的涂抹在硅片的边缘；/n(3)利用扩散进行磷扩散前或LPCVD沉积多晶硅前，利用高温将介电层与硅片进行微烧结；/n(4)脱胶，利用HF将绝缘的介电层及沉积在介电层上的磷一起进行剥离；/n(5)RCA去PSG层或多晶硅层绕镀后、正面进行AlOx、SiNx钝化，背面进行SiNX钝化；/n(6)正面印刷银浆后进行烧结。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用绝缘边保护层来制备N型电池的方法，包括以下的步骤：
(1)选择N型的单晶硅片，经过清洗制绒、硼扩散、去BSG；
(2)利用滚筒传输装置，将介电层膜均匀的涂抹在硅片的边缘；
(3)利用扩散进行磷扩散前或LPCVD沉积多晶硅前，利用高温将介电层与硅片进行微烧结；
(4)脱胶，利用HF将绝缘的介电层及沉积在介电层上的磷一起进行剥离；
(5)RCA去PSG层或多晶硅层绕镀后、正面进行AlOx、SiNx钝化，背面进行SiNX钝化；
(6)正面印刷银浆后进行烧结。


2.根据权利要求1所述利用绝缘边保护来制备N型电池的方法，其特征在于：所述步骤(2)利用滚筒传输装置，将介电层膜均匀的涂抹在硅片的边缘，其所用的设备可将介电层均匀的涂抹厚度为0.1～5mm的厚度，介电层的材质主要为玻璃粉、添加剂。


3.根据权利要求2所述利用绝缘边保护来制备N型电池的方法，其特征在于：玻璃粉中包含80-10...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，吴家宏，张凯胜，孙铁囤，姚伟忠，胡琴，尹伟平，
申请(专利权)人：常州亿晶光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32