一种SE电池的选择性制绒方法技术

本发明专利技术涉及太阳能电池制造技术领域，具体公开一种SE电池的选择性制绒方法。本发明专利技术提供的SE电池的选择性制绒方法，在制绒之前对硅片的重掺杂区进行激光刻蚀，改变重掺杂区的晶粒取向，从而使得硅片接触区和非接触区的晶粒取向不同，进而使得在相同的制绒条件下，接触区和非接触区制绒后表面存在差异，非接触区形成完整有序排列的金字塔形貌，金字塔绒面致密，有利于陷光，对提高电池短路电流有积极作用；接触区部分形成抛光面+制绒面的混绒结构，增大了与电池正面金属浆料的接触性，电池的填充因子得到了显著提高，进而有效提高了电池的转化效率，且整个工艺操作简单，制绒效率高，具有较高的推广应用价值。较高的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种SE电池的选择性制绒方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池制造
，尤其涉及一种SE电池的选择性制绒方法。

技术介绍

[0002]随着光伏技术的快速发展，晶体硅太阳能电池的转换效率逐年提高。目前，主流的P型双面PERC电池(钝化发射区背面电池)的研究已经遇到效率瓶颈。TOPCon(隧穿氧化钝化接触)电池是一种高效的太阳能电池，其通过在器件背面设置一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合，提升了电池的开路电压和短路电流。
[0003]目前，选择性发射极(selective emitter，SE)太阳能电池，即在金属栅线与硅片接触部分及其附近进行高浓度掺杂，而在电极以外的区域进行低浓度掺杂，将接触区做重掺杂有利于电荷传输，将非接触区做轻掺杂有利于表面钝化，减少复合损失，提升电池开压，进而提升电池的转换效率。SE+TOPCon技术的结合，将进一步提高电池的转化效率，是未来高效太阳能电池的主流发展趋势。
[0004]但是，目前的制绒工艺是在硅片表面进行均匀制绒，在栅线接触区和非接触区形成的绒面结构相同，不利于栅线部分的电荷传输和栅线与硅片形成优异的接触，进而限制了电池转化效率的进一步提升。因此，有必要开发一种新的制绒工艺，在硅片表面的栅线接触区和非接触区形成差异性的绒面结构，以同时满足电荷传输和表面钝化的要求，充分发挥不同区域的优势，进而有效提高电池的转化效率。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中制绒工艺无法针对栅线接触区和非接触区形成差异性绒面结构，导致电池的转化效率无法充分提高的问题，本专利技术提供一种SE电池的选择性制绒方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
[0007]一种SE电池的选择性制绒方法，包括以下步骤：
[0008]步骤a，采用激光对硅片栅线下方的重掺杂区进行激光刻蚀，得预处理硅片；
[0009]步骤b，将所述预处理硅片浸入制绒液中进行制绒，得制绒硅片；
[0010]步骤c，将所述制绒硅片浸入含氢氟酸的酸洗液中对硅片表面进行酸洗。
[0011]相对于现有技术，本专利技术提供的SE电池的选择性制绒方法，在制绒之前对硅片的重掺杂区进行激光刻蚀，改变重掺杂区的晶粒取向，从而使得硅片接触区和非接触区的晶粒取向不同，进而使得在相同的制绒条件下，接触区和非接触区制绒后表面存在差异，非接触区形成完整有序排列的金字塔形貌，金字塔绒面致密，有利于陷光，适用于晶体硅电池表面光吸收，对提高电池短路电流有积极作用；接触区部分位置形成金字塔形貌，部分区域处于金字塔的萌发期，部分区域为塔基形貌，正是由于这种混绒面结构的存在，增大了与电池正面金属浆料的接触性，电池的填充因子得到了显著提高，进而有效提高了电池的转化效率，且整个工艺操作简单，制绒效率高，具有较高的推广应用价值。
[0012]优选的，步骤a中，所述激光刻蚀的激光波长为500nm
‑
1500nm，脉冲的长度为10ps
‑
20ns，重复频率为120KHz
‑
180KHz，聚焦投射到硅片表面的激光光斑直径为10μm
‑
50μm。
[0013]优选的激光刻蚀条件有利于改变重掺杂区晶粒的取向，在制绒工艺中使得重掺杂区形成类似于抛光面+制绒面的混绒结构，便于金属接触区域的制备，有利于提高电池的填充因子。
[0014]示例性的，激光刻蚀区域的主栅根数为5
‑
20根，每根栅线的宽度为0.2
‑
2mm，细栅根数112根。
[0015]优选的，步骤b中，所述制绒液包括如下质量浓度的组分：强碱1％
‑
5％，制绒添加剂0.5％
‑
4％，余量为水。
[0016]优选的，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
[0017]优选的，所述制绒添加剂为拓邦TB20添加剂。
[0018]优选的制绒液有利于改善绒面结构，在接触区形成形成粗糙的混绒结构表面，保证栅线与硅基之间形成优异的接触；在非接触区形成规整致密的金字塔结构，提高电池表面的光吸收，进而有利于提高短路电流；制绒后非激光刻蚀区的表面反射率为9％
‑
11％，激光刻蚀区的表面反射率为20％
‑
30％，有利于充分发挥不同区域的优势，兼顾短路电流和填充因子的同时提升，进而有利于进一步提高电池转换效率。
[0019]优选的，步骤b中，制绒温度为75℃
‑
85℃，制绒时间为5min
‑
10min。
[0020]本专利技术提供的选择性制绒工艺适用于选择性发射电池表面结构的制备，后续配合选择性发射电极的制备工艺，在该结构电池的栅线下方形成良好的接触，在轻掺杂区形成的规整有序的金字塔结构利于吸光，结合不同区域的优势，有利于进一步提高电池的短路电流和填充因子，进而有利于显著提高电池的转换效率。
[0021]优选的，步骤c中，所述含氢氟酸的酸溶液包括如下质量浓度的组分：HF 1％
‑
10％，HCl 0％
‑
5％，余量为水。
[0022]优选的，步骤c中，所述酸洗的温度为20℃
‑
40℃，酸洗的时间为60s
‑
180s。
[0023]优选的酸洗条件，有利于对制绒后的硅片进行充分清洁。
[0024]优选的，步骤a之前还包括：
[0025]步骤S101，将硅片依次进行碱洗和酸洗，得清洗硅片；
[0026]步骤S102，采用PECVD法在所述清洗硅片正面制备氮化硅掩膜。
[0027]在进行激光刻蚀之前，对硅片表面进行清洗和制备氮化硅掩膜，可使激光刻蚀的边缘更清晰，改善绒面结构，提高电池转换效率。
[0028]结合上述进一步地，步骤S101中，所述碱洗采用的碱洗液包括如下质量浓度的组分：强碱1
‑
10％，H2O
2 5％
‑
10％，余量为水。
[0029]结合上述进一步地，步骤S101中，所述碱洗的温度为40℃
‑
60℃，碱洗的时间为60s
‑
180s。
[0030]优选的碱洗液和间隙条件，有利于对硅片表面的损伤进行充分去除，并提高碱洗效率。
[0031]结合上述进一步地，步骤S101中，所述酸洗采用的酸洗液包括如下质量浓度的组分：HF 1％
‑
10％，HCl 0％
‑
5％，余量为水。
[0032]结合上述进一步地，步骤S101中，所述酸洗的温度为20℃
‑
40℃，酸洗的时间为
60s
‑
180s。
[0033]优选的酸洗液和酸洗条件，可对硅片表面进行充分清洗，保证硅片在镀氮化硅掩膜之前具有清洁的表面，并提高酸洗效率。
[0034]示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SE电池的选择性制绒方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a，采用激光对硅片栅线下方的重掺杂区进行激光刻蚀，得预处理硅片；步骤b，将所述预处理硅片浸入制绒液中进行制绒，得制绒硅片；步骤c，将所述制绒硅片浸入含氢氟酸的酸洗液中对硅片表面进行酸洗。2.如权利要求1所述的SE电池的选择性制绒方法，其特征在于，步骤a中，所述激光刻蚀的激光波长为500nm
‑
1500nm，脉冲的长度为10ps
‑
20ns，重复频率为120KHz
‑
180KHz，聚焦投射到硅片表面的激光光斑直径为10μm
‑
50μm。3.如权利要求1所述的SE电池的选择性制绒方法，其特征在于，步骤b中，所述制绒液包括如下质量浓度的组分：强碱1％
‑
5％，制绒添加剂0.5％
‑
4％，余量为水。4.如权利要求3所述的SE电池的选择性制绒方法，其特征在于，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾；和/或所述制绒添加剂为拓邦TB20添加剂。5.如权利要求1所述的SE电池的选择性制绒方法，其特征在于，步骤b中，制绒温度为75℃
‑
85℃，制绒时间为5min
‑
10min。6.如权利要求1所述的SE电池的选择性制绒方法，其特征在于，步骤c中，所述含氢氟酸的酸溶液包括如下质量浓度的组分：HF 1％
‑
10％，HCl 0％
‑
5％，余量为水；和/或步骤c中，所述酸洗的温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：郎芳，王子谦，王红芳，潘明翠，马红娜，赵学玲，翟金叶，王平，张文辉，张磊，张伟，赵亮，李献朋，史金超，
申请(专利权)人：英利能源发展保定有限公司，
类型：发明
国别省市：