一种晶体硅太阳电池背面钝化的方法技术

本发明专利技术公开了一种晶体硅太阳电池背面钝化的方法，该方法是首先在太阳电池的正面沉积ＳｉＮ×减反射薄膜，利用ＳｉＮ×减反射薄膜作为掩膜，在加热的碱液中腐蚀太阳电池的背面，得到钝化所需要的抛光面，然后在该抛光面上沉积双层薄膜钝化层形成背面钝化层，接着采用激光刻蚀或者丝网印刷腐蚀性浆料在背面钝化层上开电极窗口，最后在其上采用丝网印刷或溅射法形成局部接触背电极。本发明专利技术方法大大提高了太阳电池的长波响应，提高了太阳电池的转换效率，同时因为取消了全铝背场结构，从而减小了太阳电池的弯曲，更适应太阳电池薄片化的趋势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能光电利用
，具体涉及一种晶体硅太阳电池的制备方法。
技术介绍
目前的商业化太阳能电池生产工艺流程简单，制造成本相对低廉。其生产工艺流 程去除硅片表面损伤层、制绒一在POCl3气氛中进行P扩散，形成η.扩散层一利用等离子 刻蚀或者湿法刻蚀，去掉硅片周边的PN结一利用PECVD技术在正面沉积SiNx减反射膜一 丝网印刷背电极、背电场、正电极一在烧结炉内烧结形成欧姆接触一测试分选。这种商业化 太阳能电池制造技术相对简单、成本较低，适合工业化、自动化生产，因而得到广泛应用。但 是这种工艺也具有一定的缺点，主要是技术相对简单，太阳电池转换效率比较低。目前的太阳电池，正面沉积SiNx作为减反射、钝化膜，背面直接丝网印刷铝浆，通 过烧结形成背电场。SiNx具有较好的钝化效果，但是背面没有钝化措施，所以复合严重，造 成电池的长波响应比较差。并且随着硅片的进一步减薄，背面的复合对太阳电池的不利影 响将变得尤为突出。目前的全铝背场结构，容易造成应力不均勻，使得电池片弯曲，对制作 组件不利。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该方法适用于太阳 电池的大规模、低成本的工业化生产，并且可提高太阳电池的转换效率。本专利技术的目的通过采取以下技术措施予以实现，其特征在于，首先在太阳电池的正面沉积 SiNx减反射薄膜，利用SiNx减反射薄膜作为掩膜，在加热的碱液中腐蚀太阳电池的背面， 得到钝化所需要的抛光面，然后在该抛光面上沉积双层薄膜钝化层形成背面钝化层，接着 采用激光刻蚀或者丝网印刷腐蚀性浆料在背面钝化层上开电极窗口，最后在其上采用丝网 印刷或溅射法形成局部接触背电极。采用本专利技术方法在太阳电池的背面制备钝化层，可降低电池背表面复合速率，并 增强电池的背反射，提高长波长光谱响应。本专利技术所述的碱液为无机碱液或有机碱液，其中无机碱液为氢氧化钾或氢氧化钠 的去离子水溶液，其重量百分含量为10 40% ；有机碱液为四甲基氢氧化铵或乙二胺的去 离子水溶液，其重量百分含量为10 30%。本专利技术所述的碱液温度为45°C 90°C，所述的碱液腐蚀时间为2 20min。本专利技术所述的双层薄膜钝化层为Si02/SiNx、SiC/SiNx、a-Si/Si02或a-Si/Sic，分 别对应图3中的钝化层1/钝化层2。选择Si02/SiNx结构，在Si和SiNx插入一层SiO2可以消除SiNx作为背表面钝化 层的不利影响(高固定正电荷密度)，如漏电造成低并联电阻，同时发挥SiNx氢钝化的特性。选择SiC/SiNx结构，SiC带负电荷，用于P型表面产生场钝化作用，C原子进入到 掺硼的硅基体内，降低电池的光致衰减现象。选择a-Si/Si02结构，a-Si具有良好的钝化特性，SiO2介于a_Si和金属电极之间， 对a-Si起保护作用。选择a-Si/Sic结构，结合a-Si表面钝化、氢钝化和SiC场钝化作用，极大降低电 池背表面复合。本专利技术实现太阳电池背面钝化，大大提高太阳电池长波响应，提高了太阳电池的 转换效率，同时因为取消了全铝背场结构，减小了太阳电池的弯曲，更适应太阳电池薄片化 的趋势。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。 附图说明图1为已商业化的太阳电池PECVD工艺后的示意图；图2为本专利技术的太阳电池背面抛光后的示意图；图3为本专利技术的太阳电池沉积双层薄膜后的示意图。图中1、硅片；2、SiNx减反膜；3、发射极；4、粗糙面；5、抛光面；6背面钝化层具体实施例方式本专利技术提供的是，首先在太阳电池的正面沉 积SiNx减反射薄膜，利用SiNx减反射薄膜作为掩膜，在加热的碱液中腐蚀太阳电池的背 面，得到钝化所需要的抛光面，然后在该抛光面上沉积双层薄膜钝化层形成背面钝化层，接 着采用激光刻蚀或者丝网印刷腐蚀性浆料在背面钝化层上开电极窗口，最后在其上采用丝 网印刷或溅射法形成局部接触背电极。下面列举具体实施方式对本专利技术作进一步说明。实施例1图2、3所示为本专利技术实施例的具体制备工艺过程(1)去除硅片1的表面损伤层后制绒面；(2)在P0C13气氛中进行P扩散形成n+扩散层；(3)在硅片1正面用PECVD沉积SiNx减反膜2 ；(4)在70°C的20%的氢氧化钠溶液中腐蚀太阳电池的背面15min，得到抛光面5 ；(5)在抛光面5上沉积Si02/SiNx (钝化层61/钝化层62)形成背面钝化层6 ；(6)利用激光刻蚀或者丝网印刷腐蚀性浆料在背面钝化层6上开电极窗口 ；(7)丝网印刷背电极和正电极；(8)在烧结炉内烧结形成欧姆接触；(9)测试分选。实施例2图2、3所示为本专利技术实施例的具体制备工艺过程(1)去除硅片1的表面损伤层后制绒面；(2)在P0C13气氛中进行P扩散形成η+扩散层；4(3)在硅片1正面用PECVD沉积SiNx减反膜2 ；(4)在80°C的30%的氢氧化钾溶液中腐蚀太阳电池的背面12min，得到抛光面5 ；(5)在抛光面5上沉积SiC/SiNx (钝化层61/钝化层62)形成背面钝化层6 ；(6)利用激光刻蚀或者丝网印刷腐蚀性浆料在背面钝化层6上开电极窗口 ；(7)丝网印刷背电极和正电极；(8)在烧结炉内烧结形成欧姆接触；(9)测试分选。实施例3图2、3所示为本专利技术实施例的具体制备工艺过程(1)去除硅片1的表面损伤层后制绒面；(2)在P0C13气氛中进行P扩散形成n+扩散层；(3)在硅片1正面用PECVD沉积SiNx减反膜2 ；(4)在80°C的20%的四甲基氢氧化铵溶液中腐蚀太阳电池的背面lOmin，得到抛 光面5 ；(5)在抛光面5上沉积a-Si/Si02 (钝化层61/钝化层62)形成背面钝化层6 ；(6)利用激光刻蚀或者丝网印刷腐蚀性浆料在背面钝化层6上开电极窗口 ；(7)丝网印刷背电极和正电极；(8)在烧结炉内烧结形成欧姆接触；(9)测试分选。实施例4图2、3所示为本专利技术实施例的具体制备工艺过程(1)去除硅片1的表面损伤层后制绒面；(2)在P0C13气氛中进行P扩散形成n+扩散层；(3)在硅片1正面用PECVD沉积SiNx减反膜2 ；(4)在60°C的20%的乙二胺溶液中腐蚀太阳电池的背面20min，得到抛光面5 ；(5)在抛光面5上沉积a_Si/SiC(钝化层61/钝化层62)形成背面钝化层6 ；(6)利用激光刻蚀或者丝网印刷腐蚀性浆料在背面钝化层6上开电极窗口 ；(7)丝网印刷背电极和正电极；(8)在烧结炉内烧结形成欧姆接触；(9)测试分选。以上实施例1-4中，本专利技术流程去除中间⑷、(5)、(6)三个步骤后与目前商业化 生产流程完全一致，跟现有生产线有很好的兼容性。钝化层的类型也可以根据不同的设备 条件、工艺水准来选择，具有较强的适应性。权利要求，其特征在于，首先在太阳电池的正面沉积SiNx减反射薄膜，利用SiNx减反射薄膜作为掩膜，在加热的碱液中腐蚀太阳电池的背面，得到钝化所需要的抛光面，然后在该抛光面上沉积双层薄膜钝化层形成背面钝化层，接着采用激光刻蚀或者丝网印刷腐蚀性浆料在背面钝化层上开电极窗口，最后在其上采用丝网印刷或溅射法形成局部接触背电极。2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池背面钝化的方法，其特征在于，所述的碱液 为无机碱液或有机碱液。3.根据权利要求2所述的晶体硅太阳电池背面钝化的方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体硅太阳电池背面钝化的方法，其特征在于，首先在太阳电池的正面沉积ＳｉＮｘ减反射薄膜，利用ＳｉＮｘ减反射薄膜作为掩膜，在加热的碱液中腐蚀太阳电池的背面，得到钝化所需要的抛光面，然后在该抛光面上沉积双层薄膜钝化层形成背面钝化层，接着采用激光刻蚀或者丝网印刷腐蚀性浆料在背面钝化层上开电极窗口，最后在其上采用丝网印刷或溅射法形成局部接触背电极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹海鹏，朱生宾，何胜，金井升，单伟，
申请(专利权)人：晶澳太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]