【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能电池，具体涉及一种ibc电池结构的成型工艺。
技术介绍
1、目前，ibc(interdigitatedbackcontact)电池即交叉背接触电池，其是一种区别于常规晶硅电池的电池结构，它将发射极和背场均设置在背面，因而，正面无电极存在，这样一来，该电池结构具有以下优点：1)、正面无栅线电极遮挡，短路电流高，同时外观美观；2)、正面钝化优化不受发射极的影响；3)、电极全部在背面，因此，可以选择较宽的金属栅线来降低串阻进而提升填充因子。
2、然而，传统ibc电池结构:其特点为正面通过进行磷原子浅掺杂形成fsf结构，分别在硅片背表面形成磷和硼的单独掺杂区域，但是这种结构需要在不同区域实现不同类型、不同浓度的掺杂，工艺较复杂、工艺步骤多且背表面复合损失较大，因此，存在以下缺陷：
3、1)开路电压较低，同时由于背面采用平坦微观形貌，接触损失较大，填充因子提升受限；
4、2)背面发射极和背面的局部差异化掺杂，一般会采用印刷掩膜或者丝网印刷掺杂浆料的方式，工艺难度较大，且工艺过程繁琐，电池钝化难以实现较高水平，此外，如果采用丝网印刷掺杂浆料方式，印刷效果会受制于背面形貌差异和膜层差异，印刷效果差，同时还会对背面形貌和膜层造成破坏。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的ibc电池结构的成型工艺。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种ibc电池结
4、1)对硅片的正面和背面依次进行制绒和硼扩散处理，在硅片正面的绒面上形成正面硼掺杂层和正面硼硅玻璃层，在硅片背面的绒面上形成背面硼掺杂层和背面硼硅玻璃层；
5、2)去除背面的背面硼掺杂层和背面硼硅玻璃层，并进行抛光形成抛光平面；
6、3)依次在抛光平面上沉积背面隧穿氧化硅层、背面原位掺杂磷非晶硅层和背面掩膜层；
7、4)对背面局部掩膜进行激光开膜，去除开膜区域的背面掩膜层，露出背面原位掺杂磷非晶硅层，接着在开膜区域进行制绒处理，开膜区域的背面原位掺杂非晶硅层和背面隧穿氧化硅层被去除，硅片表面由于腐蚀各向异性形成金字塔结构形貌，同时未开膜区域形成背场区；
8、5)使用激光转印方式在金字塔结构形貌上沉积硼浆，并进行退火处理，以使得开膜区域局部金字塔结构形貌上形成硼掺杂发射极和硼浆层，剩余金字塔结构形貌上形成氧化硅层，背面原位掺杂磷非晶硅层形成磷掺杂多晶硅层；
9、6)清洗以去除正面硼硅玻璃层、硼浆层、背面掩膜层、及氧化硅层；
10、7)分别在正面和背面依次沉积氧化层和氮化层，以形成正面氧化层和正面氮化层、及背面氧化层和背面氮化层；
11、8)分别在背面发射极对应的区域形成背面发射极区电极、在背场区所对应的背面氮化层上形成背场区电极。
12、优选地，在步骤1)中，采用碱溶液对硅片进行抛光处理，其中碱浓度为0.5-2.0％，添加剂浓度为0.2-0.6％，且制绒处理后表面反射率为9-11％；和/或，在步骤1)的硼扩散处理中，首先，将硅片放置于石英舟并送入石英炉管中升温，通过三氯化硼和氧气以在硅片表面生成氧化硼，且反应温度为850-900℃；其次，继续升温进行推进，推进温度为900-1000℃；最后，再通入氧气进行高温氧化，氧化温度为1000-1060℃,硼扩散后正面方阻为200-300ω/sq。简言之，形成在背面结构层与正面结构层结构相似，在此，由ffe：frontfloatingemitter正面浮动结，在ibc电池前面进行浅掺杂，掺杂类型与发射极一致，因此，正面采用ffe浮动结结构，可以减少少数载流子横向传输的复合损失，进而提高空穴被背面发射极收集能力，同时允许背面bsf更宽的设计，同时，该制绒处理形成有效减少电池片的反射率，同时绒面凹凸不平可以增加二次反射，改变光程及入射方式。
13、进一步的，碱溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾溶液，且处理的温度为78-84℃，处理的时间为5-10min。
14、在一些具体实施方式中，硅片为n型硅片，电阻率为1-10ω.cm，厚度为100-200μm。
15、根据本专利技术的一个具体实施和优先方面，在步骤2)中，将硅片背面朝下放置于链式机中从而去除背面硼硅玻璃层，然后采用碱溶液对硅片进行抛光处理，以去除硅片表面损伤层并获得平坦表面形貌。
16、优选地，链式机中溶液为hf溶液，浓度为15％-25％；和/或，碱溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾溶液，且碱溶液温度为50-70℃，碱物质在溶液中的质量百分含量为0.5-2.5％，抛光处理添加剂的加入量为0.5-1.0％，且抛光处理后硅片表面反射率为30-50％。
17、根据本专利技术的又一个具体实施和优先方面，在步骤3)中，背面隧穿氧化层的厚度为1.0-2.0nm；和/或，背面原位掺杂磷非晶硅层的厚度为100-200nm；和/或，背面掩膜层的厚度为10-50nm；和/或，背面隧穿氧化层的制备方法包含热氧化法、光照臭氧氧化法、臭氧水法、硝酸氧化法、等离子体增强化学气相沉积法；背面原位掺杂磷非晶硅层的制备方法包括pecvd原位掺杂沉积法、pvd原位掺杂沉积法；掩膜制备方法为化学气相沉积法，和/或，掩膜材质为氧化硅或氮化硅。背场采用隧穿层叠加n+poly-si结构可以相比传统电池进一步降低背场区表面复合和金属复合。简言之，依次在背面沉积隧穿氧化硅层、原位掺杂磷非晶硅层、外掩膜层。隧穿氧化层厚度在1.0-2.0nm，隧穿氧化硅的制备方法包含热氧化法、光照臭氧氧化法、臭氧水法、硝酸氧化法、等离子体增强化学气相沉积法(pecvd法)。其中优选pecvd法。然后硅片背表面隧穿氧化硅层上再沉积一层原位磷非晶硅薄膜，非晶硅的制备方法包括pecvd原位掺杂沉积法、pvd原位掺杂沉积法，其中优选pecvd原位掺杂沉积法；非晶硅薄膜的厚度在100-200nm范围。最后在非晶硅薄膜上沉积一层掩膜。掩膜厚度在10-50nm范围，掩膜材质为氧化硅/氮化硅，掩膜制备方法为pecvd法。
18、根据本专利技术的又一个具体实施和优先方面，在步骤4)中，激光的开膜光斑采用方形光斑，光斑宽度在300-600μm，激光扫描间隔距离在0.5-1.0mm，光斑重叠率在90％以上。
19、优选地，在步骤4)中，制绒处理采用碱刻蚀处理，其中碱溶液温度为50-70℃，碱物质在溶液中的质量百分含量为0.5-2.5％，碱浓度为0.5-2.0％，添加剂浓度在0.5-1.0％，处理的温度为70-85℃，处理的时间为5-10min，制绒处理后表面反射率为10-11％。
20、根据本专利技术的又一个具体实施和优先方面，在步骤5)中，激光转印使用硬质透明载板，载板开槽图形为镂空等距分布栅线形状，通过刮刀或者刮板向沟槽内填充掺杂硼浆，然后倒置使用激光进行扫描处理，将硅片样品背面朝上，载板沟槽中浆料中有机成分由于高能激光作用而受热挥发导致本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种IBC电池结构的成型工艺，其特征在于，其包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的IBC电池结构的成型工艺，其特征在于，在步骤1)中，采用碱溶液对硅片进行抛光处理，其中碱浓度为0.5-2.0％，添加剂浓度为0.2-0.6％，且制绒处理后表面反射率为9-11％；和/或，在步骤1)的硼扩散处理中，首先，将硅片放置于石英舟并送入石英炉管中升温，通过三氯化硼和氧气以在硅片表面生成氧化硼，且反应温度为850-900℃；其次，继续升温进行推进，推进温度为900-1000℃；最后，再通入氧气进行高温氧化，氧化温度为1000-1060℃,硼扩散后正面方阻为200-300Ω/sq。
3.根据权利要求2所述的IBC电池结构的成型工艺，其特征在于，碱溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾溶液，且处理的温度为78-84℃，处理的时间为5-10min。
4.根据权利要求1或2或3所述的IBC电池结构的成型工艺，其特征在于，硅片为N型硅片，电阻率为1-10Ω.cm，厚度为100-200μm。
5.根据权利要求1所述的IBC电池结构的成型工艺，其特征在于，在步骤2)中
6.根据权利要求5所述的IBC电池结构的成型工艺，其特征在于，链式机中溶液为HF溶液，浓度为15％-25％；和/或，碱溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾溶液，且碱溶液温度为50-70℃，碱物质在溶液中的质量百分含量为0.5-2.5％，抛光处理添加剂的加入量为0.5-1.0％，且抛光处理后硅片表面反射率为30-50％。
7.根据权利要求1所述的IBC电池结构的成型工艺，其特征在于，在步骤3)中，背面隧穿氧化层的厚度为1.0-2.0nm；和/或，背面原位掺杂磷非晶硅层的厚度为100-200nm；和/或，背面掩膜层的厚度为10-50nm；和/或，背面隧穿氧化层的制备方法包含热氧化法、光照臭氧氧化法、臭氧水法、硝酸氧化法、等离子体增强化学气相沉积法；背面原位掺杂磷非晶硅层的制备方法包括PECVD原位掺杂沉积法、PVD原位掺杂沉积法；掩膜制备方法为化学气相沉积法，和/或，掩膜材质为氧化硅或氮化硅。
8.根据权利要求1所述的IBC电池结构的成型工艺，其特征在于，在步骤4)中，激光的开膜光斑采用方形光斑，光斑宽度在300-600μm，激光扫描间隔距离在0.5-1.0mm，光斑重叠率在90％以上。
9.根据权利要求1或8所述的IBC电池结构的成型工艺，其特征在于，在步骤4)中，制绒处理采用碱刻蚀处理，其中碱溶液温度为50-70℃，碱物质在溶液中的质量百分含量为0.5-2.5％，碱浓度为0.5-2.0％，添加剂浓度在0.5-1.0％，处理的温度为70-85℃，处理的时间为5-10min，制绒处理后表面反射率为10-11％。
10.根据权利要求1所述的IBC电池结构的成型工艺，其特征在于，在步骤5)中，激光转印使用硬质透明载板，载板开槽图形为镂空等距分布栅线形状，通过刮刀或者刮板向沟槽内填充掺杂硼浆，然后倒置使用激光进行扫描处理，将硅片样品背面朝上，载板沟槽中浆料中有机成分由于高能激光作用而受热挥发导致载板沟槽产生较大的反冲压强，冲击浆料使得其从沟槽中脱附并沉积到背面制绒面区域；和/或，激光光源选择绿光光源，激光功率在20-100W；和/或，硼浆栅线宽度在200-500μm，印刷硼浆区的方阻为100-200Ω/sq。
11.根据权利要求1或10所述的IBC电池结构的成型工艺，其特征在于，在步骤5)中，位于背面发射极区两侧所形成间隔区的宽度为50-200μm；和/或，退火处理的温度为900-950℃，退火氛围气体至少包含氮气、氧气其中一种，退火时间在20min-60min。
12.根据权利要求1所述的IBC电池结构的成型工艺，其特征在于，在步骤6)中，先溶液成分包含氢氧化钠、双氧水、去离子水，温度为50-70℃，进行清洗；然后采用溶液成分包含盐酸、HF、去离子水，接着，单独使用浓度为10％-20％的HF溶液清洗，最后用去离子水清洗后烘干。
13.根据权利要求1所述的IBC电池结构的成型工艺，其特征在于，在步骤7)中，先正背面同时沉积氧化铝，然后依次对正面和背面沉积氮化硅层，其中氧化铝厚度为3-10nm；氮化硅层的厚度为70-90nm，折射率为2.0-2.3。
14.根据权利要求1所述的IBC电池结构的成型工艺，其特征在于，在步骤8)中，使用丝网印刷方式分别在背面发射极区和背场区印刷银铝浆和银浆并烘干烧结，其中烘干温度为200-400℃，烧结温...
【技术特征摘要】
1.一种ibc电池结构的成型工艺，其特征在于，其包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的ibc电池结构的成型工艺，其特征在于，在步骤1)中，采用碱溶液对硅片进行抛光处理，其中碱浓度为0.5-2.0％，添加剂浓度为0.2-0.6％，且制绒处理后表面反射率为9-11％；和/或，在步骤1)的硼扩散处理中，首先，将硅片放置于石英舟并送入石英炉管中升温，通过三氯化硼和氧气以在硅片表面生成氧化硼，且反应温度为850-900℃；其次，继续升温进行推进，推进温度为900-1000℃；最后，再通入氧气进行高温氧化，氧化温度为1000-1060℃,硼扩散后正面方阻为200-300ω/sq。
3.根据权利要求2所述的ibc电池结构的成型工艺，其特征在于，碱溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾溶液，且处理的温度为78-84℃，处理的时间为5-10min。
4.根据权利要求1或2或3所述的ibc电池结构的成型工艺，其特征在于，硅片为n型硅片，电阻率为1-10ω.cm，厚度为100-200μm。
5.根据权利要求1所述的ibc电池结构的成型工艺，其特征在于，在步骤2)中，将硅片背面朝下放置于链式机中从而去除背面硼硅玻璃层，然后采用碱溶液对硅片进行抛光处理，以去除硅片表面损伤层并获得平坦表面形貌。
6.根据权利要求5所述的ibc电池结构的成型工艺，其特征在于，链式机中溶液为hf溶液，浓度为15％-25％；和/或，碱溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾溶液，且碱溶液温度为50-70℃，碱物质在溶液中的质量百分含量为0.5-2.5％，抛光处理添加剂的加入量为0.5-1.0％，且抛光处理后硅片表面反射率为30-50％。
7.根据权利要求1所述的ibc电池结构的成型工艺，其特征在于，在步骤3)中，背面隧穿氧化层的厚度为1.0-2.0nm；和/或，背面原位掺杂磷非晶硅层的厚度为100-200nm；和/或，背面掩膜层的厚度为10-50nm；和/或，背面隧穿氧化层的制备方法包含热氧化法、光照臭氧氧化法、臭氧水法、硝酸氧化法、等离子体增强化学气相沉积法；背面原位掺杂磷非晶硅层的制备方法包括pecvd原位掺杂沉积法、pvd原位掺杂沉积法；掩膜制备方法为化学气相沉积法，和/或，掩膜材质为氧化硅或氮化硅。
8.根据权利要求1所述的ibc电池结构的成型工艺，其特征在于，在步骤4)中，激光的开膜光斑采用方形光斑，光斑宽度在300-600μm，...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈东东，齐琦，肖赟，张颖，李彦潼，瞿芳，
申请(专利权)人：江苏林洋太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：
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