System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() Topcon太阳能电池片的制备方法技术_技高网

Topcon太阳能电池片的制备方法技术

技术编号:41327258 阅读:5 留言:0更新日期:2024-05-13 15:04
本发明专利技术公开了Topcon太阳能电池片的制备方法,属于光伏电池生产领域,具体步骤为:步骤1.预清洗;步骤2.碱制绒;步骤3.后清洗:去除残留的有机物;步骤4.酸洗:使用稀酸溶液进行高纯度清洗;步骤5.慢提拉预脱水:对晶硅片表面预脱水;步骤6.烘干:将晶硅片传输至烘干槽进行烘干;步骤7.硼扩散、碱抛:在硅片上形成PN结;步骤8.碱抛后,背面在LPCVD或者pe‑poly中生长二氧化硅隧穿层及Poly层;步骤9.镀膜:在硅片上镀一层薄膜;步骤10.丝网印刷:将电极图案通过丝网印刷的方式印在硅片上;步骤11.烧结:将印刷好的硅片进行烧结;步骤12.测试分选:对烧结好的太阳能电池片进行测试和分选;步骤13.包装:将测试合格的太阳能电池片进行包装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏电池关键原件生产,确切地说涉及topcon太阳能电池片的制备方法。


技术介绍

1、目前,光伏行业的p型、n型电池技术同时并存,展现出不同的特点和优势。2021年以来,n型电池发展迅猛,借其高转换效率登上舞台,开始了电池技术迭代的变革,逐渐为人们所熟知并接受。

2、topcon电池即隧穿氧化层钝化接触太阳能电池,是在2013年提出的一种n型硅片电池技术,旨在通过解决电池载流子选择钝化接触问题来提高太阳能电池效率。topcon电池正面与常规n型太阳能电池结构相同,主要区别在电池背面制备了一层隧穿氧化层,隧穿氧化层只是一层超薄二氧化硅层,制备掺杂多晶硅有两种方式:本征&原位,本征方法为先沉积一层本征硅,然后进行磷扩散掺杂;原位方法为沉积硅时掺入磷,然后通过退火结晶化。二者共同形成了钝化接触结构,有效降低了载流子表面复合和金属接触复合。

3、topcon(tunneloxidepassivatedcontact)——氧化层钝化接触。正面与常规n型太阳能电池或n-pert太阳能电池没有本质区别,电池核心技术是背面钝化接触。电池背面由一层超薄氧化硅(1~2nm)与一层磷掺杂的微晶非晶混合si薄膜组成,二者共同形成钝化接触结构。钝化性能通过退火过程进行激活,si薄膜在该退火过程中结晶性发生变化,由微晶非晶混合相转变为多晶。在850°c的退火温度下退火,ivoc>710mv,j0在9-13fa/cm2,显示了钝化接触结构优异的钝化性能。

4、该结构可以阻挡少子空穴复合,提升电池开路电压及短路电流。超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子空穴复合,超薄氧化硅和重掺杂硅薄膜-非晶硅薄膜良好的钝化效果使得硅片表面能带产生弯曲,从而形成场钝化效果,电子隧穿的几率大幅增加,接触电阻下降,提升了电池的开路电压和短路电流,从而提升电池转化效率。


技术实现思路

1、本专利技术目的在于针对上述问题,提供topcon太阳能电池片的制备方法。

2、本专利技术提供的topcon太阳能电池片的制备方法,步骤包括:

3、步骤1.预清洗:使用naoh溶液和h2o2溶液进行高温清洗,去除硅片表面上黏附的杂质,包括有机物和金属杂质等。清洗后进行纯水清洗。

4、步骤2.碱制绒:通过碱液对硅表面进行晶体的各向异性腐蚀,形成表面1.5-2.0um大小的金字塔。金字塔绒面具有优良的陷光和减反射效果。碱制绒使用naoh溶液和制绒添加剂。添加剂可降低硅片表面张力,改善硅片与naoh液体的浸润效果以及促进氢气泡的释放,增强腐蚀的各向异性,使金字塔更加均匀一致,提高绒面的制作效果。

5、制绒面形成的化学反应过程为si+2naoh+h2o=na2sio3+2h2↑。碱制绒槽工作温度为82℃,控制碱制绒时间为420s。

6、步骤3.后清洗:去除残留的有机物,保证硅片表面的清洁程度,从而一定程度上提高电池转换效率。后清洗使用纯水进行高温清洗。清洗后进行纯水清洗。

7、步骤4.酸洗:使用稀酸溶液(3.15%的hcl和7.1%的hf)进行高纯度清洗,hcl的作用是中和残余的naoh,hf的作用是去除硅片表面的氧化层使得硅片表面更加疏水,形成硅的络合物h2sif6,通过与金属离子的络合作用将金属离子从硅片表面脱离,使得硅片的金属离子含量降低,为扩散制结做准备。酸洗后进行纯水清洗。酸洗过程发生的化学反应如下:hcl+naoh=nacl+h2o;sio2+6hf=h2sif6+2h2o。酸洗槽工作温度为常温,控制酸洗时间为120s。

8、步骤5.慢提拉预脱水:对晶硅片表面预脱水,通常作为纯水清洗环节的最后一个步骤。将纯水清洗后的晶硅片传输至慢拉槽,硅片先沉入纯水内完全浸泡,然后通过机械手及吊篮缓慢向上提拉,表面张力能将硅片上的水膜拉下来。慢拉槽由清洗槽和慢拉机构组成,为半封闭式。清洗槽内有锯齿形状的溢流口,在工作时干净的水不断地将清洗槽的污水冲走,保持清洗槽水质干净,从而达到清洁效果;当水保持干净时,在慢拉的作用下工作表面不会出现水珠,在烘干时不会有水印。

9、步骤6.烘干:将晶硅片传输至烘干槽,向硅片上下吹90℃的热风烘干,烘干采用电加热。

10、步骤7.硼扩散:在硅片上形成pn结,形成高低结,同时提供优异的钝化效果。这个过程是在扩散炉内完成的,项目采用气态三氯化硼作为源,在扩散炉中对硅晶片进行扩散,硼原子通过扩散进入硅片,同时在硅片表面形成一层硼硅玻璃层,之后采用氢氧化钠或氢氧化钾作为处理液对上述硅片背面进行碱抛。主反应方程为:4bcl3+3o2→2b2o3+6cl2↑,2b2o3+3si→3sio2+4b。扩散炉为密闭负压设备,配有进气口和出气口。

11、步骤8.碱抛后,背面在lpcvd或者pe-poly中生长二氧化硅隧穿层及poly层:在硅片上形成n型半导体层,形成高低结,同时提供优异的钝化效果。这个过程是在扩散炉内完成的,项目采用三氯氧磷作为源,在扩散炉中对硅晶片进行扩散,磷原子通过扩散进入硅片,同时在硅片表面形成一层磷硅玻璃层,之后对硅片进行rca的清洗,随后进行清洗绕镀poly,在清洗过程中,需要确保这些多晶硅层不被破坏或受到不必要的侵蚀,扩散炉为密闭负压设备,配有进气口和出气口。

12、步骤9.镀膜:在硅片上镀一层薄膜,以提高太阳能电池的效率。这个过程是在真空镀膜机内完成的,项目采用磁控溅射技术,在硅片表面沉积一层薄膜。主要工艺参数包括:膜层厚度、膜层材料、溅射功率等。

13、步骤10.丝网印刷:将电极图案通过丝网印刷的方式印在硅片上,以实现电能的导出和收集。这个过程是在丝网印刷机内完成的,项目采用丝网印刷技术,将电极图案印在硅片表面。主要工艺参数包括:丝网目数、丝网纱厚,丝网膜厚,张力等。

14、步骤11.烧结:将印刷好的硅片进行烧结,使电极材料与硅片表面实现良好的金半接触。这个过程是在烧结炉内完成的,项目采用烧结技术,将印刷好的硅片在高温下进行烧结。主要工艺参数包括:烧结温度、烧结时间、烧结气氛等。

15、步骤12.测试分选:对烧结好的太阳能电池片进行测试和分选,以确定电池片的性能和等级。这个过程是在测试分选机内完成的,项目采用测试分选技术,对电池片的性能进行测试和分选。主要工艺参数包括:测试项目、测试条件、分选等级等。

16、步骤13.包装:将测试合格的太阳能电池片进行包装,以保护其在运输和使用过程中的质量。这个过程是在包装机内完成的,项目采用包装技术,将电池片进行包装。主要工艺参数包括:包装材料、包装方式、包装尺寸等。

17、本专利技术的有益效果

18、与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于:

19、本专利技术涉及到的方法提高了光电转换效率:通过优化制绒工艺和扩散工艺,使得硅片表面形成均匀的金字塔绒面结构和高质量的pn结,有效提高了太阳能电池的光吸收能力和光电转换效率。

20、本专利技术涉本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.Topcon太阳能电池片的制备方法,其特征在于步骤包括:

2.根据权利要求1所述Topcon太阳能电池片的制备方法,其特征在于:所述碱制绒工作温度为82℃,控制碱制绒时间为420s。

3.根据权利要求1所述Topcon太阳能电池片的制备方法,其特征在于:所述稀酸溶液为3.15%的HCl和7.1%的HF混合溶液,酸洗槽工作温度为常温,控制酸洗时间为120s。

4.根据权利要求1所述Topcon太阳能电池片的制备方法,其特征在于:所述烘干为硅片上下吹90℃的热风烘干,烘干采用电加热。

5.根据权利要求1所述Topcon太阳能电池片的制备方法,其特征在于:所述镀膜由真空镀膜机内完成,项目采用磁控溅射技术,在硅片表面沉积一层薄膜。

6.根据权利要求1所述Topcon太阳能电池片的制备方法,其特征在于:所述丝网印刷在丝网印刷机内完成,项目采用丝网印刷技术,将电极图案印在硅片表面。

7.根据权利要求1所述Topcon太阳能电池片的制备方法,其特征在于:所述烧结是在烧结炉内完成,项目采用烧结技术,将印刷好的硅片在高温下进行烧结。

8.根据权利要求1所述Topcon太阳能电池片的制备方法,其特征在于:所述测试分选是在测试分选机内完成,项目采用测试分选技术,对电池片的性能进行测试和分选。

9.根据权利要求1所述Topcon太阳能电池片的制备方法,其特征在于:所述包装是在包装机内完成,项目采用包装技术,将电池片进行包装。

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【技术特征摘要】

1.topcon太阳能电池片的制备方法,其特征在于步骤包括:

2.根据权利要求1所述topcon太阳能电池片的制备方法,其特征在于:所述碱制绒工作温度为82℃,控制碱制绒时间为420s。

3.根据权利要求1所述topcon太阳能电池片的制备方法,其特征在于:所述稀酸溶液为3.15%的hcl和7.1%的hf混合溶液,酸洗槽工作温度为常温,控制酸洗时间为120s。

4.根据权利要求1所述topcon太阳能电池片的制备方法,其特征在于:所述烘干为硅片上下吹90℃的热风烘干,烘干采用电加热。

5.根据权利要求1所述topcon太阳能电池片的制备方法,其特征在于:所述镀膜由真空镀膜机内完成,项目采用磁控溅射技术,在...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐丹张剑
申请(专利权)人:宜宾英发德耀科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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