一种晶体硅太阳能电池氧化铝钝化膜和背电极的制备方法，包括步骤1.在电池片背面形成一层金属铝膜；步骤2.在电池片背面覆盖与设计电极形状相同的石蜡；步骤3.将覆盖了电极形状石蜡的电池片置于电解池中，通电使金属铝膜未被石蜡遮档的部分被氧化成氧化铝；步骤4.从电解池中取出电池片，清洗电池片背面的石蜡；步骤5.清洗后的电池片进行退火，退火完成后使其自然冷却。采用本发明专利技术所述的晶体硅太阳能电池氧化铝钝化膜和背电极的制备方法，工艺过程简单，各步骤使用实验室设备即可完成全部钝化膜和电极制备过程，增强了电池对长波光的吸收，降低了电池背表面的复合，提升了太阳能电池效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池生产制造领域，涉及。
技术介绍
为了提高晶体硅电池的转换效率，减少电池片的表面复合是一种有效的方法，这种效果称做钝化。在电池片的正面，减反射薄膜起到了良好的表面钝化作用；在电池片的背面，经过研究人员的分析和测试，铝背场的钝化效果还有很大的提升空间。研究人员从这个角度开发了背钝化电池，即通过在电池片背面镀钝化膜的方式来提升钝化效果。背钝化电池降低了电池片背面的载流子复合，增强了长波光的响应，提高了电池的开路电压，最终电池的效率也将得到提升。Si02、非晶硅和氧化铝都可以作为背钝化膜，目前的背钝化电池常采用氧化铝作为背钝化膜。现有技术采用PECVD(等离子体增强化学气相沉积)沉积技术或ALD (原子层沉积)沉积技术在电池片背面生成钝化膜，PECVD是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体，在局部形成等离子体，利用等离子体化学活性强，容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。原子层沉积是通过将气相前驱体脉冲交替地通入反应器并在沉积基体上化学吸附并反应而形成沉积膜的一种技术。这两种沉积技术采用的设备昂贵，且后期制作电极困难。对于背钝化电池，若要制作背电极，必须对钝化层进行开窗，这样电极才能与硅基接触而导出光生电流。开窗是一个较为复杂的工序，目前有激光开窗和化学开窗两种方式，激光开窗精度高，成本也高；化学开窗对硅片损伤小，但后期清洗难度大。
技术实现思路
为克服传统技术钝化膜生成和钝化膜开窗时工艺复杂，成本设备均较昂贵的技术缺陷，本专利技术提供。本专利技术所述晶体硅太阳能电池氧化铝钝化膜和背电极的制备方法，包括如下步骤步骤I.在电池片背面形成一层金属铝膜；步骤2.在电池片背面覆盖与设计电极形状相同的石蜡；步骤3.将覆盖了电极形状石蜡的电池片置于电解池中，通电使金属铝膜未被石蜡遮档的部分被氧化成氧化铝；步骤4.从电解池中取出电池片，清洗电池片背面的石蜡；步骤5.清洗后的电池片进行退火，退火完成后使其自然冷却。优选的，所述步骤I中使用金属真空镀膜机进行对电池片背面进行铝膜蒸镀。优选的，所述步骤2中使用选择性发射极工艺在电池片背面喷涂石蜡。优选的，所述步骤3中电解池的电解液为18M纯水。优选的，所述步骤4中使用质量百分比为8%的氢氧化钾BDG溶液对电池片进行清洗。优选的，所述步骤5中使用扩散炉进行退火。进一步的，所述步骤5中扩散炉退火时温度为500摄氏度，扩散炉内通入纯氮气体。具体的，所述步骤3包括如下步骤步骤31.将电池片置入电解液池中的阳极端，在电解液保持60°C恒温条件下，以60mA的恒定电流将电压提升至100V并保持；步骤32.氧化完成后，将电流下降到20mA。具体的，使用机械泵将电池片吸附在电解池阳极。优选的，所述金属铝膜厚度为200纳米。采用本专利技术所述的晶体硅太阳能电池氧化铝钝化膜和背电极的制备方法，电极形状利用石蜡掩膜喷涂生成，工艺过程简单，各步骤使用实验室设备即可完成全部钝化膜和电极制备过程，在电池片背部制备氧化铝钝化膜增强了电池对长波光的吸收，降低了电池背表面的复合，提升了太阳能电池效率。附图说明图I示出本专利技术所述晶体硅太阳能电池氧化铝钝化膜和背电极的制备方法的具体实施方式步骤框图2示出本专利技术所述晶体硅太阳能电池氧化铝钝化膜和背电极的制备方法中步骤3电解的具体实施方式示意各图中附图标记名称为1.电池片2.电解池3.阳极4.阴极5.吸气口。具体实施例方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。，如图I所示，包括如下步骤步骤I.在电池片背面形成一层金属铝膜；步骤2.在电池片背面覆盖与设计电极形状相同的石蜡；步骤3.将覆盖了电极形状石蜡的电池片置于电解池中，通电使金属铝膜未被石蜡遮档的部分被氧化成氧化铝；步骤4.从电解池中取出电池片，清洗电池片背面的石蜡；步骤5.清洗后的电池片进行退火，退火完成后使电池片自然冷却。本专利技术优选的在步骤I中使用金属真空镀膜机进行对电池片背面进行铝膜蒸镀，将电池片和铝锭放入真空镀膜机，抽真空使真空度达到要求后，打开电子枪对铝锭进行轰击，使铝原子被溅射出沉积在电池片背面。电池片背面沉积铝膜厚度与需要的电极厚度一致，传统技术PECVD和ALD技术生成的钝化膜厚度较薄，分别为30纳米和20纳米，由于PECVD和ALD技术成膜的原子致密性高，因此较薄的厚度即可符合要求，本专利技术采用蒸镀铝原子沉积在太阳能电池硅片表面的手段，原子致密性较低，因此控制沉积厚度200纳米以达到钝化效果，专利技术人经过多次实验发现厚度为200纳米时较为合适，厚度太薄，电极厚度均匀度差，电极性能下降，厚度200纳米以上，铝消耗量增加，钝化性能提升不明显。 本专利技术优选的在步骤2中使用选择性发射极工艺(SE, selective emitter)在电池片背面喷涂石蜡掩膜，石蜡掩膜的形状与电极的设计形状相同，根据电极形状，石蜡掩膜可以喷涂呈点阵形式或线阵形式，石蜡掩膜的面积占整个电池片背面的面积一般在5°/Γ20%，石蜡掩膜形状走线的最小线宽优选不低于150微米。石蜡掩膜形状喷涂完成后，进入步骤3以电解生成钝化层，本专利技术步骤3中电解池的电解液优选为18Μ纯水，其中18Μ表示水的电阻率为18兆欧姆厘米，以电阻率表征水的纯净度。使用高纯度的18Μ纯水作为电解液利于电解过程，如图2所示,将电池板I与电解池阳极3连接，阴极4位于电解池5内与阳极相对的另一侧，加热电解液至60°C后保持电解液在60°C恒温条件，外接电源给电解池电极通电后，使与电解池阳极和阴极相连的A、B两点回路电流达到60mA并保持恒定，并提升A、B两点间电压至100V并保持，这时开始对石蜡掩膜未遮挡的铝膜部分进行电解氧化，电解过程中使用机械泵从吸气口 5抽气，将电池片吸附在阳极，采用吸附方式不会破坏电池片，防止电池片在电解过程中折断。待氧化完成后，将电流下降至20mA，将完成氧化的电池片取出，观察未被石蜡掩膜遮挡的铝膜部分，若未被石蜡掩膜遮盖的铝膜部分在阳光反射下呈绿光，则表示主要成分为氧化铝AL2O3的钝化膜已经形成。上述电解过程中的温度参数60摄氏度，电流参数60毫安、20毫安，电压参数100V等是专利技术人在本专利技术验证过程中，结合使用取得较佳电解效果的优选实施参数。为提高前述对氧化铝薄膜检验的精确度，本专利技术优选使用椭圆偏振测量仪对氧化完成的电池片背部进行检测，检测氧化铝薄膜是否形成，椭圆偏置技术通过检测分析被检测介质的反射光波长，对被检测介质的成本进行分析，具有非接触，无破坏，检测性能高等优点。电解完成后，需要对电池片背部的石蜡掩膜进行清洗，可以使用氢氟酸进行清洗，氢氟酸采用市售氢氟酸稀释至质量百分比29Γ5%作清洗液对石蜡掩膜进行清洗。本专利技术优选使用含质量百分比8%的KOH溶液，溶液的溶剂为BDG (二乙二醇单丁醚)溶剂，以提高清洗效果。经过上述步骤后在电池片背部已经形成了一层氧化铝钝化膜，并且在氧化铝钝化膜上具备了作为背电极使用的金属铝，为去除金属铝和氧化铝薄膜在生成过程中存在的晶格错位等缺陷，将电池片送入扩散炉中进行高温退火，退火过程中须通入保护气体保证电池片不被氧化，氮气来源广泛，价格经济，可以采用体积纯度99. 9%以上的氮气作为退火过程中的保护气。下面给出本专利技术的两个具体实施例实施例I.⑴准备好待制备氧化铝钝化本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种晶体硅太阳能电池氧化铝钝化膜的制备方法，包括如下步骤：步骤1.在电池片背面形成一层金属铝膜；步骤2.将金属铝膜氧化成氧化铝；步骤3.检验电池片背部是否氧化完成，是则进入步骤4，否则返回步骤2；步骤4.清洗后的电池片进行退火，退火完成后使电池片自然冷却。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴婧，蔡蔚，王明聪，路忠林，林洪峰，张凤鸣，
申请(专利权)人：天威新能源控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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