一种太阳电池背面处理方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳电池背面处理方法，包括以下步骤：1）采用磁控溅射的方法在多晶硅片的一面镀上铝膜；2）对上述镀上铝膜后的多晶硅片进行酸制绒；3）采用离子注入的方法对制绒后的硅片进行磷扩散；4）扩散后的硅片进行退火；5）采用PECVD在硅片上表面沉积氮化硅薄膜；以及6）在硅片上下表面采用丝网印刷方式进行表面金属化，经高温烧结后完成电池的制备。本发明专利技术的方法生产成本低，易实现工业化大批量生产，与现有常规生产工艺兼容、操作简单、效率提升空间大，能有效提高太阳电池的短路电流和开路电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳电池
，具体涉及ー种太阳电池制备过程中的背面处理工艺。
技术介绍
探索太阳电池的新エ艺来降低成本，同时提高转换效率，是当前光伏业的两大目标。硅片背表面的复合对太阳电池效率的影响较大，随着硅片厚度的不断减薄，硅片背表面的复合速率对太阳电池效率的影响将越来越突出。传统的太阳电池的背面处理采用印刷铝浆的方法，经过高温烧结后形成铝背场。一方面铝与硅基底形成铝硅共金P+层，有利于增大开路电压；另一方面金属铝背场是优良的背反射器，能把穿过电池上表面的长波段光反射回硅基底，增强光吸收。该エ艺具有易于エ业化生产，操作简单等优点。然而，铝背场使太阳电池整个背面形成金属-半导体界面，该界面具有很高的少子复合速率，造成太阳电池的短路电流不高，新开发的点接触方式背电极技术如激光烧结开孔、光刻开孔、丝网印刷腐蚀性浆料开孔等，容易造成欧姆接触不良，而且激光和光刻技术都比较昂贵，产业化成本较高。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种简便的太阳电池背面处理方法，该方法生产成本低，易实现エ业化大批量生产，与现有常规生产エ艺兼容、操作简单、效率提升空间大，能有效提高太阳电池的短路电流和开路电压。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的ー种太阳电池背面处理方法，包括以下步骤:I)采用磁控溅射的方法在多晶硅片的一面镀上铝膜；2)对上述镀上铝膜后的多晶硅片进行酸制绒；3)采用离子注入的方法对制绒后的硅片进行磷扩散；4)扩散后的硅片进行退火处理；5)采用PECVD在硅片上表面沉积氮化硅薄膜；以及6)在硅片上下表面采用丝网印刷方式进行表面金属化，经高温烧结后完成电池的制备。本专利技术的太阳电池背面处理方法，步骤1)，在多晶硅片的一面镀上铝膜的エ艺条件是:腔体气压0.1 IPa，温度200 300°C，工作电流I 2A，溅射时间10 30min。本专利技术的太阳电池背面处理方法，所述铝膜的厚度为0.1 IOy m。本专利技术的太阳电池背面处理方法，步骤2)中，酸制绒エ艺中，HNO3和HF的体积比在2:1 5:1，制绒时间为30 120s，反应液温度在4 10°C。本专利技术的太阳电池背面处理方法，步骤3)中，磷扩散エ艺条件是:加速管低真空在10 1000毫托，加热电炉功率为2200 3000W，机械泵油量为300 800ml，离子注入温度在500 1000°C，能量从300 45keV递减，目标方阻为75 90 Q。本专利技术的太阳电池背面处理方法，步骤4)中，退火处理工艺中，退火温度为900 1000°C，通入氧气流量为1000 3000sccm，退火时间为5 15min，在高温下铝与硅基底反应生成铝硅共金，形成P+层，从而将背表面的缺陷态去除，降低了背面的损伤和缺陷密度。本专利技术的太阳电池背面处理方法，步骤5)中，硅片上表面沉积氮化硅薄膜所采用的温度为400 500°C，真空度为1000 2000毫托，射频源功率5000 7000W，硅烷流量为700 1200sccm，氨气流量在4.5 5.5slm，镀膜时间为400 650s，厚度为80 IOOnm0本专利技术的太阳电池背面处理方法，步骤6)中，所述硅片的上表面印刷银浆形成正面栅线电扱；所述硅片的下表面用银铝浆印刷背电极，铝浆印刷铝背场。本专利技术的太阳电池背面处理方法，所述硅片采用P型多晶硅片。借由上述技术方案，本专利技术太阳电池背面处理方法具有的优点和有益效果是:1、本专利技术太阳电池背面处理方法，适用于P型多晶硅片，由于在制绒过程中厚且致密的铝层保护了硅片背面，这样在去除铝膜后就能获得优良的背面抛光效果，铝背场在经过高温烧结后能与硅基底形成良好的镜面界面，从而增强铝背场对长波段光的反射，增强娃片对光的吸收。2、在扩散过程中，铝膜在高温条件下与硅发生反应生成铝硅共金，在铝硅界面形成一层较薄的P+层，结合丝网印刷铝浆形成铝背场，就形成了增厚的P+层，在P+ P的界面产生ー个由P区指向P+的内建电场，从而提高开路电压。3、本专利技术エ艺仅增加制绒前镀铝膜一歩，与现有エ艺兼容，而且成本较低，经过该エ艺，电池的开路电压和短路电流都能得到提升，从而提高太阳电池的转换效率。附图说明图1为镀铝结构示意图。1:娃片2:招膜具体实施例方式请參阅图1所示，本专利技术提出了ー种太阳电池背面处理方法，首先采用磁控溅射的方法沉积在该多晶硅片I的一面镀上铝膜2 ;对镀膜后的多晶硅片进行酸制绒；采用离子注入的方法对制绒后的硅片进行磷扩散；扩散后的硅片进行退火处理；采用PECVD在硅片上表面沉积氮化硅薄膜；在硅片上下表面采用丝网印刷方式进行表面金属化，经高温烧结后完成电池的制备。以下通过具体较佳实施例对本专利技术作进ー步详细说明，但本专利技术并不仅限于以下的实施例。实施例11、采用磁控溅射的方法在多晶硅片的一面镀上铝膜，腔体气压0.1Pa，温度2000C，工作电流1A，溅射时间lOmin，设计厚度为Iym;2、硅片进行酸制绒，HNO3和HF的体积比在3:1，制绒时间为30s，反应液温度在5°C,由于Al在HNO3的强氧化作用下会在表面形成一层致密的钝化膜，而且制绒时间不到lmin，因此Al层不会被腐蚀掉，从而形成单面制绒结构，镀铝的一面不会形成凹坑结构；3、采用离子注入的方法对制绒后的硅片进行磷扩散，加速管低真空在10毫托，カロ热电炉功率为2200W，机械泵油量为300ml，离子注入温度在500°C，能量从300 45keV递减，目标方阻为75 Q ；4、扩散后的硅片进行退火，退火温度900°C，通入氧气流量为lOOOsccm，退火时间为5min，在高温下铝与硅基底反应生成铝硅共金，形成P+层，从而将背表面的缺陷态去除，降低了背面的损伤和缺陷密度；5、采用PECVD在硅片上表面沉积氮化硅薄膜，温度为480°C，真空度为1000毫托，射频源功率5500W，硅烷流量为700SCCm，氨气流量在4.5slm，镀膜时间为550s，厚度为80nm ；6、在硅片上下表面采用丝网印刷方式进行表面金属化，上表面印刷银浆形成正面栅线电极，下表面用银铝浆印刷背电极，铝浆印刷铝背场，再经过高温烧结，完成电池的制备。实施例21、采用磁控溅射的方法在多晶硅片的一面镀上铝膜，腔体气压0.5Pa，温度250°C，工作电流1.5A，溅射时间20min，设计厚度为3iim ;2、硅片进行酸制绒，HNO3和HF的体积比在4:1，制绒时间为60s，反应液温度在7°C，由于Al在HNO3的强氧化作用下会在表面形成一层致密的钝化膜，而且制绒时间不到lmin，因此Al层不会被腐蚀掉，从而形成单面制绒结构，镀铝的一面不会形成凹坑结构；3、采用离子注入的方法对制绒后的硅片进行磷扩散，加速管低真空在100毫托，加热电炉功率为2800W，机械泵油量为600ml，离子注入温度在700°C，能量从300 45keV递减，目标方阻为85 Q ；4、扩散后的硅片进行退火，退火温度950°C，通入氧气流量为2000sCCm，退火时间为lOmin，在高温下铝与硅基底反应生成铝硅共金，形成P+层，从而把背表面的缺陷态去除，降低了背面的损伤和缺陷密度；5、采用PECVD在硅片上表面沉积氮化硅薄膜，温度为480°C，真空度为1000毫托，射频源功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳电池背面处理方法，其特征在于包括以下步骤：1）采用磁控溅射的方法在多晶硅片的一面镀上铝膜；2）对上述镀上铝膜后的多晶硅片进行酸制绒；3）采用离子注入的方法对制绒后的硅片进行磷扩散；4）扩散后的硅片进行退火处理；5）采用PECVD在硅片上表面沉积氮化硅薄膜；以及6）在硅片上下表面采用丝网印刷方式进行表面金属化，经高温烧结后完成电池的制备。

【技术特征摘要】
1.一种太阳电池背面处理方法，其特征在于包括以下步骤: 1)采用磁控溅射的方法在多晶硅片的一面镀上铝膜； 2)对上述镀上铝膜后的多晶硅片进行酸制绒； 3)采用离子注入的方法对制绒后的硅片进行磷扩散； 4)扩散后的硅片进行退火处理； 5)采用PECVD在硅片上表面沉积氮化硅薄膜；以及 6)在硅片上下表面采用丝网印刷方式进行表面金属化，经高温烧结后完成电池的制备。2.根据权利要求1所述的太阳电池背面处理方法，其特征在于:步骤1)，在多晶硅片的一面镀上铝膜的エ艺条件是:腔体气压0.1 IPa，温度200 300°C，工作电流I 2A，溅身寸时间10 30min。3.根据权利要求2所述的太阳电池背面处理方法，其特征在于:所述铝膜的厚度为0.1 10 u m。4.根据权利要求1所述的太阳电池背面处理方法，其特征在于:步骤2)中，酸制绒エ艺中，HNO3和HF的体积比在2:1 5:1，制绒时间为30 120s，反应液温度在4 10°C。5.根据权利要求1所述的太阳电池背面处理方法，其特征在于:步骤3)中，磷扩散エ艺条件是:加速管低真空在10 1000毫托，加热电炉功率为220...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖键均，艾斌，贾晓洁，许欣翔，杨江海，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：