一种高效率太阳能电池的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效率太阳能电池的制备方法，该高效率太阳能电池的制备方法包括以下步骤：清洗制绒；三氯氧磷液态源扩散；干法刻蚀；去除PSG，清洗液配制；减反射膜制备-PECVD；丝网印刷，背电极印刷，1号烘箱，背电场印刷，2号烘箱，正电极印刷，烧结，测试分选；组件，电池片分选、单片焊接、串联焊接、叠层、层压、装框、清洗、电性能测试、包装入库。本发明专利技术通过POCl3液态源扩散方法具有生产效率较高，得到PN结均匀、平整和扩散层表面良好。本发明专利技术的工艺成品率较高，产生的缺陷和位错较少，形成的欧姆接触，接触电阻小，具有优良的导电性，纯度适当，化学稳定性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能电池
，尤其涉及。
技术介绍
晶体娃太阳电池的效率主要取决于三个方面-吸光量，光电量子效率和光电子的收集效率。其中，光电量子效率是描述被太阳电池吸收的光子转换成电子的比率。提高晶体硅太阳电池的效率则必须要同时提高吸光量，光电转换效率和收集效率。绒面制备是降低光的反射率，增大吸光量的有效手段，消除PN结的复合中心能够有效提高光电量子效率，而晶体硅电池的缺陷、杂质、电阻率和PN结的特性等对光电子收集效率有重要影响。多晶硅的特点是含有较多的晶界。晶粒间界的存在对制绒以及后道扩散，钝化和金属化都有很大的影响。如在绒面制备过程中，晶界的缺陷和杂质会加快腐蚀反应速率，因此在晶界处易出现过腐蚀，导致成品率下降及二次缺陷(孔蚀现象)。晶粒间界处磷的扩散系数远大于晶粒，由此导致在整个电池中磷浓度的分布不均，将直接影响钝化和正面金属化的欧姆接触。 然而传统的工艺流程制备的太阳能电池吸收太阳光的效率较低，且制造成本高。本专利技术提供的制备工艺生产的太阳能电池效率高，且制造成本较低，是未来发展的趋势。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供，旨在解决现有的太阳能电池生产存在的太阳光效率较低，制造成本高的问题。本专利技术实施例是这样实现的，，该高效率太阳能电池的制备方法包括以下步骤: 步骤一，清洗制绒，首先领料，然后保持片盒干净，片盒底垫上海绵进行插片，将已插好硅片的片盒整齐、有序的装入包塑的不锈钢花篮中，片盒之间有相应的间隔；硅片插完后，取掉片盒底部的海绵，扣好压条；分别加入异丙醇、添加剂、HF酸、HCl进行脱水、去金属离子，最后配槽，制绒清洗，甩干； 步骤二，三氯氧磷液态源扩散:清洗、饱和、升温、装片、进炉、稳定、通氧气、通源、吹氮、出炉、卸片、检验； 步骤三，干法刻蚀，首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种中性基团或离子，以及离子，活性粒子由于扩散或者在电场作用下到达表面，并在表面上掺入O2发生化学反应； 步骤四，去除PSG，清洗液配制，装片，开机，投片清洗，甩干； 步骤五，减反射膜制备-PECVD，石墨舟及硅片准备，管内充氮气，进舟，抽真空、压力测试，NH3预清理和检查，管路抽真空、测漏、恒温，NH3清理，镀膜，抽真空、压力测试,清管路、充氮气，退舟； 步骤六，丝网印刷，背电极印刷，I号烘箱，背电场印刷，2号烘箱，正电极印刷，烧结，测试分选； 步骤七，组件，电池片分选、单片焊接、串联焊接、叠层、层压、装框、清洗、电性能测试、包装入库。进一步，制绒的化学方程式为:Si+2Na0H+H20 - Na2SiO3 +2?丨，为各向异性反应，温度范围为75°C~90°C，制绒包括金字塔的成核及长大过程。进一步，步骤二的具体方法为: 第一步，清洗，初次扩散前，扩散炉石英舟首先连接TCA装置，当炉温升至设定温度，以设定流量通TCA 60分钟清洗石英管，清洗结束后，将石英管连接扩散源瓶，待扩散；正常生产时，每周进行两次TCA清洗，时间30分钟；清洗开始时，先开O2，再开TCA ;清洗结束后，先关TCA,再关O2 ； 第二步，饱和:如果不连续生产，则每天正式生产前，须对石英管进行饱和，即正式的扩散工艺，把石英舟放入石英管，进行一次扩散，炉温升至设定温度时，以设定流量通小N2和O2,使石英管饱和，20分钟后，关闭小N2和O2 ;初次扩散前或停产一段时间以后恢复生产时，需使石英管在950°C通源饱和I小时以上； 第三步，打开大N2，调节气体流量到指定数，然后开始使炉子升温，升到880°C ^900oC，装片整个扩散从升温到出炉一直通大N2 ； 第四步，戴好防护口罩和干净的塑料手套，将清洗甩干的硅片从传递窗口取出，放在洁净台上，用teflon夹子依次将硅片从硅片盒中取出，双面扩散一个槽插入一片，单面扩散一个槽插入背靠背两片； 第五步，用舟叉将装满硅片的石英舟放在碳化硅臂浆上，保证平稳，由步进电机缓缓推入扩散炉，进炉的时间控制在5分钟； 第六步，稳定炉管，使炉管内温度达到工艺设定值，管内气体趋于稳定； 第七步，通氧气:稳定时通入定量氧气，使硅片表面形成一层SiO2，使扩散速度更均匀，前氧适用于多晶工艺； 第八步，通源，待炉管温度均升到设定温度，通入小氮，携带磷源的少量氮气及氧气，设定气体流量及通入时间，通源是磷在硅片表面扩散的过程，小氮的气体压力小于3.5KG，控制在2KG以下； 第九步，吹氮，通源指定时间后，关闭小氮，通入大氮，进行驱入，驱入是磷向硅片内部扩散，扩结深，同时降低表面浓度，驱入时通入定量氧气，可与管内残留的磷源充分反应，并可与管内的五氯化磷反应，避免腐蚀硅片表面； 第十步，出炉检验，驱入指定时间后，将碳化硅臂桨退出炉管，待石英舟冷却用石英舟叉抬下，从炉口到炉尾的顺序均匀抽取六片硅片进行方阻测试，检验合格后可卸片，不合格返工。进一步，在步骤四的具体方法为: 第一步，清洗液配制，将各槽中破损硅片杂质清除，用去离子水将各槽壁冲洗干净，I号槽中注入一半深度的去离子水，加入氢氟酸，再注入去离子水至溢流口下边缘，向2号槽中注满去尚子水； 第二步，装片，经等离子刻蚀过的硅片，经检验合格后插入承片盒，经过磷扩散处理的表面，面向承片盒的背面放置，严禁装反；每盒25片，装入包塑不锈钢提篮； 第三步，开机，打开电源、压缩空气、氮气和去离子水，设定I槽时间I分钟，2槽时间6分钟； 第四步，投片清洗，将装满硅片的包塑不锈钢提篮推至O号位，按下控制板上自动运行按钮，设备即开始自动运行； 第五步，甩干，打开离心干燥机的电源、压缩空气、氮气和去离子水，将装有硅片的承片盒放入离心干燥机，按照设备操作规程进行离心干燥；当硅片从I号槽氢氟酸中提起时，观察表面是否脱水，如果脱水，则表明磷硅玻璃已去除干净；如果表面还沾有水珠，则表明磷硅玻璃未被去除干净；甩干后，抽取两片硅片，在灯光下目测:表面干燥，无水迹及其它污点。进一步，在步骤五中，工艺气体为SiH4和NH3，反应方程式为4NH3+3SiH4=Si3N4+12H2。进一步,在步骤六中: 背电极印刷:为电池片提供物理上的正电极； I号烘箱:干燥硅片，保障下步印刷时已印刷的背电极免遭破坏； 背电场印刷:重新掺杂，去电池片背面PN结，减少载流子，增大开压； 2号烘箱:保障正电极印刷时背电场免遭破坏； 正电极印刷:搜集光生电流，提供电池片物理上的负电极； 烧结:干燥硅片上的浆料，燃尽浆料的有机组分，使浆料和硅片，形成良好的欧姆接触； 测试分选:根据电池片效率和短路电流进行分选，为组件车间更好地生产高效率电池组件； 银铝浆是由银粉，铝粉，无机添加物和有机载体组成；使用前搅拌45分钟，搅拌均匀后使用；有良好的欧姆接触特性和焊接性能，附着性好；在印刷图形完好时，印刷头压力在范围内尽可能的小； 背面Al浆电极印刷参数:丝网材质:不锈钢丝网；目数:320目；丝直径:23?28 y m ;丝网厚度膜厚膜和丝网总厚度:60?63 y m ; 背电场印刷和相关参数:铝浆由铝粉，无机添加物和有机载体组成；使用前先搅拌15分钟，均匀后使用；会根据浆料的粘稠度、网版性能、背面场印刷量做出调整。进一步，在步骤七中: 电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效率太阳能电池的制备方法，其特征在于，该高效率太阳能电池的制备方法包括以下步骤：步骤一，清洗制绒，首先领料，然后保持片盒干净，片盒底垫上海绵进行插片，将已插好硅片的片盒整齐、有序的装入包塑的不锈钢花篮中，片盒之间有相应的间隔；硅片插完后，取掉片盒底部的海绵，扣好压条；分别加入异丙醇、添加剂、HF酸、HCl进行脱水、去金属离子，最后配槽，制绒清洗，甩干；步骤二，三氯氧磷液态源扩散：清洗、饱和、升温、装片、进炉、稳定、通氧气、通源、吹氮、出炉、卸片、检验；?步骤三，干法刻蚀，首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种中性基团或离子，?以及离子，活性粒子由于扩散或者在电场作用下到达表面，并在表面上掺入O2发生化学反应；步骤四，去除PSG，清洗液配制，装片，开机，投片清洗，甩干；步骤五，减反射膜制备?PECVD，石墨舟及硅片准备，管内充氮气，进舟，抽真空、压力测试，NH3预清理和检查，管路抽真空、测漏、恒温，NH3清理，镀膜，抽真空、压力测试，清管路、充氮气，退舟；步骤六，丝网印刷，背电极印刷，1号烘箱，背电场印刷，2号烘箱，正电极印刷，烧结，测试分选；步骤七，组件，电池片分选、单片焊接、串联焊接、叠层、层压、装框、清洗、电性能测试、包装入库。...

【技术特征摘要】
1.一种高效率太阳能电池的制备方法，其特征在于，该高效率太阳能电池的制备方法包括以下步骤: 步骤一，清洗制绒，首先领料，然后保持片盒干净，片盒底垫上海绵进行插片，将已插好硅片的片盒整齐、有序的装入包塑的不锈钢花篮中，片盒之间有相应的间隔；硅片插完后，取掉片盒底部的海绵，扣好压条；分别加入异丙醇、添加剂、HF酸、HCl进行脱水、去金属离子，最后配槽，制绒清洗，甩干； 步骤二，三氯氧磷液态源扩散:清洗、饱和、升温、装片、进炉、稳定、通氧气、通源、吹氮、出炉、卸片、检验； 步骤三，干法刻蚀，首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种中性基团或离子，以及离子，活性粒子由于扩散或者在电场作用下到达表面，并在表面上掺入O2发生化学反应； 步骤四，去除PSG，清洗液配制，装片，开机，投片清洗，甩干； 步骤五，减反射膜制备-PECVD，石墨舟及硅片准备，管内充氮气，进舟，抽真空、压力测试，NH3预清理和检查，管路抽真空、测漏、恒温，NH3清理，镀膜，抽真空、压力测试,清管路、充氮气，退舟； 步骤六，丝网印刷，背电极印刷，I号烘箱，背电场印刷，2号烘箱，正电极印刷，烧结，测试分选； 步骤七，组件，电池片分选、单片焊接、串联焊接、叠层、层压、装框、清洗、电性能测试、包装入库。2.如权利要求1所述的高效率太阳能电池的制备方法，其特征在于，制绒的化学方程式为:Si+2Na0H+H20 — Na2SiO3 +2? t，为各向异性反应，温度范围为75°C~90°C，制绒包括金字塔的成核及长大过程。3.如权利要求1所述的高效率太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤二的具体方法为: 第一步，清洗，初次扩散前，扩散炉石英舟首先连接TCA装置，当炉温升至设定温度，以设定流量通TCA 60分钟清洗石英管，清洗结束后，将石英管连接扩散源瓶，待扩散；正常生产时，每周进行两次TCA清洗，时间30分钟；清洗开始时，先开O2，再开TCA ;清洗结束后，先关TCA,再关O2 ； 第二步，饱和:如果不连续生产，则每天正式生产前，须对石英管进行饱和，即正式的扩散工艺，把石英舟放入石英管，进行一次扩散，炉温升至设定温度时，以设定流量通小N2和O2,使石英管饱和，20分钟后，关闭小N2和O2 ;初次扩散前或停产一段时间以后恢复生产时，需使石英管在950°C通源饱和I小时以上； 第三步，打开大N2，调节气体流量到指定数，然后开始使炉子升温，升到880°C ^900oC，装片整个扩散从升温到出炉一直通大N2 ； 第四步，戴好防护口罩和干净的塑料手套，将清洗甩干的硅片从传递窗口取出，放在洁净台上，用teflon夹子依次将硅片从硅片盒中取出，双面扩散一个槽插入一片，单面扩散一个槽插入背靠背两片； 第五步，用舟叉将装满硅片的石英舟放在碳化硅臂浆上，保证平稳，由步进电机缓缓推入扩散炉，进炉的时间控制在5分钟；第六步，稳定炉管，使炉管内温度达到工艺设定值，管内气体趋于稳定； 第七步，通氧气:稳定时通入定量氧气，使硅片表面形成一层SiO2，使扩散速度更均匀，前氧适用于多晶工艺； 第八步，通源，待炉管温度均升到设定温度，通入小氮，携带磷源的少量氮气及氧气，设定气体流量及通入时间，通源是磷在硅片表面扩散的过程，小氮的气体压力小于3.5KG，控制在2KG以下; 第九步，吹氮，通源指定时间后，关闭小氮，通入大氮，进行驱入，驱入是磷向硅片内部扩散，扩结深，同时降低表面浓度，驱入时通入定量氧气，可与管内残留的磷源充分反应，并可与管内的五氯化磷反应，避免腐蚀硅片表面； 第十步，出炉检验，驱入指定时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：王淮庆，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：