專利名稱：雙面太陽能電池的制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及太陽能電池的制造方法，特別涉及雙面太陽能電池的制造方法。
背景技術(shù)：
當前的太陽能電池系統(tǒng)用具有固定角度和固定方向的底板，但是由于太陽移動，而太陽能電池系統(tǒng)是固定的，所以太陽光入射到太陽能電池上的入射角度隨著太陽移動而改變，使太陽能電池不能始終在最大的輸出電功率下工作。
當前用作太陽能電池起始材料的硅晶片的直徑是200mm(8英寸)，用直徑為200mm的硅晶片切割成正方形硅晶片，正方形硅晶片的面積分別是156mm×156mm、125mm×125mm、和103mm×103mm。硅晶片的厚度是250μm-300μm。但是希望用厚度為160μm-180μm的薄硅晶片作為太陽能電池的起始材料。硅晶片背面絲網(wǎng)印刷的銀漿厚度是25μm-31μm。銀漿燒結(jié)后會產(chǎn)生應力，由于應力作用造成硅晶片破碎。所以必須減小太陽能電池制造過程中硅晶片上產(chǎn)生的應力。
為了提高太陽能電池的輸出電壓，使太陽能電池盡可能地在保持最大輸出電壓的狀態(tài)下工作，提出在太陽能電池的背面也形成金屬層。但是太陽能電池晶片背面形成金屬層會產(chǎn)生應力，應力作用會導致薄太陽能電池晶片破碎。
如何改進厚度為160μm-180μm的薄太陽能電池晶片，降低太陽能電池的制造成本，是該行業(yè)未來發(fā)展的方向。
為了克服上述的現(xiàn)有太陽能電池系統(tǒng)中存在的缺點，提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提出一種雙面太陽能電池的制造方法，本發(fā)明方法包括以下步驟
步驟1，檢測，用ADE機檢測作為制造太陽能電池的起始材料的直徑為200mm的P-型硅晶片的電阻率和厚度；步驟2，預清洗P-型硅晶片，清洗的條件是清洗P-型硅晶片的溶液是H2SO4∶H2O2＝4∶1，清洗溫度是125℃清洗時間是10分鐘，然后用去離子水在室溫下漂洗10分鐘，最后干燥；步驟3，腐蝕P-型硅晶片，在P-型硅晶片的一邊上形成絨面結(jié)構(gòu)，另一邊保持光面結(jié)構(gòu)；步驟4，用化學溶液(RCA)清潔處理，清潔P-型硅晶片的溶液是H2SO4∶H2O2＝4∶1，清潔溫度是125℃，清潔時間是10分鐘；然后用去離子水在室溫度下漂洗10分鐘；然后用NH3(水溶液)∶H2O2∶H2O＝1∶1∶10的混合溶液在60℃的溫度下清潔10分鐘；然后用去離子水在室溫度下漂洗10分鐘；再用HCl(水溶液)∶H2O2∶H2O＝1∶1∶10的混合溶液在60℃的溫度下清潔10分鐘；最后用去離子水在室溫度下漂洗10分鐘，然后干燥；步驟5，其上有絨面結(jié)構(gòu)的P-型硅晶片進行N+型雜質(zhì)擴散(例如，磷(P)擴散)，形成N-阱，所形成的N-阱與P-型硅晶片襯底的界面處形成PN結(jié)；步驟6，硅晶片上用等離子體增強化學汽相淀積(PECVD)方法淀積氮化硅(SiN)膜；步驟7，硅晶片正面上絲網(wǎng)印刷銀漿料，硅晶片背面上絲網(wǎng)印刷銀-鋁漿料；銀漿料和銀-鋁漿料中固體材料成分是70％～85％，粘度范圍是1000~1800泊(poise)，形成的銀-鋁漿料層厚度是10um～40um；步驟8，低溫干燥，用燧道爐干燥銀漿料和銀-鋁漿料，燧道爐干燥溫度范圍是100400℃，燧道爐中傳送帶的傳送速度是1250mm/分鐘～6250mm/分鐘(50英寸/分鐘250英寸/分鐘)，去除銀漿料和銀-鋁漿料中的溶劑；步驟9，經(jīng)過前面的步驟1-8所造成的硅晶片背面噴涂溶液，溶液中包含顆粒直徑為26μm-31μm、顆粒均勻度為10％的無堿玻璃，例如磷硼硅酸鹽玻璃(BPSG)70-40％，溶劑，例如，乙醇、甲醇或丙酮等30-60％；步驟10，低溫干燥，用燧道爐干燥銀漿料和銀-鋁漿料，燧道爐干燥溫度范圍是100~200℃，燧道爐中傳送帶的傳送速度是1250mm/分鐘～6250mm/分鐘(50英寸/分鐘～250英寸/分鐘)，去除玻璃溶液中的溶劑；步驟11，將經(jīng)過以上工藝步驟制成的兩張硅晶片按背面對背面的方式疊在一起，然后進行高溫燒結(jié)，燒結(jié)溫度是900℃±20℃，燒結(jié)溫度從室溫上升到900℃用的時間是3-5分鐘，在燒結(jié)溫度900℃±20℃下保溫5-25秒，使兩個硅晶片重疊在一起，形成雙面太陽能電池單元；步驟12，測試所制成的太陽能電池并進行分類，用陽光模擬器檢測I-V曲線，檢測項目包括Voc，Jsc，電阻率，F(xiàn).F和有效容量Cy；根據(jù)Voc，Jsc，電阻率，填充因子(fill facter，以下簡稱“F.F”)和有效容量Cy值將太陽能電池分成48類；步驟13，經(jīng)過上述工藝步驟制成的雙面太陽能電池安裝在基板上，構(gòu)成太陽能電池系統(tǒng)，按垂直于地面的方式安裝太陽能電池系統(tǒng)，以保持穩(wěn)定的輸出電壓。
按照本發(fā)明的雙面太陽能電池制造方法，將兩片硅晶片按背面對背面的方式重疊，每片硅晶片的背面上涂覆無堿玻璃和銀-鋁漿料，兩個重疊的硅晶片共燒結(jié)構(gòu)成一個整體，成為雙面太陽能電池。用本發(fā)明方法制造的雙面太陽能電池，由于硅晶片背面上涂覆的無堿玻璃的膨脹系數(shù)大大小于鋁的膨脹系數(shù)，因此，可以抵消所制成的太陽能電池的應力，減少了太陽能電池的破碎率。而且，與現(xiàn)有的單面太陽能電池比較，本發(fā)明方法制造的雙面太陽能電池用雙面吸收太陽光，太陽移動對太陽能電池的輸出功率影響小，太陽能電池的輸出功率穩(wěn)定，雙面太陽能電池的輸出電壓是單面太陽能電池的輸出電壓的一倍。
以上描述了本發(fā)明的雙面太陽能電池制造方法。但是本發(fā)明不限于本文中的詳細描述。本行業(yè)的技術(shù)人員應了解，本發(fā)明能以其他的形式實施。因此，按本發(fā)明的全部技術(shù)方案，所列舉的實施方式只是用于說明本發(fā)明而不是限制本發(fā)明，并且，本發(fā)明不局限于本文中描述的細節(jié)。本發(fā)明要求保護的范圍由所附的權(quán)利要求書界定。
權(quán)利要求
1.雙面太陽能電池的制造方法，包括以下工藝步驟步驟1，檢測用ADE機檢測作為制造太陽能電池的起始材料的直徑為200mm的P-型硅晶片的電阻率和厚度；步驟2，預清洗P-型硅晶片；步驟3，腐蝕P-型硅晶片，在P-型硅晶片的一邊上形成絨面結(jié)構(gòu)，另一邊保持光面結(jié)構(gòu)；步驟4，化學溶液(RCA)清潔處理；步驟5，其上有絨面結(jié)構(gòu)的P-型硅晶片進行N+型雜質(zhì)擴散(例如，磷(P)擴散)，形成N-阱，所形成的N-阱與P-型硅晶片襯底的界面處形成PN結(jié)；步驟6，硅晶片上用等離子體增強化學汽相淀積(PECVD)方法淀積氮化硅(SiN)膜；步驟7，硅晶片正面上絲網(wǎng)印刷銀漿料，硅晶片背面上絲網(wǎng)印刷銀-鋁漿料；步驟8，低溫干燥，去除銀漿料和銀-鋁漿料中的溶劑；步驟9，經(jīng)過前面的步驟1-8所造成的硅晶片背面噴涂溶液；步驟10，低溫干燥，干燥溫度是100℃-200℃，去除玻璃溶液中的溶劑；步驟11，將經(jīng)過以上工藝步驟制成的兩張硅晶片按背面對背面的方式疊在一起，然后進行高溫燒結(jié)使兩個硅晶片重疊在一起，形成雙面太陽能電池單元；步驟12，測試所制成的太陽能電池并進行分類；用陽光模擬器檢測I-V曲線，檢測項目包括Voc，Jsc，電阻率，F(xiàn).F和有效容量Cy；根據(jù)Voc Jsc，電阻率，F(xiàn).F和有效容量Cy值將太陽能電池分成48類；步驟13，經(jīng)過上述工藝步驟制成的雙面太陽能電池安裝在基板上，構(gòu)成太陽能電池系統(tǒng)，按垂直于地面的方式安裝太陽能電池系統(tǒng)，以保持穩(wěn)定的輸出電壓。
2.按照權(quán)利要求1的雙面太陽能電池的制造方法，其特征是，步驟2中，預清洗P-型硅晶片的清洗條件是清洗P-型硅晶片的溶液是H2SO4∶H2O2＝4∶1，清洗溫度是125℃清洗時間是10分鐘，然后用去離子水在室溫下漂洗10分鐘，最后干燥。
3.按照權(quán)利要求1的雙面太陽能電池的制造方法，其特征是，步驟4中，用化學溶液(RCA)清潔處理的條件是清潔P-型硅晶片的溶液是H2SO4∶H2O2＝4∶1，清潔溫度是125℃，清潔時間是10分鐘；然后用去離子水在室溫度下漂洗10分鐘；然后用NH3(水溶液)∶H2O2∶H2O＝1∶1∶10的混合溶液在60℃的溫度下清潔10分鐘；然后用去離子水在室溫度下漂洗10分鐘；再用HCl(水溶液)∶H2O2∶H2O＝1∶1∶10的混合溶液在60℃的溫度下清潔10分鐘；最后用去離子水在室溫度下漂洗10分鐘，然后干燥。
4.按照權(quán)利要求1的雙面太陽能電池的制造方法，其特征是，步驟7中，硅晶片正面上絲網(wǎng)印刷銀漿料，硅晶片背面上絲網(wǎng)印刷銀-鋁漿料；銀漿料和銀-鋁漿料組分是固體材料成分是70％～85％，漿料粘度范圍是1000～1800泊(poise)，形成的銀-鋁漿料層厚度是10um～40um。
5.按照權(quán)利要求1的雙面太陽能電池的制造方法，其特征是，步驟8中低溫干燥的條件是用燧道爐干燥銀漿料和銀-鋁漿料，燧道爐干燥溫度范圍是100～400℃，燧道爐中傳送帶的傳送速度是1250mm/分鐘～6250mm/分鐘(50英寸/分鐘～250英寸/分鐘)，去除銀漿料和銀-鋁漿料中的溶劑
6.按照權(quán)利要求1的雙面太陽能電池的制造方法，其特征是，步驟9中，硅晶片背面噴涂溶液，溶液中包含顆粒直徑為26μm-31μm、顆粒均勻度為10％的無堿玻璃，例如磷硼硅酸鹽玻璃(BPSG)70-40％，溶劑，例如，乙醇、甲醇或丙酮等30-60％。
7.按照權(quán)利要求1的雙面太陽能電池的制造方法，其特征是，步驟11中燒結(jié)條件是燒結(jié)溫度是900℃±20℃，燒結(jié)溫度從室溫上升到900℃用的時間是3-5分鐘，在燒結(jié)溫度900℃±20℃下保溫5-25秒。
全文摘要
本發(fā)明提供雙面太陽能電池制造方法，其特征是，每片硅晶片的背面上涂覆無堿玻璃和銀－鋁漿料，將兩片硅晶片按背面對背面的方式重疊，兩個重疊的硅晶片共燒結(jié)構(gòu)成一個整體，成為雙面太陽能電池。
文檔編號H01L31/04GK1885568SQ20051002717
公開日2006年12月27日 申請日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月21日
發(fā)明者蘇曉平, 江彤 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司