專利名稱：一種兩次絲網(wǎng)印刷與刻槽結(jié)合的太陽能電池制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽能電池制造工藝，尤其涉及一種兩次絲網(wǎng)印刷與刻槽 結(jié)合的太陽能電池制造工藝。
背景技術(shù)：
絲網(wǎng)印刷技術(shù)是產(chǎn)業(yè)化晶體硅太陽能電池制造工藝中普遍使用的電極制作工藝， 現(xiàn)有的采用絲網(wǎng)印刷的晶體硅太陽能電池制造工藝具體步驟如下，常規(guī)采用一次印刷的方 式a)硅片去除表面損傷層及硅片表面制絨；b)三氯氧磷(POCL3)液態(tài)源N+擴(kuò)散；c)氟化 氫(HF)去磷硅玻璃(PSG)及邊緣刻蝕；d)熱生長高質(zhì)量氧化硅；e)表面沉積減反SiNx ；f) 印刷背面電極、背面鋁背場；g)印刷正面銀電極；h)電極電場金屬化燒結(jié)。這種工藝采用一 次印刷電極的方式，存在串聯(lián)電阻偏高影響電池效率的缺點(diǎn)。為減少柵線導(dǎo)電電阻，降低串聯(lián)電阻，也有采用兩次絲網(wǎng)印刷的工藝，在硅片表面 絲網(wǎng)印刷兩次銀電極，雖然降低了串聯(lián)電阻，但是這種工藝仍然存在缺陷，因?yàn)殂y電極的印 刷高度太高后電極柵線的銀電極漿料在燒結(jié)過程中容易鋪張，導(dǎo)致短路電流降低，影響了 電池的遮光面積?，F(xiàn)有的刻槽工藝與絲網(wǎng)印刷工藝相比，能減少遮光損失，具有選擇性發(fā)射極、電極 與發(fā)射極接觸面積大。但是其電極工藝一般使用電鍍來完成，生產(chǎn)成本大大增加，不適合產(chǎn) 業(yè)化，只能用于高效電池的研發(fā)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種兩次絲網(wǎng)印刷與刻 槽結(jié)合的太陽能電池制造工藝，使生產(chǎn)出的太陽能電池的串聯(lián)電阻較低，而且印刷的電極 漿料在燒結(jié)過程中不易鋪張，能夠減少遮光損失，還具有選擇性發(fā)射極，電極與發(fā)射極的接 觸面積大，電池的性能更加良好，電池的轉(zhuǎn)換效率較高。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種兩次絲網(wǎng)印刷與刻槽結(jié)合的太 陽能電池制造工藝，用于制造一種兩次印刷電極的太陽能電池，所述的太陽能電池具有硅 片，硅片表面分為電極柵線區(qū)域和電極非柵線區(qū)域，所述的太陽能電池制造工藝包含有刻 槽工藝和兩次印刷工藝。所述的刻槽工藝為在硅片表面的電極柵線區(qū)域刻槽，使電極柵線區(qū)域形成蝕 槽；所述的兩次印刷工藝在刻槽工藝之后，具體為a、第一次印刷電極將印刷的電 極漿料填入蝕槽并進(jìn)行烘干，在蝕槽中形成第一層電極；b、第二次印刷電極在第一層電 極外表面印刷電極，使硅片表面電極柵線區(qū)域形成第二層電極。進(jìn)一步地，所述的刻槽工藝為在硅片表面正面電極的電極柵線區(qū)域刻槽，使正面 電極的電極柵線區(qū)域形成蝕槽，所述的兩次印刷工藝為a、第一次絲網(wǎng)印刷正面電極將 印刷的銀電極漿料填入蝕槽并進(jìn)行烘干，使蝕槽中形成正面第一層電極；b、第二次絲網(wǎng)印
3刷正面電極在第一層電極外表面絲網(wǎng)印刷銀電極形成正面第二層電極。進(jìn)一步地，所述的刻槽工藝為在硅片背表面背面電極的電極區(qū)域刻槽，使背面 電極的區(qū)域形成蝕槽，所述的兩次印刷工藝為a、第一次絲網(wǎng)印刷背面銀電極將印刷的 銀電極漿料填入蝕槽并進(jìn)行烘干，使蝕槽中形成背面第一層電極；b、第二次絲網(wǎng)印刷電極 在第一層電極外表面絲網(wǎng)印刷銀電極形成背面第二層電極。進(jìn)一步地，所述的太陽能電池制造工藝還包含有生長氧化掩膜層工藝、清洗工藝 和形成選擇性發(fā)射極工藝。具體地，所述的生長氧化掩膜層工藝為在TCA(三氯乙烷)條件下在硅片表面生 長一層氧化掩膜層，這樣可以盡量避免硅片受沾污，保證硅片少子壽命。所述的刻槽工藝在生長氧化掩膜層工藝之后，經(jīng)刻槽后蝕槽區(qū)域的氧化掩膜層被 去除，所述的清洗工藝在刻槽工藝之后。具體地，所述的形成選擇性發(fā)射極工藝在清洗工藝之后，具體為a、將硅片進(jìn)行 POCL3液態(tài)源N++重?cái)U(kuò)散，使電極柵線區(qū)域的蝕槽下方及兩側(cè)邊形成N++重?cái)U(kuò)散區(qū)；b、用HF 去除氧化掩膜層；c、將硅片進(jìn)行POCL3液態(tài)源N+淺擴(kuò)散，電極非柵線區(qū)域形成N+淺擴(kuò)散區(qū)， 硅片形成選擇性發(fā)射極。進(jìn)一步地，所述的刻槽工藝為在硅片表面的電極柵線區(qū)域采用激光刻槽，使電極 柵線區(qū)域形成蝕槽；所述的清洗工藝包括NaOH清洗、HCL清洗、DI水(超純水)清洗并干
O用NaOH清洗在刻槽過程中形成的刻蝕表面損傷層，用HCL來對(duì)硅片表面去金屬沾 污清洗，以及將殘留的NaOH清洗干凈。在硅片表面的電極柵線區(qū)域刻槽也可采用化學(xué)刻蝕的方式，若采用化學(xué)刻蝕，則 不需要用NaOH清洗。所述的氧化掩膜層工藝之前還具有硅片去除表面損傷層及硅片表面制絨等工 藝，所述的形成選擇性發(fā)射極工藝之后還具有HF去PSG (硅磷玻璃)及邊緣刻蝕、熱生長 高質(zhì)量氧化硅，表面沉積減反SiNx等工藝。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用兩次絲網(wǎng)印刷與刻槽相結(jié)合的方式，太陽能電 池上印刷有兩層電極，增加了電極的導(dǎo)電截面積，減小了柵線電阻，降低了串聯(lián)電阻，通過 增加刻槽工藝，第一次印刷的電極漿料進(jìn)入蝕槽，第一層電極即在蝕槽內(nèi)，在第一層電極上 印刷第二層電極，硅片表面電極的高度只有第二層電極的高度，電極漿料在燒結(jié)過程中不 易鋪張，也就不易導(dǎo)致短路電流降低，而且刻槽后，電極與發(fā)射極的接觸面積較大，也降低 了太陽能電池的串聯(lián)電阻。太陽能電池的電極柵線區(qū)域形成N++重?cái)U(kuò)散區(qū)，電極非柵線區(qū)域形成N+淺擴(kuò)散 區(qū)，使太陽能電池具有選擇性發(fā)射極，制成的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換的效率較高。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是根據(jù)本發(fā)明的工藝所制造的太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1.第一層電極，2.第二層電極，3.N++重?cái)U(kuò)散區(qū)，4.N+淺擴(kuò)散區(qū)，6.P型襯底。
具體實(shí)施例方式一種兩次絲網(wǎng)印刷與刻槽結(jié)合的太陽能電池制造工藝，用于制造如圖1所示的一 種兩次印刷電極的太陽能電池，太陽能電池具有硅片，硅片采用P型襯底6，硅片表面分為 電極柵線區(qū)域和電極非柵線區(qū)域，太陽能電池制造工藝具有如下步驟i)硅片去除表面損傷層及硅片表面制絨；ii)氧化掩膜層工藝TCA條件下生長氧化掩膜層；iii)刻槽工藝在硅片表面正面電極的電極柵線區(qū)域激光刻槽，使正面電極的電 極柵線區(qū)域形成蝕槽，蝕槽上方的氧化掩膜層被去除；iv)清洗工藝NaOH清洗、HCL清洗、D工水清洗并干燥；ν)形成選擇性發(fā)射極工藝a、將硅片進(jìn)行POCL3液態(tài)源N++重?cái)U(kuò)散，使電極柵線區(qū)域的蝕槽下方及兩側(cè)邊形 成N++重?cái)U(kuò)散區(qū)3 ；b、用HF去除氧化掩膜層；C、將硅片進(jìn)行POCL3液態(tài)源N+淺擴(kuò)散，電極非柵線區(qū)域形成N+淺擴(kuò)散區(qū)4，硅片 形成選擇性發(fā)射極；vi) HF去PSG及邊緣刻蝕、熱生長高質(zhì)量氧化硅，表面沉積減反SiNx ；vii)背面電極，背面鋁背場印刷；viii)兩次印刷工藝a、第一次絲網(wǎng)印刷正面電極將印刷的銀電極漿料填入蝕槽并進(jìn)行烘干，使蝕槽 中形成正面第一層電極1 ；b、第二次絲網(wǎng)印刷正面電極在第一層電極1外表面絲網(wǎng)印刷銀電極形成正面第 二層電極2 ；ix)將硅片進(jìn)行電極電場金屬化燒結(jié)。根據(jù)本發(fā)明的工藝所制造的太陽能電池，具有第一層電極1以及第二層電極2，電 池的串聯(lián)電阻較低，第一層電極1位于蝕槽內(nèi)，所以硅片表面正面電極的高度只有第二層 電極2的高度，電極漿料在燒結(jié)過程中不易鋪張，能夠減少遮光損失，而且還具有N++重?cái)U(kuò) 散區(qū)3和N+淺擴(kuò)散區(qū)4，形成選擇性發(fā)射極，太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率較高。
權(quán)利要求
一種兩次絲網(wǎng)印刷與刻槽結(jié)合的太陽能電池制造工藝，用于制造一種兩次印刷電極的太陽能電池，所述的太陽能電池具有硅片，硅片表面分為電極柵線區(qū)域和電極非柵線區(qū)域，其特征在于所述的太陽能電池制造工藝包含有刻槽工藝和兩次印刷工藝，所述的刻槽工藝為在硅片表面的電極柵線區(qū)域刻槽，使電極柵線區(qū)域形成蝕槽；所述的兩次印刷工藝在刻槽工藝之后，具體為a、第一次印刷電極將印刷的電極漿料填入蝕槽并進(jìn)行烘干，在蝕槽中形成第一層電極；b、第二次印刷電極在第一層電極外表面印刷電極，使硅片表面電極柵線區(qū)域形成第二層電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩次絲網(wǎng)印刷與刻槽結(jié)合的太陽能電池制造工藝，其特 征在于所述的刻槽工藝為在硅片表面正面電極的電極柵線區(qū)域刻槽，使正面電極的電極柵 線區(qū)域形成蝕槽，所述的兩次印刷工藝為a、第一次絲網(wǎng)印刷正面電極將印刷的銀電極漿料填入蝕槽 并進(jìn)行烘干，使蝕槽中形成正面第一層電極；b、第二次絲網(wǎng)印刷正面電極在第一層電極 外表面絲網(wǎng)印刷銀電極形成正面第二層電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩次絲網(wǎng)印刷與刻槽結(jié)合的太陽能電池制造工藝，其特 征在于所述的刻槽工藝為在硅片背表面表面背面電極的電極區(qū)域刻槽，使背面電極的電極 柵線區(qū)域形成蝕槽，所述的兩次印刷工藝為a、第一次絲網(wǎng)印刷背面電極將印刷的銀電極漿料填入蝕槽 并進(jìn)行烘干，使蝕槽中形成背面第一層電極；b、第二次絲網(wǎng)印刷背面電極在第一層電極 外表面絲網(wǎng)印刷銀電極形成背面第二層電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩次絲網(wǎng)印刷與刻槽結(jié)合的太陽能電池制造工藝，其特 征在于所述的太陽能電池制造工藝還包含有生長氧化掩膜層工藝、清洗工藝和形成選擇 性發(fā)射極工藝，所述的生長氧化掩膜層工藝為在TCA條件下在硅片表面生長一層氧化掩膜層，所述 的刻槽工藝在生長氧化掩膜層工藝之后，經(jīng)刻槽后蝕槽區(qū)域的氧化掩膜層被去除，所述的 清洗工藝在刻槽工藝之后，所述的形成選擇性發(fā)射極工藝在清洗工藝之后，具體為a、將硅片進(jìn)行POCL3液態(tài)源 N++重?cái)U(kuò)散，使電極柵線區(qū)域的蝕槽下方及兩側(cè)邊形成N++重?cái)U(kuò)散區(qū)；b、用HF去除氧化掩 膜層；C、將硅片進(jìn)行POCL3液態(tài)源N+淺擴(kuò)散，電極非柵線區(qū)域形成N+淺擴(kuò)散區(qū)，硅片形成 選擇性發(fā)射極。
全文摘要
一種兩次絲網(wǎng)印刷與刻槽結(jié)合的太陽能電池制造工藝，用于制造一種兩次印刷電極的太陽能電池，包含有刻槽工藝和兩次印刷工藝，刻槽工藝為在硅片表面的電極柵線區(qū)域刻槽，使電極柵線區(qū)域形成蝕槽；兩次印刷工藝為a、第一次印刷電極將印刷的電極漿料填入蝕槽并進(jìn)行烘干，在蝕槽中形成第一層電極；b、第二次印刷電極在第一層電極外表面印刷電極，使硅片表面電極柵線區(qū)域形成第二層電極。采用本發(fā)明所制造的太陽能電池的串聯(lián)電阻較低，電極漿料在燒結(jié)過程中不易鋪張，能夠減少遮光損失，而且還具有選擇性發(fā)射極，太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率較高。
文檔編號(hào)H01L31/18GK101969082SQ201010152168
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者盛健 申請(qǐng)人:常州天合光能有限公司