一種太陽電池正面電極的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽電池的正面電極的制備方法，選擇材料；擴(kuò)散；去背節(jié)、邊節(jié)以及硼硅玻璃；在硅片擴(kuò)散表面沉積鈍化膜；制備電池的背極；燒結(jié)；激光開槽；制備正電極；退火。本發(fā)明通過簡(jiǎn)化生產(chǎn)步驟，降低電池制作成本的太陽電池正面電極的制作方法；通過使用激光開槽的方式，簡(jiǎn)化準(zhǔn)備流程，并使得表面細(xì)柵更細(xì)，提高太陽電池的效率。
【專利說明】—種太陽電池正面電極的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽電池的制備方法，尤其是一種太陽電池正面電極的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在能源短缺、環(huán)境污染問題日益突出的背景下，發(fā)展可再生能源已成為全球的重大課題，利用太陽能則是發(fā)展可再生能源的一個(gè)重點(diǎn)方向，世界光伏市場(chǎng)在過去十年一直保持著年均30%以上的高速增長(zhǎng)，2009年增幅更是達(dá)到驚人的152.8%。產(chǎn)量由2008年的
7.9IGff增至2009年的近20GW。與國(guó)外先進(jìn)電池制備技術(shù)相比，我國(guó)晶硅太陽電池制備技術(shù)還是相對(duì)落后。目前提高電池的效率和降低太陽電池的成本是電池研發(fā)的主要方向，而前電極的優(yōu)化又是其中的主要方向。量產(chǎn)電池片的印刷前電極的細(xì)柵線已經(jīng)由3年前的150um左右減低到現(xiàn)在60um左右，但是采用印刷工藝進(jìn)一步的降低柵線的寬度遇到瓶頸。目前采用電鍍的方法可以將細(xì)柵電極的寬度降低到30um左右，但是此過程大都采用了光刻的或者光刻膠掩膜的方法，使得制備過程復(fù)雜，成本高，量產(chǎn)遇到瓶頸。
[0003]綜上所述，研究出一種可有效減少生產(chǎn)制作成本的太陽電池的制作方式是目前太陽電池生產(chǎn)領(lǐng)域中首要解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可有效簡(jiǎn)化生產(chǎn)步驟，降低電池制作成本的太陽電池正面電極的制作方法。
[0005]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供的I 一種太陽電池正面電極的制備方法，包括以下步驟:
a.選擇材料:選擇娃襯底I;
b.擴(kuò)散:將硅襯底I放入擴(kuò)散爐進(jìn)行擴(kuò)散磷或擴(kuò)散硼工序；
c.去背節(jié)、邊節(jié)以及硼硅玻璃:將硅片放入單面刻蝕的設(shè)備中，用濃度為5-15%的氫氟酸和50-70%的硝酸的混合溶液刻蝕硅片的背表面及其邊緣；
d.在硅片擴(kuò)散表面沉積鈍化膜:采用硅襯底I表面制備75-90nm厚的氮化硅減反射薄
膜；
e.制備電池的背極:在硅片的背面印刷鋁漿和銀漿形成電池的背極；
f.燒結(jié):將硅片放在燒結(jié)爐中進(jìn)行共燒結(jié)，燒結(jié)溫度為700-90(TC，讓背極和硅片形成歐姆接觸；
g.激光開槽:用激光打開娃片前表面介質(zhì)層，開槽寬度為5um-30um,間距為500um到2000um ；
h.制備前電極:采用噴墨印刷的方式在開槽處噴涂涂層電極材料，然后電鍍銀；
1.退火。
[0006]步驟(b)中所述的擴(kuò)散為磷擴(kuò)散或硼擴(kuò)散，其磷源為PH3，方阻為40-120Q/sq ;硼源為 BBr3，方阻為 40_120a/sq。
[0007]步驟(d)中氮化硅減反射薄膜采用等離子化學(xué)氣相沉積或原子層沉積的方法得到。
[0008]步驟(g)中的激光開槽，開槽的圖形為線狀、有主柵、無主柵、環(huán)形中的一種。
[0009]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、通過使用激光開槽的方式，簡(jiǎn)化制備流程，并使得表面細(xì)柵更細(xì)，提高太陽電池的效
率；
2、本發(fā)明通過同時(shí)使用激光開槽和噴涂電極的工藝，能夠有效降低制作電池正極的金屬消耗量，有效降低電池的制作成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為電池正面電極結(jié)構(gòu)的橫截面圖；
其中:1.硅襯底1，2.摻雜曾，3.鈍化層，4.電池正面電極。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了 本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0012]一種太陽電池正面電極4的制備方法，包括以下步驟:
a.選擇材料；
b.擴(kuò)散；
c.去背節(jié)、邊節(jié)以及硼硅玻璃；
d.在娃片擴(kuò)散表面沉積鈍化膜；
e.制備電池的背極； f?燒結(jié)；
g.激光開槽:用激光設(shè)備打開硅片前表面介質(zhì)層，開槽的圖形為線狀、有主柵、無主柵或環(huán)形中的一種，開槽寬度為5um-30um,間距為500um-2000um ；
h.制備正電極:采用噴墨印刷的方式在開槽處噴涂涂層電極材料，然后電鍍銀；
1.退火。
[0013]實(shí)施例1
N型硅電池的制備流程如下:
a)選擇N型硅襯底1，且N型硅片的電阻率在0.3 Q'em -10 Q-cm之間，對(duì)于N型單晶硅襯底I，采用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液在N型硅襯底I的表面制備出金字塔形狀的陷光結(jié)構(gòu)，然后用稀釋的鹽酸和氫氟酸進(jìn)行清洗；
b)在N型硅襯底I的前表面進(jìn)行硼擴(kuò)散，形成PN節(jié):將步驟(a)中所述的N型硅襯底I放入擴(kuò)散爐中進(jìn)行硼擴(kuò)散，擴(kuò)散溫度為900°C的，其中源為BBr3,目標(biāo)方阻為SOQ/sq ；
c)去背節(jié)、邊節(jié)以及硼硅玻璃:將步驟(b)中所述的N型硅襯底I放入單面刻蝕的設(shè)備中，用濃度為12%的氫氟酸和50%的硝酸的混合溶液刻蝕N型硅片的背表面和邊緣；
d)在擴(kuò)硼的表面沉積氧化鋁和氮化硅:在400°C的溫度下，原子層(ALD)沉積Snm的三氧化二招，ALD所用的源可以是Al (CH3) 3和H2O或O3,也可以是AlCl3和H2O,其中三氧化二鋁所帶的負(fù)電荷是在5X1012 cm—2到3X 1013cm—2之間；再在氧化鋁的表面沉積采用等離子化學(xué)氣相沉積(PECVD)的方法制備65nm厚的氮化硅減反射薄膜；
e)制備電池的背極:采用印刷方式在硅片的背面印刷鋁漿和銀漿形成電池背極；
f)燒結(jié):將硅片放在燒結(jié)爐中進(jìn)行共燒結(jié)，燒結(jié)溫度為770°C，讓背極和硅片形成歐姆接觸；
g)激光開槽:用激光打開前表面介質(zhì)層，開槽寬度為20um，間距為500um；
h)制備正面電極:采用噴墨印刷的方式在開槽處噴涂鎳，然后電鍍銀；
I)退火:在150-300度的條件下退火，讓鎳和硅形成歐姆接觸。
[0014]其中:步驟(d)中所述的在擴(kuò)硼的表面沉積氧化鋁和氮化硅，可采用等離子化學(xué)氣相沉積(PECVD) 7nm的三氧化二鋁，所用的源為Si (OC2H5) 4、SiH4和N2O,其中三氧化二鋁所帶的負(fù)電荷是在5X1012 cm_2到3X1013cm_2之間；再在氧化鋁的表面沉積采用等離子化學(xué)氣相沉積(PECVD)的方法制備65nm厚的氮化硅減反射薄膜。
[0015]實(shí)施例2
采用P型硅襯底I制備，實(shí)現(xiàn)上述目的的流程如下:
a)選擇P型硅襯底I;
b)在P型硅襯底I的前表面進(jìn)行磷擴(kuò)散，形成PN節(jié):將P型硅襯底I放入擴(kuò)散爐中進(jìn)行磷擴(kuò)散，擴(kuò)散溫度為910°C,其中源為PH3,目標(biāo)方阻范圍為80Q/sq ；
c)去背節(jié)、邊節(jié)以及硼硅玻璃:在單面刻蝕的設(shè)備中，采用濃度5-15%的氫氟酸和50-70%的硝酸的混合溶液，刻蝕硅片的背表面和邊緣；
d)在擴(kuò)磷的表面沉積氮化硅鈍化膜:采用等離子化學(xué)氣相沉積(PECVD)的方法制備75nm到90nm厚的氮化娃減反射薄膜；
e)制備電池的背極:采用印刷的技術(shù)在電池的背面印刷鋁漿和銀漿形成電池背極；
f)燒結(jié):在700-900°C的溫度下在在燒結(jié)爐中進(jìn)行共燒結(jié)，讓電極和硅形成歐姆接觸；
g)激光開槽:用激光打開前表面介質(zhì)層，開槽寬度為15um，間距為2000um;
h)制備前電極:采用噴墨印刷的方式在開槽處噴涂鎳，然后電鍍銀；
i)退火:在200°C的條件下退火，讓鎳和硅形成歐姆接觸。
【權(quán)利要求】
1.一種背結(jié)背接觸晶體硅太陽電池的硼擴(kuò)散工藝，其特征在于:其工藝流程的具體步驟為: (a):選擇電阻率在3-5Q cm的N型硅襯底，少子壽命大于300us ； (b):采用氫氧化鈉溶液對(duì)N型單晶硅襯底進(jìn)行背面拋光，拋光完成后用鹽酸和氫氟酸的混合溶液進(jìn)行清洗；所述的氫氧化鈉溶液的濃度范圍10%-30% ;鹽酸和氫氟酸混合溶液中，鹽酸與氫氟酸配比為1:2.5 ;鹽酸和氫氟酸混合溶液的濃度為1.1% ； (c):將拋光后的娃片放于擴(kuò)散爐中，升溫至850?900°C，爐內(nèi)環(huán)境為氮?dú)鈿夥眨獨(dú)饬髁繛?0?30L/min ； (d):在90(T920°C的溫度下，通入攜帶BBr3的氮?dú)?，其中攜帶BBr3的流量為0.1?IL/min,干氧的流量為0.lL/min,氮?dú)饬髁?0?30L/min ;通源時(shí)間為10?30min ； (e):停止通入攜硼源的氮?dú)?，將擴(kuò)散溫度升高到93(T950°C，爐內(nèi)環(huán)境為氮?dú)鈿夥眨獨(dú)饬髁?0?30L/min L/min;升溫時(shí)間控制在I?3min ; (f):將擴(kuò)散溫度升高到92(T950°C后，再將推結(jié)氧化溫度升高到930?950°C，爐內(nèi)環(huán)境為氮?dú)鈿夥?，氮?dú)饬髁?0?30L/min，干氧的流量是0.5?2L/min，推結(jié)時(shí)間控制在5?15min ； (g):推結(jié)結(jié)束后，爐內(nèi)環(huán)境為氧氣氣氛，氧化的溫度升高到93(T950°C，氧氣流量為15?30L/min;氧化時(shí)間控制在15?25min ； (h):降溫出舟，完成擴(kuò)散過程。
【文檔編號(hào)】H01L31/0224GK103646994SQ201310619883
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】邢國(guó)強(qiáng), 高艷濤, 夏正月, 張斌 申請(qǐng)人:奧特斯維能源（太倉）有限公司