鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，包括硅片去損傷并制絨、清洗；磷擴(kuò)散；背面磷硅玻璃去除，并實(shí)現(xiàn)背面拋光，去除磷硅玻璃并清洗；背面氧化鋁/氮化硅疊層薄膜生長(zhǎng)；正面氮化硅減反射薄膜生長(zhǎng)；背面印刷燒穿型鋁漿，烘干；背面印刷背電極和鋁層，正面印刷銀柵線；燒結(jié)，測(cè)試。本發(fā)明的電池背面點(diǎn)接觸采用燒穿型的鋁漿同時(shí)實(shí)現(xiàn)薄膜開孔，鋁硅接觸且接觸處形成局域鋁背場(chǎng)，這樣就將兩步工藝步驟（薄膜上激光開孔，鋁漿燒結(jié)與硅接觸）縮短為一步（采用燒穿薄膜的鋁漿，無需先行薄膜開孔）完成，省去了激光設(shè)備的投資，充分利用了閑置的印刷設(shè)備，具有現(xiàn)實(shí)意義。
【專利說明】鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于晶體硅太陽能電池制造領(lǐng)域，涉及到一種晶體硅太陽能電池背面鈍化以及背面金屬化燒穿局部薄膜的技術(shù)，特別涉及一種鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸晶體硅太陽能電池的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在能源匱乏、資源短缺以及環(huán)境污染等問題日益突出的背景下，利用自然資源太陽能發(fā)電，已被當(dāng)作解決全球變暖以及化石燃料枯竭問題的對(duì)策，受到世界各國的青睞。然而較高的生產(chǎn)成本制約著其應(yīng)用范圍，且隨著政府補(bǔ)貼大幅削減，降低電池片的生產(chǎn)成本，提高發(fā)電效率成為各生產(chǎn)廠家迫在眉睫的問題。
[0003]現(xiàn)代化太陽能電池工業(yè)化生產(chǎn)朝著高效低成本化方向發(fā)展，背鈍化與金屬化區(qū)域局域重?fù)诫s技術(shù)相結(jié)合作為高效低成本發(fā)展方向的代表，其優(yōu)勢(shì)在于:
(1)優(yōu)異的背反射器:由于電池背面介質(zhì)膜的存在使得內(nèi)背反射從常規(guī)全鋁背場(chǎng)65%增加到92-95%。一方面增加的長(zhǎng)波光的吸收，另一方面尤其對(duì)未來薄片電池的趨勢(shì)提供了技術(shù)上的保證；
(2)介質(zhì)薄膜優(yōu)越的背面鈍化技術(shù):由于背面介質(zhì)膜的良好的鈍化作用，介質(zhì)薄膜區(qū)域的背面復(fù)合速率降低至10-50cm/s。
[0004]雖然該電池結(jié)構(gòu)，澳大利亞新南威爾士大學(xué)早在上世紀(jì)九十年代就已經(jīng)提出，并且獲得世界紀(jì)錄25%的晶硅太陽電池，但是一種適合工業(yè)化生產(chǎn)的工藝方法并沒有確定。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于針對(duì)目前現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法。
[0006]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下的技術(shù)方案:
一種鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，包括以下步驟:
(1)娃片去損傷并制絨、清洗:選擇P型娃片作為娃基體，對(duì)選擇的P型娃片去損傷后在堿液下進(jìn)行表面絨面化，然后在酸性條件下進(jìn)行化學(xué)清洗，除去表面雜質(zhì)；
(2)磷擴(kuò)散:對(duì)硅片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成η型層，擴(kuò)散自然形成的磷硅玻璃作為電池正面的掩膜，實(shí)現(xiàn)背面去除發(fā)射結(jié)以及拋光的目的；
(3)背面磷硅玻璃去除，并實(shí)現(xiàn)背面拋光，去除磷硅玻璃并清洗；
(4)在硅片的背面氧化鋁/氮化硅疊層薄膜生長(zhǎng)；
(5)在硅片的正面氮化硅減反射薄膜生長(zhǎng)；
(6)背面印刷燒穿型鋁漿，烘干；
(7)背面印刷背電極和鋁層，正面印刷銀柵線；
(8)燒結(jié)，測(cè)試:燒結(jié)過程中鋁漿燒穿背面薄膜，形成局域鋁背場(chǎng)且與硅襯底形成良好的歐姆接觸。[0007]優(yōu)選的，步驟I中選擇的P型硅片其電阻率為0.5-6 ohm*cm，對(duì)硅片的制絨、清洗具體為:用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-10%的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液在45-100°C下對(duì)P型硅片表面進(jìn)行化學(xué)腐蝕，制備出金字塔形狀的絨面，隨后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-30%的氫氟酸進(jìn)行清洗。
[0008]優(yōu)選的，步驟2中磷擴(kuò)散采用管式磷擴(kuò)散的方法，具體是在擴(kuò)散爐中在600-900°C的溫度下，采用P0C13對(duì)硅片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成η型層，使P型晶體硅方阻為20_150ohm/sq。
[0009]優(yōu)選的，步驟3中的背面磷硅玻璃去除，并實(shí)現(xiàn)背面拋光，去除磷硅玻璃并清洗的方法，是采用在線滾輪式設(shè)備，背面去除磷硅玻璃，實(shí)現(xiàn)背面拋光，然后去除正面磷硅玻璃，然后采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-30%的氫氟酸溶液清洗。
[0010]優(yōu)選的，步驟4中的電池背面氧化鋁/氮化硅疊層薄膜生長(zhǎng)采用SiNx、SiCx或TiOx進(jìn)行鈍化，所述的氧化鋁薄膜的厚度為Ι-lOOnm，氮化硅膜的厚度為10_200nm。
[0011]優(yōu)選的，步驟5中采用PECVD (等離子化學(xué)氣相沉積)的方法生長(zhǎng)氮化硅減反射薄膜，其中氮化硅減反射膜的厚度為50-120nm，所述步驟4和步驟5的順序可以顛倒。
[0012]優(yōu)選的，步驟6中背面印刷點(diǎn)陣的燒穿型鋁漿，點(diǎn)的直徑為30um-lmm，間距為50um-2mm0
[0013]優(yōu)選的，步驟6中燒穿型鋁漿采用絲網(wǎng)印刷的方法或PVD (物理氣相沉積)蒸鍍鋁的方法來印刷。
[0014]優(yōu)選的，步驟7中背電極及鋁背場(chǎng)的印刷可以在電池背面的疊層膜生長(zhǎng)結(jié)束后，印刷Al漿并烘干，直接利用LFC (激光燒結(jié)法)工藝形成背面點(diǎn)接觸的背電極及鋁背場(chǎng)。
[0015]有益效果:采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
具體而言，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采取的技術(shù)方案具有以下突出的優(yōu)勢(shì):
1、本發(fā)明步驟簡(jiǎn)單、易于操作，是一種可量產(chǎn)高效晶硅太陽能電池的制備方法，其主要特點(diǎn)為在商業(yè)化的工業(yè)設(shè)備基礎(chǔ)上，充分利用目前企業(yè)生產(chǎn)線已具備的常規(guī)電池生產(chǎn)設(shè)備，充分減少設(shè)備投資，且不增加電池每瓦制造成本；
2、采用本發(fā)明技術(shù)方案制備出的單晶電池轉(zhuǎn)換效率批次平均效率達(dá)到20.3%。且光衰減，正面主柵，背面電極和鋁背場(chǎng)拉力，以及組件端可靠性測(cè)試均符合TUV標(biāo)準(zhǔn)；
3、本發(fā)明的電池背面點(diǎn)接觸采用燒穿型的鋁漿同時(shí)實(shí)現(xiàn)薄膜開孔，鋁硅接觸且接觸處形成局域鋁背場(chǎng)，這樣就將兩步工藝步驟(薄膜上激光開孔，鋁漿燒結(jié)與硅接觸)縮短為一步(采用燒穿薄膜的鋁漿，無需先行薄膜開孔)完成，這對(duì)于對(duì)于目前光伏行業(yè)產(chǎn)能過剩，設(shè)備線閑置的狀況而言，該生產(chǎn)背鈍化電池的方法省去了激光設(shè)備的投資，充分利用了閑置的印刷設(shè)備，具有現(xiàn)實(shí)意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的晶體硅太陽電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖并通過具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0018]圖1是采用本發(fā)明的技術(shù)方案制備出的晶體硅太陽電池的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中:1-正面Ag電極、2-SiNx減反膜、3-磷擴(kuò)散層、4-P型硅基體、5-氧化鋁/保護(hù)膜、6-背面非燒穿型Al層、7-燒穿型局域鋁層。
[0019]實(shí)施例1:
一種鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，包括以下步驟:
(1)硅片去損傷并制絨、清洗:選擇156mmP型單晶硅片為基體材料，其電阻率為0.5ohm.cm，對(duì)選擇的P型硅片去損傷后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的氫氧化鉀溶液在45°C下對(duì)P型硅片表面進(jìn)行化學(xué)腐蝕，制備出金字塔形狀的絨面，隨后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的氫氟酸進(jìn)行清洗,除去表面雜質(zhì)；
(2)磷擴(kuò)散:采用管式磷擴(kuò)散的方法，具體是在擴(kuò)散爐中在600°C的溫度下，采用POCl3對(duì)娃片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成η型層,使P型晶體娃方阻為25ohm/sq,擴(kuò)散后自然形成的磷硅玻璃作為電池正面的掩膜，實(shí)現(xiàn)背面去除發(fā)射結(jié)以及拋光的目的；
(3)激光(532nm，綠光)利用PSG作為摻雜源實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)射結(jié)，激光摻雜區(qū)的方阻為55ohm/sq ；
(4)背面磷硅玻璃去除，并實(shí)現(xiàn)背面拋光，去除磷硅玻璃并清洗:采用濕法在線滾輪式設(shè)備，背面去除磷硅玻璃(雖然僅僅在硅片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成磷硅玻璃，但是磷硅玻璃會(huì)滲透進(jìn)入硅片的背面)，實(shí)現(xiàn)背面拋光，然后去除正面磷硅玻璃，然后采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
0.5%的氫氟酸溶液清洗；
(5)在硅片的背表面生長(zhǎng)氧化鋁鈍化膜，膜的厚度約25nm；
(6)在娃片的背表面用PECVD(等離子化學(xué)氣相沉積)的方法生長(zhǎng)氧化娃/氮化娃疊層膜，疊層膜的厚度為150nm;
(7)在硅片的前表面用PECVD(等離子化學(xué)氣相沉積)的方法生長(zhǎng)氮化硅減反膜，減反膜的厚度為IOOnm ；
(8)背面印刷燒穿型鋁漿，烘干:在硅片的背面印刷點(diǎn)陣的燒穿型鋁漿，點(diǎn)的直徑為IOOum,間距為500 um,并烘干；
(9)在硅片的背表面采用燒穿型鋁漿絲網(wǎng)印刷的方法或PVD(物理氣相沉積)蒸鍍鋁的方法印刷背電極及鋁背場(chǎng)，在硅片的前表面印刷柵線；在電池背面的疊層膜生長(zhǎng)結(jié)束后，印刷Al漿并烘干，直接利用LFC (激光燒結(jié)法)工藝形成背面點(diǎn)接觸的背電極及鋁背場(chǎng)，然后在在硅片的前表面印刷柵線；
(10)燒結(jié)，測(cè)試:在燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的溫度為450°C，形成完整的電池片N+PP+結(jié)構(gòu)，燒結(jié)過程中鋁漿燒穿背面薄膜，形成局域鋁背場(chǎng)且與硅襯底形成良好的歐姆接觸，結(jié)束后，對(duì)制備出的電池進(jìn)行性能測(cè)試。
[0020]步驟5、6、7的順序可以顛倒。
[0021]實(shí)施例2:
一種鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，包括以下步驟:
(1)硅片去損傷并制絨、清洗:選擇156mmP型單晶硅片為基體材料，其電阻率為2ohm.cm，對(duì)選擇的P型硅片去損傷后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化鈉溶液在80°C下對(duì)P型硅片表面進(jìn)行化學(xué)腐蝕，制備出金字塔形狀的絨面，隨后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的氫氟酸進(jìn)行清洗，除去表面雜質(zhì)；
(2)磷擴(kuò)散:采用管式磷擴(kuò)散的方法，具體是在擴(kuò)散爐中在800°C的溫度下，采用POCl3對(duì)娃片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成η型層，使P型晶體娃方阻為100ohm/sq,擴(kuò)散后自然形成的磷硅玻璃作為電池正面的掩膜，實(shí)現(xiàn)背面去除發(fā)射結(jié)以及拋光的目的；
(3)激光(532nm，綠光)利用PSG作為摻雜源實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)射結(jié)，激光摻雜區(qū)的方阻為55ohm/sq ；
(4)背面磷硅玻璃去除，并實(shí)現(xiàn)背面拋光，去除磷硅玻璃并清洗:采用濕法在線滾輪式設(shè)備，背面去除磷硅玻璃(雖然僅僅在硅片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成磷硅玻璃，但是磷硅玻璃會(huì)滲透進(jìn)入硅片的背面)，實(shí)現(xiàn)背面拋光，然后去除正面磷硅玻璃，然后采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的氫氟酸溶液清洗；
(5)在硅片的背表面生長(zhǎng)氧化鋁鈍化膜，膜的厚度約IOnm；
(6)在娃片的背表面用PECVD(等離子化學(xué)氣相沉積)的方法生長(zhǎng)氧化娃/氮化娃疊層膜，疊層膜的厚度為120nm;
(7)在硅片的前表面用PECVD(等離子化學(xué)氣相沉積)的方法生長(zhǎng)氮化硅減反膜，減反膜的厚度為80nm ；
(8)背面印刷燒穿型鋁漿，烘干:在硅片的背面印刷點(diǎn)陣的燒穿型鋁漿，點(diǎn)的直徑為300um,間距為900 um,并烘干；
(9)在硅片的背表面采用燒穿型鋁漿絲網(wǎng)印刷的方法或PVD(物理氣相沉積)蒸鍍鋁的方法印刷背電極及鋁背場(chǎng)，在硅片的前表面印刷柵線；在電池背面的疊層膜生長(zhǎng)結(jié)束后，印刷Al漿并烘干，直接利用LFC (激光燒結(jié)法)工藝形成背面點(diǎn)接觸的背電極及鋁背場(chǎng)，然后在在硅片的前表面印刷柵線；
(10)燒結(jié)，測(cè)試:在燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的溫度為650°C，形成完整的電池片N+PP+結(jié)構(gòu)，燒結(jié)過程中鋁漿燒穿背面薄膜，形成局域鋁背場(chǎng)且與硅襯底形成良好的歐姆接觸，結(jié)束后，對(duì)制備出的電池進(jìn)行性能測(cè)試。
[0022]步驟5、6、7的順序可以顛倒。
[0023]實(shí)施例3:
一種鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，包括以下步驟:
(1)硅片去損傷并制絨、清洗:選擇156mmP型單晶硅片為基體材料，其電阻率為3ohm*cm,對(duì)選擇的p型娃片去損傷后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%的氫氧化鉀溶液在65°C下對(duì)P型硅片表面進(jìn)行化學(xué)腐蝕，制備出金字塔形狀的絨面，隨后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氟酸進(jìn)行清洗,除去表面雜質(zhì)；
(2)磷擴(kuò)散:采用管式磷擴(kuò)散的方法，具體是在擴(kuò)散爐中在700°C的溫度下，采用POCl3對(duì)娃片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成η型層,使P型晶體娃方阻為50ohm/sq,擴(kuò)散后自然形成的磷硅玻璃作為電池正面的掩膜，實(shí)現(xiàn)背面去除發(fā)射結(jié)以及拋光的目的；
(3)激光(532nm，綠光)利用PSG作為摻雜源實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)射結(jié)，激光摻雜區(qū)的方阻為55ohm/sq ；
(4)背面磷硅玻璃去除，并實(shí)現(xiàn)背面拋光，去除磷硅玻璃并清洗:采用濕法在線滾輪式設(shè)備，背面去除磷硅玻璃(雖然僅僅在硅片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成磷硅玻璃，但是磷硅玻璃會(huì)滲透進(jìn)入硅片的背面)，實(shí)現(xiàn)背面拋光，然后去除正面磷硅玻璃，然后采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氟酸溶液清洗；
(5)在硅片的背表面生長(zhǎng)氧化鋁鈍化膜，膜的厚度約50nm；
(6)在娃片的背表面用PECVD(等離子化學(xué)氣相沉積)的方法生長(zhǎng)氧化娃/氮化娃疊層膜，疊層膜的厚度為IOOnm;
(7)在硅片的前表面用PECVD(等離子化學(xué)氣相沉積)的方法生長(zhǎng)氮化硅減反膜，減反膜的厚度為65nm ；
(8)背面印刷燒穿型鋁漿，烘干:在硅片的背面印刷點(diǎn)陣的燒穿型鋁漿，點(diǎn)的直徑為600um,間距為Imm,并烘干；
(9)在硅片的背表面采用燒穿型鋁漿絲網(wǎng)印刷的方法或PVD(物理氣相沉積)蒸鍍鋁的方法印刷背電極及鋁背場(chǎng)，在硅片的前表面印刷柵線；在電池背面的疊層膜生長(zhǎng)結(jié)束后，印刷Al漿并烘干，直接利用LFC (激光燒結(jié)法)工藝形成背面點(diǎn)接觸的背電極及鋁背場(chǎng)，然后在在硅片的前表面印刷柵線；
(10)燒結(jié)，測(cè)試:在燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的溫度為800°C，形成完整的電池片N+PP+結(jié)構(gòu)，燒結(jié)過程中鋁漿燒穿背面薄膜，形成局域鋁背場(chǎng)且與硅襯底形成良好的歐姆接觸，結(jié)束后，對(duì)制備出的電池進(jìn)行性能測(cè)試。
[0024]步驟5、6、7的順序可以顛倒。
[0025]實(shí)施例4:
一種鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，包括以下步驟:
(1)硅片去損傷并制絨、清洗:選擇156mmP型單晶硅片為基體材料，其電阻率為40hm*cm，對(duì)選擇的P型硅片去損傷后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.5%的氫氧化鈉溶液在70°C下對(duì)P型硅片表面進(jìn)行化學(xué)腐蝕，制備出金字塔形狀的絨面，隨后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的氫氟酸進(jìn)行清洗,除去表面雜質(zhì)；
(2)磷擴(kuò)散:采用管式磷擴(kuò)散的方法，具體是在擴(kuò)散爐中在750°C的溫度下，采用POCl3對(duì)娃片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成η型層,使P型晶體娃方阻為75ohm/sq,擴(kuò)散后自然形成的磷硅玻璃作為電池正面的掩膜，實(shí)現(xiàn)背面去除發(fā)射結(jié)以及拋光的目的；
(3)激光(532nm，綠光)利用PSG作為摻雜源實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)射結(jié)，激光摻雜區(qū)的方阻為55ohm/sq ；
(4)背面磷硅玻璃去除，并實(shí)現(xiàn)背面拋光，去除磷硅玻璃并清洗:采用濕法在線滾輪式設(shè)備，背面去除磷硅玻璃(雖然僅僅在硅片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成磷硅玻璃，但是磷硅玻璃會(huì)滲透進(jìn)入硅片的背面)，實(shí)現(xiàn)背面拋光，然后去除正面磷硅玻璃，然后采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的氫氟酸溶液清洗；
(5)在硅片的前表面用PECVD(等離子化學(xué)氣相沉積)的方法生長(zhǎng)氮化硅減反膜，減反膜的厚度為50nm ；
(6)在硅片的背表面生長(zhǎng)氧化鋁鈍化膜，膜的厚度約65nm；
(7)在娃片的背表面用PECVD(等離子化學(xué)氣相沉積)的方法生長(zhǎng)氧化娃/氮化娃疊層膜，疊層膜的厚度為45nm ；
(8)背面印刷燒穿型鋁漿，烘干:在硅片的背面印刷點(diǎn)陣的燒穿型鋁漿，點(diǎn)的直徑為900um,間距為300 um,并烘干；
(9)在電池背面的疊層膜生長(zhǎng)結(jié)束后，印刷燒穿型Al漿并烘干，直接利用LFC(激光燒結(jié)法)工藝形成背面點(diǎn)接觸的背電極及鋁背場(chǎng)，然后在在硅片的前表面印刷柵線；
(10)燒結(jié)，測(cè)試:在燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的溫度為400°C，形成完整的電池片N+PP+結(jié)構(gòu)，燒結(jié)過程中鋁漿燒穿背面薄膜，形成局域鋁背場(chǎng)且與硅襯底形成良好的歐姆接觸，結(jié)束后，對(duì)制備出的電池進(jìn)行性能測(cè)試。
[0026]步驟5、6、7的順序可以顛倒。
[0027]實(shí)施例5:
一種鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，包括以下步驟:
(1)硅片去損傷并制絨、清洗:選擇156mmP型單晶硅片為基體材料，其電阻率為5ohm.cm，對(duì)選擇的P型硅片去損傷后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液在85°C下對(duì)P型硅片表面進(jìn)行化學(xué)腐蝕，制備出金字塔形狀的絨面，隨后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的氫氟酸進(jìn)行清洗，除去表面雜質(zhì)；
(2)磷擴(kuò)散:采用管式磷擴(kuò)散的方法，具體是在擴(kuò)散爐中在850°C的溫度下，采用POCl3對(duì)硅片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成η型層，使P型晶體硅方阻為125ohm/Sq，擴(kuò)散后自然形成的磷硅玻璃作為電池正面的掩膜，實(shí)現(xiàn)背面去除發(fā)射結(jié)以及拋光的目的；
(3)激光(532nm，綠光)利用PSG作為摻雜源實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)射結(jié)，激光摻雜區(qū)的方阻為55ohm/sq ；
(4)背面磷硅玻璃去除，并實(shí)現(xiàn)背面拋光，去除磷硅玻璃并清洗:采用濕法在線滾輪式設(shè)備，背面去除磷硅玻璃(雖然僅僅在硅片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成磷硅玻璃，但是磷硅玻璃會(huì)滲透進(jìn)入硅片的背面)，實(shí)現(xiàn)背面拋光，然后去除正面磷硅玻璃，然后采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的氫氟酸溶液清洗；
(5)在硅片的前表面用PECVD(等離子化學(xué)氣相沉積)的方法生長(zhǎng)氮化硅減反膜，減反膜的厚度為105nm ；
(6)在硅片的背表面生長(zhǎng)氧化鋁鈍化膜，膜的厚度約85nm；
(7)在娃片的背表面用PECVD(等離子化學(xué)氣相沉積)的方法生長(zhǎng)氧化娃/氮化娃疊層膜，疊層膜的厚度為175nm;
(8)背面印刷燒穿型鋁漿，烘干:在硅片的背面印刷點(diǎn)陣的燒穿型鋁漿，點(diǎn)的直徑為750mm,間距為1.5mm,并烘干；
(9)在電池背面的疊層膜生長(zhǎng)結(jié)束后，印刷燒穿型Al漿并烘干，直接利用LFC(激光燒結(jié)法)工藝形成背面點(diǎn)接觸的背電極及鋁背場(chǎng)，然后在在硅片的前表面印刷柵線；
(10)燒結(jié)，測(cè)試:在燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的溫度為700°C，形成完整的電池片N+PP+結(jié)構(gòu)，燒結(jié)過程中鋁漿燒穿背面薄膜，形成局域鋁背場(chǎng)且與硅襯底形成良好的歐姆接觸，結(jié)束后，對(duì)制備出的電池進(jìn)行性能測(cè)試。
[0028]步驟5、6、7的順序可以顛倒。
[0029]實(shí)施例6:
一種鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，包括以下步驟:
(1)硅片去損傷并制絨、清洗:選擇156mmP型單晶硅片為基體材料，其電阻率為60hm*cm，對(duì)選擇的P型硅片去損傷后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液在95°C下對(duì)P型硅片表面進(jìn)行化學(xué)腐蝕，制備出金字塔形狀的絨面，隨后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氫氟酸進(jìn)行清洗，除去表面雜質(zhì)；
(2)磷擴(kuò)散:采用管式磷擴(kuò)散的方法，具體是在擴(kuò)散爐中在600-900°C的溫度下，采用POCl3對(duì)硅片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成η型層，使P型晶體硅方阻為150ohm/Sq，擴(kuò)散后自然形成的磷硅玻璃作為電池正面的掩膜，實(shí)現(xiàn)背面去除發(fā)射結(jié)以及拋光的目的； (3)激光(532nm，綠光)利用PSG作為摻雜源實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)射結(jié)，激光摻雜區(qū)的方阻為55ohm/sq ；
(4)背面磷硅玻璃去除，并實(shí)現(xiàn)背面拋光，去除磷硅玻璃并清洗:采用濕法在線滾輪式設(shè)備，背面去除磷硅玻璃(雖然僅僅在硅片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成磷硅玻璃，但是磷硅玻璃會(huì)滲透進(jìn)入硅片的背面)，實(shí)現(xiàn)背面拋光，然后去除正面磷硅玻璃，然后采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氫氟酸溶液清洗；
(5)在硅片的前表面用PECVD(等離子化學(xué)氣相沉積)的方法生長(zhǎng)氮化硅減反膜，減反膜的厚度為120nm ；
(6)在硅片的背表面生長(zhǎng)氧化鋁鈍化膜，膜的厚度約IOOnm；
(7)在娃片的背表面用PECVD(等離子化學(xué)氣相沉積)的方法生長(zhǎng)氧化娃/氮化娃疊層膜，疊層膜的厚度為200nm;
(8)背面印刷燒穿型鋁漿，烘干:在硅片的背面印刷點(diǎn)陣的燒穿型鋁漿，點(diǎn)的直徑為I臟，間距為2臟,并烘干；
(9)在電池背面的疊層膜生長(zhǎng)結(jié)束后，印刷燒穿型Al漿并烘干，直接利用LFC(激光燒結(jié)法)工藝形成背面點(diǎn)接觸的背電極及鋁背場(chǎng)，然后在在硅片的前表面印刷柵線；
(10)燒結(jié)，測(cè)試:在燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的溫度為800°C，形成完整的電池片N+PP+結(jié)構(gòu)，燒結(jié)過程中鋁漿燒穿背面薄膜，形成局域鋁背場(chǎng)且與硅襯底形成良好的歐姆接觸，結(jié)束后，對(duì)制備出的電池進(jìn)行性能測(cè)試。
[0030]步驟5、6、7的順序可以顛倒。
[0031]采用上述實(shí)施的技術(shù)方案制備出的單晶電池轉(zhuǎn)換效率批次平均效率達(dá)到20.3%。且光衰減，正面主柵，背面電極和鋁背場(chǎng)拉力，以及組件端可靠性測(cè)試均符合TUV標(biāo)準(zhǔn)。
[0032]以上所述是本發(fā)明的較為優(yōu)選的實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，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。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (I)娃片去損傷并制絨、清洗:選擇P型娃片作為娃基體，對(duì)選擇的P型娃片去損傷后在堿液下進(jìn)行表面絨面化，然后在酸性條件下進(jìn)行化學(xué)清洗，除去表面雜質(zhì)； (2 )磷擴(kuò)散:對(duì)硅片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成η型層，擴(kuò)散自然形成的磷硅玻璃作為電池正面的掩膜，實(shí)現(xiàn)背面去除發(fā)射結(jié)以及拋光的目的； (3)背面磷硅玻璃去除，并實(shí)現(xiàn)背面拋光，去除磷硅玻璃并清洗； (4)在硅片的背面氧化鋁/氮化硅疊層薄膜生長(zhǎng)； (5)在硅片的正面氮化硅減反射薄膜生長(zhǎng)； (6)背面印刷燒穿型鋁漿，烘干； (7)背面印刷背電極和鋁層，正面印刷銀柵線； (8)燒結(jié)，測(cè)試:燒結(jié)過程中鋁漿燒穿背面薄膜，形成局域鋁背場(chǎng)且與硅襯底形成良好的歐姆接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于:步驟I中選擇的P型娃片其電阻率為0.5-6 ohm*cm,對(duì)娃片的制絨、清洗具體為:用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-10%的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液在45-100°C下對(duì)P型硅片表面進(jìn)行化學(xué)腐蝕，制備出金字塔形狀的絨面，隨后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-30%的氫氟酸進(jìn)行清洗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于:步驟2中磷擴(kuò)散采用管式磷擴(kuò)散的方法，具體是在擴(kuò)散爐中在600-900°C的溫度下，采用POC13對(duì)硅片的正面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成η型層，使P型晶體硅方阻為20-150ohm/sq0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于:步驟3中的背面磷硅玻璃去除，并實(shí)現(xiàn)背面拋光，去除磷硅玻璃并清洗的方法，是采用在線滾輪式設(shè)備，背面去除磷硅玻璃，實(shí)現(xiàn)背面拋光，然后去除正面磷硅玻璃，然后采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-30%的氫氟酸溶液清洗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于:步驟4中的電池背面氧化鋁/氮化硅疊層薄膜生長(zhǎng)采用SiNx、SiCx或TiOx進(jìn)行鈍化，所述的氧化鋁薄膜的厚度為Ι-lOOnm，氮化硅膜的厚度為10_200nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于:步驟5中采用PECVD的方法生長(zhǎng)氮化硅減反射薄膜，其中氮化硅減反射膜的厚度為50-120nm,所述步驟4和步驟5的順序可以顛倒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于:步驟6中背面印刷點(diǎn)陣的燒穿型鋁漿，點(diǎn)的直徑為30um-lmm，間距為50um-2mm0
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于:步驟6中燒穿型鋁漿采用絲網(wǎng)印刷的方法或PVD蒸鍍鋁的方法來印刷。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁漿燒穿局部薄膜的背鈍化點(diǎn)接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于:步驟7中背電極及鋁背場(chǎng)的印刷可以在電池背面的疊層膜生長(zhǎng)結(jié)束后，印刷Al漿并烘干，直接利用LFC工藝形成背面點(diǎn)接觸的背電極及鋁背場(chǎng)。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK103996743SQ201410219821
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】夏正月, 高艷濤, 崔會(huì)英, 錢亮, 何銳, 陳同銀, 劉仁中, 董經(jīng)兵, 張雪, 謝烜, 張斌, 邢國強(qiáng) 申請(qǐng)人:奧特斯維能源（太倉）有限公司