本發(fā)明屬于光伏設備制造技術領域，特別是涉及一種N型雙面電池的制造方法。

背景技術：

1954年美國貝爾實驗室制備出世界上第一塊轉換效率為6％的單晶硅太陽電池，經過科學家六十多年的不斷探索，太陽電池取得了巨大的突破，最高轉換效率已經達到了46％(聚光多結GaAs)。占據(jù)光伏市場多年的P型晶硅太陽電池逐漸展現(xiàn)出效率增長疲態(tài)、光衰幅度過大等劣勢。雖然用Ga替代B原子摻雜可以避免光致衰減效應，但由此而引起的寬的電阻率分布范圍以及Fe元素污染問題，依然會制約P型電池效率的進一步提高。N型太陽電池則得益于其高效率、低衰減的優(yōu)勢，成為光伏行業(yè)內新的研究熱點。在高效N型技術方面，最典型的代表是美國SunPower公司的IBC電池和日本Panasonic公司的HIT電池。但這兩種電池技術的缺點是生產設備非常昂貴、工藝復雜、制造成本很高，另外也具有很高的技術壁壘。而光伏行業(yè)的最終目標是降低發(fā)電成本，N型高效電池的研發(fā)必須避開復雜的技術路線以降低工藝成本。N型雙面電池的技術路線較之常規(guī)P型電池只增加了背面擴散與鈍化工藝，幾乎所有設備均可采用現(xiàn)有量產設備進行開發(fā)，增加的設備與工藝成本很低，是最有可能實現(xiàn)量產的。

制備雙面電池時，實現(xiàn)單面擴散的方法有：離子注入、單面刻蝕和涂膠擴散，這三種工藝都無法與現(xiàn)有常規(guī)多晶產線兼容，而且離子注入和單面刻蝕都需要引進昂貴的設備，而B膠則會在高溫擴散工藝中引入有機物污染。與常規(guī)多晶產線兼容的方法是是正面B擴完利用SiN_x薄膜做背面P擴散掩膜，然后再利用HF去除正面SiN_x、BSG和背面PSG薄膜。但是這樣就存在一個問題：SiN_x薄膜經過P擴高溫后，刻蝕速率很低，從而導致刻蝕時間過長，這樣就會在背面形成多孔硅，而多孔硅會使背面比表面積增大，鈍化效果變差，電池復合增加，降低電池效率。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種N型雙面電池的制造方法，能夠減少HF刻蝕的時間，避免了背面多孔硅的形成，從而有效降低電池背面的復合從而提高電池的并聯(lián)電阻和開路電壓，提高電池效率。

本發(fā)明提供的一種N型雙面電池的制造方法，包括：

對硅片進行清洗和表面制絨；

在所述硅片的正面和背面進行硼擴散，形成正面硼擴層和背面硼擴層，所述正面硼擴層的表面為硼硅玻璃；

在所述硅片的正面制備SiN_x掩膜；

刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層；

利用所述硼硅玻璃對所述硅片正面形成保護，在所述硅片的背面進行磷擴散，形成背面磷擴層，所述背面磷擴層的表面為磷硅玻璃；

刻蝕掉所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃；

在所述硅片的正面和背面制備SiN_x鈍化膜，并分別制備前電極和背電極。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層包括：

利用刻蝕液的濃度、刻蝕速率以及所述SiN_x掩膜的厚度，計算出刻蝕時間，然后根據(jù)所述刻蝕時間，刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層為：

利用濃度為5％至10％的HF溶液對折射率為2.1且厚度為30nm至40nm的SiN_x掩膜刻蝕5分鐘至10分鐘。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述刻蝕掉所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃為：

利用濃度為5％至10％的HF溶液對所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃刻蝕10分鐘至20分鐘。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述在所述硅片的正面和背面制備SiN_x鈍化膜包括：

在所述硅片的正面制備折射率范圍為2.04至2.11且厚度范圍為60nm至80nm的SiN_x鈍化膜，在所述硅片的背面制備折射率范圍為2.04至2.11且厚度范圍為80nm至100nm的SiN_x鈍化膜。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述對硅片進行清洗和表面制絨包括：

對硅片進行清洗，并采用濕法化學腐蝕的方式在所述硅片的表面形成45°的正金字塔絨面。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述正面硼擴層的表面的硼硅玻璃的厚度為100nm至200nm。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述在所述硅片的正面制備SiN_x掩膜為：

在所述硅片的正面利用等離子增強化學氣相沉積方式制備厚度范圍為10nm至80nm的SiN_x掩膜。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述制備前電極和背電極包括：

采用絲網(wǎng)印刷、蒸發(fā)或濺射方式制備所述前電極和所述背電極。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述制備前電極和背電極包括：

采用絲網(wǎng)印刷Ag漿料的方式制備所述前電極，采用絲網(wǎng)印刷Al漿料的方式制備所述背電極，并進行燒結。

通過上述描述可知，本發(fā)明提供的N型雙面電池的制造方法，由于包括：對硅片進行清洗和表面制絨；在所述硅片的正面和背面進行硼擴散，形成正面硼擴層和背面硼擴層，所述正面硼擴層的表面為硼硅玻璃；在所述硅片的正面制備SiN_x掩膜；刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層；利用所述硼硅玻璃對所述硅片正面形成保護，在所述硅片的背面進行磷擴散，形成背面磷擴層，所述背面磷擴層的表面為磷硅玻璃；刻蝕掉所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃；在所述硅片的正面和背面制備SiN_x鈍化膜，并分別制備前電極和背電極，因此能夠減少HF刻蝕的時間，避免了背面多孔硅的形成，從而有效降低電池背面的復合從而提高電池的并聯(lián)電阻和開路電壓，提高電池效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例提供的第一種N型雙面電池的制造方法的示意圖；

圖2-圖8為與本申請實施例提供的第一種N型雙面電池的制造方法的各步驟對應的器件示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的核心思想在于提供一種N型雙面電池的制造方法，能夠減少HF刻蝕的時間，避免了背面多孔硅的形成，從而有效降低電池背面的復合從而提高電池的并聯(lián)電阻和開路電壓，提高電池效率。

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本申請實施例提供的第一種N型雙面電池的制造方法如圖1所示，圖1為本申請實施例提供的第一種N型雙面電池的制造方法的示意圖。該方法包括如下步驟：

S1：對硅片進行清洗和表面制絨；

在該步驟中，參考圖2，可以選用的是P型的硅片1，采用成熟的單晶硅片堿制絨工藝，在其表面清洗干凈之后制備金字塔形狀的絨面2。

S2：在所述硅片的正面和背面進行硼擴散，形成正面硼擴層和背面硼擴層，所述正面硼擴層的表面為硼硅玻璃；

在該步驟中，參考圖3，以硅片正面為例，形成了正面硼擴層3，在正面硼擴層3的上面為硼硅玻璃4，擴散完成后方阻約為60-200Ω/sq，結深為0.3-0.6um。

S3：在所述硅片的正面制備SiN_x掩膜；

參考圖4，在上述硼硅玻璃4的表面制作一層SiN_x掩膜5，SiNx掩膜5的厚度與刻蝕工藝有關，確?？涛g后SiN_x能被完全刻蝕又不損壞正面的BSG厚度即可。

S4：刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層；

參考圖5，利用SiN_x掩膜能夠防止正面的硼硅玻璃被刻蝕掉?？涛g之后，只留下正面硼擴層3和硼硅玻璃4，在背面形成光滑的表面?？涛g的工藝與SiN_x刻蝕掩膜的厚度需要不斷調整，背面的硼擴層和BSG需完全被刻蝕掉，正面SiN_x刻蝕掩膜也應完全去除，但正面BSG薄膜需完整保留。

S5：利用所述硼硅玻璃對所述硅片正面形成保護，在所述硅片的背面進行磷擴散，形成背面磷擴層，所述背面磷擴層的表面為磷硅玻璃；

參考圖6，在硅片的背面磷擴散之后，形成了背面磷擴層6，也就是n+層，在背面磷擴層6的表面為磷硅玻璃7，可以采用太陽能電池生產線上成熟的擴散工藝來實現(xiàn)，擴散完成后方阻約為80-100Ω/sq，結深約為0.3um。這里利用的硼硅玻璃形成對正面的保護，由于這種硼硅玻璃在后續(xù)流程中容易去除，因此避免了刻蝕時間過長導致的背面多孔硅形成。

S6：刻蝕掉所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃；

參考圖7，此時只留下正面硼擴層3和背面磷擴層6，由于所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃表面都是親水的，而Si表面則是疏水性質。刻蝕至目視觀測電池正面和背面都疏水，則表示所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃已經被完全去除。

S7：在所述硅片的正面和背面制備SiN_x鈍化膜，并分別制備前電極和背電極。

參考圖8，在硅片正面和背面均制作SiN_x鈍化膜8，可以減小正面的光反射，又可以起到有效的表面鈍化效果，并制作出前電極9和背電極10，最后采用燒結工藝，形成良好的歐姆接觸，這樣就完成了整個電池的制作。

通過上述描述可知，本申請實施例提供的上述第一種N型雙面電池的制造方法，由于包括：對硅片進行清洗和表面制絨；在所述硅片的正面和背面進行硼擴散，形成正面硼擴層和背面硼擴層，所述正面硼擴層的表面為硼硅玻璃；在所述硅片的正面制備SiN_x掩膜；刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層；利用所述硼硅玻璃對所述硅片正面形成保護，在所述硅片的背面進行磷擴散，形成背面磷擴層，所述背面磷擴層的表面為磷硅玻璃；刻蝕掉所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃；在所述硅片的正面和背面制備SiN_x鈍化膜，并分別制備前電極和背電極，因此能夠減少HF刻蝕的時間，避免了背面多孔硅的形成，從而有效降低電池背面的復合從而提高電池的并聯(lián)電阻和開路電壓，提高電池效率。

本申請實施例提供的第二種N型雙面電池的制造方法，是在上述第一種N型雙面電池的制造方法的基礎上，還包括如下技術特征：

所述刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層包括：

利用刻蝕液的濃度、刻蝕速率以及所述SiN_x掩膜的厚度，計算出刻蝕時間，然后根據(jù)所述刻蝕時間，刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層。具體操作時，需要對工藝進行實時調整，保證二者能夠同時被全部去除。

本申請實施例提供的第三種N型雙面電池的制造方法，是在上述第一種N型雙面電池的制造方法的基礎上，還包括如下技術特征：

所述刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層為：

利用濃度為5％至10％的HF溶液對折射率為2.1且厚度為30nm至40nm的SiN_x掩膜刻蝕5分鐘至10分鐘。例如濃度為10％的HF溶液的刻蝕速率為4nm/min，如果表面鍍40nm的薄膜，則需要刻蝕10min。

本申請實施例提供的第四種N型雙面電池的制造方法，是在上述第一種N型雙面電池的制造方法的基礎上，還包括如下技術特征：

所述刻蝕掉所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃為：

利用濃度為5％至10％的HF溶液對所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃刻蝕10分鐘至20分鐘。利用上述多種工藝參數(shù)的配合，找到最佳方案，能夠同時去除硼硅玻璃和磷硅玻璃。

本申請實施例提供的第五種N型雙面電池的制造方法，是在上述第一種至第四種N型雙面電池的制造方法中任一種方法的基礎上，還包括如下技術特征：

所述在所述硅片的正面和背面制備SiN_x鈍化膜包括：

在所述硅片的正面制備折射率范圍為2.04至2.11且厚度范圍為60nm至80nm的SiN_x鈍化膜，在所述硅片的背面制備折射率范圍為2.04至2.11且厚度范圍為80nm至100nm的SiN_x鈍化膜。這里的SiN_x鈍化膜可采用折射率漸變的多層薄膜。

本申請實施例提供的第六種N型雙面電池的制造方法，是在上述第五種N型雙面電池的制造方法的基礎上，還包括如下技術特征：

所述對硅片進行清洗和表面制絨包括：

對硅片進行清洗，并采用濕法化學腐蝕的方式在所述硅片的表面形成45°的正金字塔絨面。

本申請實施例提供的第七種N型雙面電池的制造方法，是在上述第六種N型雙面電池的制造方法的基礎上，還包括如下技術特征：

所述正面硼擴層的表面的硼硅玻璃的厚度為100nm至200nm。

本申請實施例提供的第八種N型雙面電池的制造方法，是在上述第七種N型雙面電池的制造方法的基礎上，還包括如下技術特征：

所述在所述硅片的正面制備SiN_x掩膜為：

在所述硅片的正面利用等離子增強化學氣相沉積方式(PECVD:Plasma enhanced chemical vapor deposition)制備厚度范圍為10nm至80nm的SiN_x掩膜。

本申請實施例提供的第九種N型雙面電池的制造方法，是在上述第八種N型雙面電池的制造方法的基礎上，還包括如下技術特征：

所述制備前電極和背電極包括：

采用絲網(wǎng)印刷、蒸發(fā)或濺射方式制備所述前電極和所述背電極。

本申請實施例提供的第十種N型雙面電池的制造方法，是在上述第八種N型雙面電池的制造方法的基礎上，還包括如下技術特征：

所述制備前電極和背電極包括：

采用絲網(wǎng)印刷Ag漿料的方式制備所述前電極，采用絲網(wǎng)印刷Al漿料的方式制備所述背電極，并進行燒結。

綜上所述，本申請實施例提供的上述各種方法，將SiN_x掩膜刻蝕工藝應用于N型太陽能電池刻蝕與擴散工藝，單面擴散方法簡單，與常規(guī)多晶硅量產線兼容，工藝成本低，而且避免了高溫擴散工藝中有機物污染。在大部分與現(xiàn)有常規(guī)太陽能電池制備工藝兼容的前提下，簡化了N型雙面電池的工藝，避免了昂貴設備的引入，降低了N型雙面電池的制造成本。從而走向實用化，創(chuàng)造價值。本發(fā)明具有上諸多的優(yōu)點及實用價值，在技術上有較大的進步，并產生了好用及實用的效果，從而更加適于實用。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。