本發(fā)明屬于新型高效晶硅太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法。
背景技術(shù)：
1954年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室制備出世界上第一塊轉(zhuǎn)換效率為6％的單晶硅太陽(yáng)電池，經(jīng)過(guò)科學(xué)家六十年的不斷探索，太陽(yáng)電池取得了巨大的突破，最高轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了46％(聚光多結(jié)GaAs)，而占據(jù)光伏市場(chǎng)多年的P型晶硅太陽(yáng)電池逐漸展現(xiàn)出效率增長(zhǎng)疲態(tài)、光衰幅度過(guò)大等劣勢(shì)。雖然用Ga替代B原子摻雜可以避免光致衰減效應(yīng)，但由此而引起的較寬的電阻率分布范圍以及Fe元素污染問(wèn)題，依然會(huì)制約P型電池效率的進(jìn)一步提高。而N型太陽(yáng)電池則得益于其高效率、低衰減的優(yōu)勢(shì)，成為光伏行業(yè)內(nèi)新的研究熱點(diǎn)。在高效N型技術(shù)方面，最典型的代表是美國(guó)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(shù)的缺點(diǎn)是生產(chǎn)設(shè)備非常昂貴、工藝復(fù)雜、制造成本很高，另外也具有很高的技術(shù)壁壘。而光伏行業(yè)的最終目標(biāo)是降低發(fā)電成本，N型高效電池的研發(fā)必須避開(kāi)復(fù)雜的技術(shù)路線以降低工藝成本。N型雙面電池的技術(shù)路線較之常規(guī)P型電池只增加了背面擴(kuò)散與鈍化工藝，幾乎所有設(shè)備均可采用現(xiàn)有量產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行開(kāi)發(fā)，增加的設(shè)備與工藝成本很低，是最有可能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的。
現(xiàn)有技術(shù)中，背面無(wú)掩膜擴(kuò)散會(huì)導(dǎo)致正面硼和背面磷原子在邊緣處交叉擴(kuò)散，這會(huì)導(dǎo)致PN結(jié)邊緣漏電，使電池?fù)p失增大，降低電池的轉(zhuǎn)換效率。常規(guī)的解決方式是當(dāng)鈍化完成后，利用激光或等離子體對(duì)電池邊緣進(jìn)行刻蝕，，再絲網(wǎng)印刷形成電池，雖然采用激光或等離子體刻蝕等方式可以將交叉擴(kuò)散區(qū)域去除掉，但是，工藝的增加必然會(huì)導(dǎo)致電池的生產(chǎn)成本提高，同時(shí)刻蝕也會(huì)造成邊緣損傷，降低電池的并聯(lián)電阻，導(dǎo)致電池的開(kāi)路電壓和填充因子都偏低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法，能夠抑制硼和磷原子在邊緣區(qū)域的交叉擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)無(wú)損傷邊緣隔離，并避免了刻蝕工藝的引入而帶來(lái)的工藝成本增加和邊緣漏電的問(wèn)題。
本發(fā)明提供的一種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法，包括：
在經(jīng)過(guò)正面硼擴(kuò)散和刻蝕之后的硅片的背面邊緣和側(cè)面，制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層，其中，所述硅片的背面邊緣的所述擴(kuò)散阻擋層具有預(yù)設(shè)寬度；
在所述硅片背面的所述擴(kuò)散阻擋層環(huán)繞的區(qū)域內(nèi)，進(jìn)行磷擴(kuò)散形成n+層和PSG層；
去除所述擴(kuò)散阻擋層和所述PSG層。
優(yōu)選的，在上述雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法中，
所述制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層為：
制作環(huán)形的SiNxOy掩膜層。
優(yōu)選的，在上述雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法中，
所述預(yù)設(shè)寬度為1毫米至3毫米。
優(yōu)選的，在上述雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法中，
所述在所述硅片的背面邊緣和側(cè)面，制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層的同時(shí)，還包括：
在所述硅片的正面制作擴(kuò)散阻擋層。
優(yōu)選的，在上述雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法中，
所述制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層為：
利用PECVD方法或者LPCVD方法，制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層。
優(yōu)選的，在上述雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法中，
所述制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層為：
將所述硅片放置于形狀相同且尺寸小于所述硅片的襯底上，所述硅片背面只有邊緣部分暴露出來(lái)，制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層。
優(yōu)選的，在上述雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法中，
所述制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層為：
制作厚度范圍為40納米至60納米的環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層。
優(yōu)選的，在上述雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法中，
所述去除所述擴(kuò)散阻擋層和所述PSG層為：
利用氫氟酸溶液刻蝕10分鐘至20分鐘，去除所述擴(kuò)散阻擋層和所述PSG層。
通過(guò)上述描述可知，本發(fā)明提供的上述雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法，由于包括：在經(jīng)過(guò)正面硼擴(kuò)散和刻蝕之后的硅片的背面邊緣和側(cè)面，制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層，其中，所述硅片的背面邊緣的所述擴(kuò)散阻擋層具有預(yù)設(shè)寬度；在所述硅片背面的所述擴(kuò)散阻擋層環(huán)繞的區(qū)域內(nèi)，進(jìn)行磷擴(kuò)散形成n+層和PSG層；去除所述擴(kuò)散阻擋層和所述PSG層，因此能夠抑制硼和磷原子在邊緣區(qū)域的交叉擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)無(wú)損傷邊緣隔離，并避免了刻蝕工藝的引入而帶來(lái)的工藝成本增加和邊緣漏電的問(wèn)題。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(qǐng)實(shí)施例提供的第一種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法的示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的核心思想在于提供一種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法，能夠抑制硼和磷原子在邊緣區(qū)域的交叉擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)無(wú)損傷邊緣隔離，并避免了刻蝕工藝的引入而帶來(lái)的工藝成本增加和邊緣漏電的問(wèn)題。
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第一種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法如圖1所示，圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第一種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法的示意圖。該方法包括如下步驟：
S1：在經(jīng)過(guò)正面硼擴(kuò)散和刻蝕之后的硅片的背面邊緣和側(cè)面，制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層，其中，所述硅片的背面邊緣的所述擴(kuò)散阻擋層具有預(yù)設(shè)寬度；
需要說(shuō)明的是，在該步驟之前可以先對(duì)硅片進(jìn)行清洗，并采用濕法化學(xué)腐蝕的方法制備表面金字塔絨面，可采用成熟的單晶硅片堿制絨工藝，形成45度正金字塔絨面，然后在硅片兩面形成B擴(kuò)層以及BSG層，對(duì)于N型硅襯底就是在金字塔上形成p+型區(qū)，具體的，擴(kuò)散完成后方阻約為60-200Ω/sq，結(jié)深為0.3μm至0.6μm，BSG厚度約80nm至100nm，再刻蝕正反面的BSG、邊緣和背面B擴(kuò)層，正面保留B擴(kuò)層。
該步驟相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，就是在背面邊緣和側(cè)面都設(shè)置擴(kuò)散阻擋層，這種擴(kuò)散阻擋層能夠在后續(xù)的擴(kuò)散步驟中形成有效的阻擋和隔離，該預(yù)設(shè)寬度要保證足以形成有效隔離，可以根據(jù)具體情況設(shè)置對(duì)應(yīng)的寬度，此處并不做任何限制。該步驟與激光或等離子刻蝕相比，工藝安全性高，可以避免激光或等離子刻蝕設(shè)備引入而帶來(lái)的成本增加，且不會(huì)在刻蝕過(guò)程中引入邊緣損傷，有利于電池的高轉(zhuǎn)換效率。
S2：在所述硅片背面的所述擴(kuò)散阻擋層環(huán)繞的區(qū)域內(nèi)，進(jìn)行磷擴(kuò)散形成n+層和PSG層；
具體的，可以采用太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線上成熟的擴(kuò)散工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)散完成后方阻約為80至100Ω/sq，結(jié)深約為0.3um，正是由于存在擴(kuò)散阻擋層，因此擴(kuò)散出的n+層不會(huì)與正面接觸，從而抑制硼原子和磷原子在邊緣區(qū)域的交叉擴(kuò)散。
S3：去除所述擴(kuò)散阻擋層和所述PSG層。
需要說(shuō)明的是，當(dāng)背面沉積之后，就不需要該擴(kuò)散阻擋層了，因此就可以將其與PSG層同時(shí)去除。
通過(guò)上述描述可知，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的上述雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法，由于包括：在經(jīng)過(guò)正面硼擴(kuò)散和刻蝕之后的硅片的背面邊緣和側(cè)面，制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層，其中，所述硅片的背面邊緣的所述擴(kuò)散阻擋層具有預(yù)設(shè)寬度；在所述硅片背面的所述擴(kuò)散阻擋層環(huán)繞的區(qū)域內(nèi)，進(jìn)行磷擴(kuò)散形成n+層和PSG層；去除所述擴(kuò)散阻擋層和所述PSG層，因此能夠抑制硼和磷原子在邊緣區(qū)域的交叉擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)無(wú)損傷邊緣隔離，并避免了刻蝕工藝的引入而帶來(lái)的工藝成本增加和邊緣漏電的問(wèn)題。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第二種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法，是在上述第一種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：
所述制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層為：
制作環(huán)形的SiNxOy掩膜層。
需要說(shuō)明的是，還可以是制作環(huán)形的SiOx或者SiNx薄膜，都具有高溫下的穩(wěn)定性好和潔凈度高的優(yōu)點(diǎn)，從而不會(huì)給工藝帶來(lái)污染，也能夠形成有效的隔離。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第三種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法，是在上述第二種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：
所述預(yù)設(shè)寬度為1毫米至3毫米。
需要說(shuō)明的是，該預(yù)設(shè)寬度如果太小的話無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的邊緣隔離，而太大的話又會(huì)影響背面擴(kuò)散質(zhì)量，因此可以優(yōu)選為該范圍。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第四種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法，是在上述第三種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：
所述在所述硅片的背面邊緣和側(cè)面，制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層的同時(shí)，還包括：
在所述硅片的正面制作擴(kuò)散阻擋層。
需要說(shuō)明的是，可以在硅片正面制作擴(kuò)散阻擋層，也可以不制作擴(kuò)散阻擋層，此處并不限制，可以根據(jù)具體工藝來(lái)定。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第五種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法，是在上述第四種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：
所述制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層為：
利用PECVD方法或者LPCVD方法，制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層。
其中，LPCVD即低壓力化學(xué)氣相沉積法，PECVD即等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，二者都可以用來(lái)制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層，而PECVD方法更好，沉積溫度低、薄膜附著力好，臺(tái)階覆蓋能力強(qiáng)。當(dāng)然，也可以采用其他方法，此處并不限制。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第六種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法，是在上述第五種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：
所述制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層為：
將所述硅片放置于形狀相同且尺寸小于所述硅片的襯底上，所述硅片背面只有邊緣部分暴露出來(lái)，制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層。
例如，在硅片為圓形的情況下，所選取的就是圓形襯底，該圓形襯底的直徑可以比硅片的直徑小1毫米至3毫米，將圓形襯底與硅片同心放置，硅片位于圓形襯底的上面，這樣就會(huì)將硅片底面邊緣1毫米至3毫米的區(qū)域、側(cè)面和正面暴露出來(lái)，從而在這些表面就能夠制作出擴(kuò)散阻擋層。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第七種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法，是在上述第六種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：
所述制作環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層為：
制作厚度范圍為40納米至60納米的環(huán)形的擴(kuò)散阻擋層。
需要說(shuō)明的是，這種厚度范圍能夠有效的隔離，而且易于去除，不會(huì)對(duì)后續(xù)工藝造成不利影響。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第八種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法，是在上述第一種至第七種雙面電池邊緣無(wú)損傷隔離方法中任一種的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：
所述去除所述擴(kuò)散阻擋層和所述PSG層為：
利用氫氟酸溶液刻蝕10分鐘至20分鐘，去除所述擴(kuò)散阻擋層和所述PSG層。
需要說(shuō)明的是，后續(xù)工藝還包括：硅片正反兩面PECVD沉積SiNx減反射膜，該SiNx減反射膜可以減小正面的光反射，又可以起到有效的表面鈍化效果，SiNx減反射膜可采用折射率漸變的多層薄膜，折射率在2.04-2.11之間，正面SiNx薄膜的厚度約為60-80nm，背面SiNx薄膜的厚度約為80-100nm，然后絲網(wǎng)印刷漿料，制備前電極和背電極，前電極采用絲網(wǎng)印刷Ag/Al漿料方式完成，背電極采用絲網(wǎng)印刷Ag漿料方式完成，最后采用燒結(jié)工藝，形成良好的歐姆接觸，在實(shí)際運(yùn)用中，也可采用蒸發(fā)、濺射等方式制備電池電極。
綜上所述，上述方案將背面超細(xì)環(huán)形薄膜SiNxOy沉積應(yīng)用于N型雙面太陽(yáng)能電池邊緣隔離的工藝中，避免了激光或等離子刻蝕工藝，對(duì)鈍化膜無(wú)損傷，并降低了N型雙面電池的制造成本。
對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)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(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。