本發(fā)明屬于太陽能電池領(lǐng)域，具體涉及一種perc電池背面鈍化工藝。

背景技術(shù)：

perc技術(shù)，即鈍化發(fā)射極背面接觸，通過在太陽能電池背面形成鈍化層，可大幅降低背表面電學(xué)復(fù)合速率，形成良好的內(nèi)部光學(xué)背反射機制，提升電池的開路電壓、短路電流，從而提升電池的轉(zhuǎn)換效率。

perc太陽能電池具有工藝簡單，成本較低，且與現(xiàn)有電池生產(chǎn)線兼容性高的優(yōu)點，是新開發(fā)出來的一種高效太陽能電池，得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注，有望成為未來高效太陽能電池的主流方向。

常規(guī)硅太陽能電池的生產(chǎn)，perc硅太陽能電池生產(chǎn)步驟如下：1、提供一p型硅基板，首先進(jìn)行清洗；2、在p型硅基板上采用三氯氧化磷(pocl3)液態(tài)源擴散法來形成反向?qū)щ娦偷膎型擴散層(n型發(fā)射極)；3、在形成擴散層之后，用氫氟酸進(jìn)行蝕刻，去除擴散產(chǎn)生的硅片截面邊緣的pn結(jié)；4、在正面n型擴散層上淀積sinx，形成介電層，在背面淀積alox/sinx，形成鈍化層；5、在perc硅太陽能電池背面上的鈍化層進(jìn)行激光開窗；6、在電池正面上的介電層上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，并干燥正面銀漿，形成正面電極，在p型基板背面穿孔的鈍化層上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，并干燥背面銀漿，形成背面電極；7、共燒，使電極充分干燥，同時形成良好電接觸。

perc太陽能電池的核心是在硅片的背光面鍍一層氧化鋁薄膜覆蓋，以對硅鈍化，氧化鋁的表面鈍化受化學(xué)鈍化和場效應(yīng)鈍化控制，氧化鋁的化學(xué)鈍化效應(yīng)是氫鈍化，不同條件下制備出來的氧化鋁具有不同的氫含量，而氫是能夠與硅片內(nèi)部缺陷和晶界處的懸掛鍵結(jié)合，減少復(fù)合中心，從而實現(xiàn)鈍化效果的重要因子，氫存在于薄膜的-oh基團或—chx中。氧化鋁與硅接觸面具有高的固定負(fù)電荷密度，qf約為10¹²-10¹³cm^-2，通過屏蔽p型硅表面的少數(shù)載流子而表現(xiàn)出良好的場效應(yīng)鈍化。氧化鋁膜層中的負(fù)電荷與p型硅基體中的少數(shù)載流子(電子)相互排斥，從而阻擋其與硅片表面的復(fù)合中心結(jié)合，降低了表面復(fù)合速率。

背面鈍化層氧化鋁與硅匹配性不太好，氧化鋁會放大某些背表面缺陷，如在刻蝕階段由于硅片背面與快速旋轉(zhuǎn)的皮帶接觸易形成皮帶印，從而引起el(電致發(fā)光)降級增多，a級率下降。

當(dāng)前，全球各大電池廠商都在加速引入perc技術(shù)，與此同時，perc電池本身也面臨降低生產(chǎn)成本，提高電池性能，技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)?；a(chǎn)的挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中背面鈍化層氧化鋁與硅匹配性不太好，表面鈍化效果不佳，氧化鋁會放大某些背表面缺陷，從而引起el降級增多，a級率下降的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決：

一種perc電池背面鈍化工藝，其特征在于，包括制絨，擴散，刻蝕和背面拋光，之后熱風(fēng)烘干硅片，將硅片180°翻轉(zhuǎn)使硅片背面向上，臭氧處理使背面形成sio2膜，正面氧化處理，背面鍍鈍化膜，正面鍍鈍化膜；所述正面氧化處理為退火處理形成sio2膜。

具體地，所述將硅片180°翻轉(zhuǎn)采用翻片機，因為加裝翻片機，在下料時避免了硅片背面與皮帶的接觸，降低了el降級的幾率，提高了a級率。

具體地，所述臭氧處理使背面形成sio2膜，采用臭氧機，使硅片背面向上經(jīng)過臭氧機時形成sio2膜。

作為優(yōu)選，所述背面形成sio2膜的厚度為1-5nm。更為優(yōu)選的是，背面形成sio2膜的厚度為1-4nm。只有采用臭氧處理的方法，可以使硅片背面形成一層均勻的sio2膜，

優(yōu)選地，所述正面形成的sio2膜的厚度為2-15nm，因為取消了正面臭氧處理，會使電池片pid風(fēng)險增大，為了降低此風(fēng)險，在退火處理時，通入一定量的氧氣，使正表面生長一層氧化厚度優(yōu)選2-15nm，從而提高電池的抗pid性能。

優(yōu)選地，所述正面形成的sio2膜的厚度為2-8nm。正面sio2膜如果太薄膜層制備比較困難，制備的膜層不均勻，抗pid的效果會變差。太厚會導(dǎo)致正面減反效果變差，通過退火處理控制正面的sio2膜的厚度為2-8nm，可以有效制備出符合厚度的膜厚均勻的正面sio2膜，且抗pid效果最優(yōu)。

具體地，所述背面鍍的鈍化膜為al2o3/sinx復(fù)合層，所述正面鍍的鈍化膜為sinx層。

本發(fā)明還包括一種perc電池制備方法，包括上述的perc背面鈍化工藝方法，并激光開槽，絲網(wǎng)印刷，燒結(jié)。

本發(fā)明還包括一種perc電池，所述perc電池由上述的perc電池制備方法制備而得。

優(yōu)選地，所述perc電池包括具有pn結(jié)的硅片層，以及依次設(shè)置于硅片層背面的sio2膜層、al2o3、sinx層和背面電極，硅片層正面依次設(shè)置sio2膜層、sinx層和正面電極，所述背面設(shè)置的sio2膜層的厚度為1-5nm。

有益效果：

(1)本發(fā)明的perc電池背面鈍化工藝，通過在刻蝕和背拋光后，翻片，對背面進(jìn)行臭氧處理，使背面形成氧化硅膜，氧化硅的厚度均勻；再進(jìn)行正面氧化處理形成氧化硅膜；再對背面進(jìn)行鈍化形成al2o3/sinx等鈍化膜。本發(fā)明避免傳統(tǒng)制備perc電池的生產(chǎn)步驟，先臭氧處理正面，再背面形成al2o3/sinx鈍化膜的局限，使得在硅基底背面形成sio2/al2o3/sinx復(fù)合膜層，sio2與si匹配性更好；可有效降低si表面的界面態(tài)密度，從而增加鈍化效果。sio2中的si是四面體結(jié)構(gòu)，而al2o3表面負(fù)電荷的來源是處于四面體構(gòu)型的alo^4-，sio2的存在有利于形成高負(fù)電荷密度的氧化鋁層，從而提高al2o3的場鈍化效果。正面通過退火處理形成sio2膜，提高電池的抗pid性能。

(2)本發(fā)明的perc電池背面鈍化工藝，通過加裝翻片機，對硅片進(jìn)行180°翻轉(zhuǎn)，在下料時避免了硅片背面與皮帶的接觸，降低了el降級的幾率，提高了a級率。

(3)本發(fā)明的perc電池背面鈍化工藝，背面形成氧化硅膜和正面形成氧化硅膜的方式不同，背面采用臭氧處理膜厚均勻，而正面卻不能使用臭氧處理的方法生成正面氧化膜，是因為這樣會使背面和皮帶接觸，造成背面擦傷，導(dǎo)致el降級。

(4)本發(fā)明的perc電池背面鈍化工藝，背面形成氧化硅膜的厚度為1-5nm，當(dāng)氧化硅膜較厚時，鈍化效果較差，而背面氧化硅膜厚度為1-5nm時，鈍化效果最佳。

(5)本發(fā)明的perc電池背面鈍化工藝，正面形成氧化硅膜厚度為2-15nm，更為優(yōu)選的為2-8nm時，可以提高電池的抗pid性能。

(6)本發(fā)明的perc電池，電化學(xué)性能高，降低了el降級的幾率，提高了a級良率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明perc電池結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)和實施例4的perc電池良率數(shù)據(jù)列表；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)和實施例4的perc電池電學(xué)性能數(shù)據(jù)列表。

其中，1-正面電極；2-sinx層；3-sio2膜層；4-n型層；5-p型層；6-sio2膜層；7-al2o3層；8-sinx層，9-背面電極。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的技術(shù)方案更加清楚明了，以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實施例1

一種perc電池背面鈍化工藝，包括制絨，擴散，刻蝕和背面拋光，之后熱風(fēng)烘干硅片，將硅片180°翻轉(zhuǎn)使硅片背面向上，臭氧處理使背面形成sio2膜，正面氧化處理，背面鍍鈍化膜，正面鍍鈍化膜；所述正面氧化處理為退火處理形成sio2膜。

具體地為，1.制絨：用化學(xué)溶液對晶硅片表面進(jìn)行腐蝕形成具有陷光作用的表面絨面2.擴散：將晶硅片放入擴散爐中，采用擴散方法，在p型襯底的硅片上形成pn結(jié)，目前主要是三氯氧磷液態(tài)源擴散法。

3.刻蝕和背面拋光：酸槽(hf/hno3/h2so4)刻蝕去除邊緣pn結(jié)并對背面拋光-堿槽(koh)中和酸并去除多孔硅-酸槽(hf/hcl)去除正面磷硅玻璃，熱風(fēng)烘干硅片，翻片，背面臭氧處理。

4.退火處理：將硅片放入退火爐中，退火時通入一定量的氧氣，正面形成sio2膜，在電池片提高電池的pid性能。

5.背面鍍膜：在電池片背面鍍al2o3/sinx.。al2o3起到化學(xué)鈍化和場鈍化的作用，sinx.保護al2o3。

6.正面鍍膜：在電池片表面用pecvd鍍減反膜，主要采用氮化硅。降低光的反射率同時也起到一定的鈍化作用。

具體地，翻片，即將硅片180°翻轉(zhuǎn)使硅片背面向上，采用翻片機，因為加裝翻片機，在下料時避免了硅片背面與皮帶的接觸，降低了el降級的幾率，提高了a級率。

具體地，背面臭氧處理，采用臭氧機，使硅片背面向上經(jīng)過臭氧機時形成sio2膜。

優(yōu)選地，所述背面形成sio2膜的厚度為1-5nm。只有采用臭氧處理的方法，可以使硅片背面形成一層均勻的sio2膜，且該厚度范圍鈍化效果最佳，本實施例中，背面鈍化sio2膜為2nm。

優(yōu)選地，所述正面形成的sio2膜的厚度為2-15nm，因為取消了正面臭氧處理，會使電池片pid風(fēng)險增大，為了降低此風(fēng)險，在退火處理時，通入一定量的氧氣，使正表面生長一層氧化厚度優(yōu)選2-15nm，從而提高電池的抗pid性能。本實施例中，形成sio2膜的厚度為10nm。

實施例2

一種perc電池背面鈍化工藝，包括制絨，擴散，刻蝕和背面拋光，之后熱風(fēng)烘干硅片，將硅片180°翻轉(zhuǎn)使硅片背面向上，臭氧處理使背面形成sio2膜，正面氧化處理，背面鍍鈍化膜，正面鍍鈍化膜；所述正面氧化處理為退火處理形成sio2膜。

具體地為，1.制絨：用化學(xué)溶液對晶硅片表面進(jìn)行腐蝕形成具有陷光作用的表面絨面

2.擴散：將晶硅片放入擴散爐中，采用擴散方法，在p型襯底的硅片上形成pn結(jié)，目前主要是三氯氧磷液態(tài)源擴散法。

3.刻蝕和背面拋光：酸槽(hf/hno3/h2so4)刻蝕去除邊緣pn結(jié)并對背面拋光-堿槽(koh)中和酸并去除多孔硅-酸槽(hf/hcl)去除正面磷硅玻璃，熱風(fēng)烘干硅片，翻片，背面臭氧處理。

4.退火處理：將硅片放入退火爐中，退火時通入一定量的氧氣，正面形成sio2膜，在電池片提高電池的pid性能。

5.背面鍍膜：在電池片背面鍍al2o3/sinx.。al2o3起到化學(xué)鈍化和場鈍化的作用，sinx.保護al2o3。

6.正面鍍膜：在電池片表面用pecvd鍍減反膜，主要采用氮化硅。降低光的反射率同時也起到一定的鈍化作用。

具體地，翻片，即將硅片180°翻轉(zhuǎn)使硅片背面向上，采用翻片機，因為加裝翻片機，在下料時避免了硅片背面與皮帶的接觸，降低了el降級的幾率，提高了a級率。

具體地，背面臭氧處理，采用臭氧機，使硅片背面向上經(jīng)過臭氧機時形成sio2膜。

優(yōu)選地，所述背面形成sio2膜的厚度為1-5nm。只有采用臭氧處理的方法，可以使硅片背面形成一層均勻的sio2膜，且該厚度范圍鈍化效果最佳，本實施例中，背面鈍化sio2膜為4nm。

優(yōu)選地，所述正面形成的sio2膜的厚度為2-15nm，因為取消了正面臭氧處理，會使電池片pid風(fēng)險增大，為了降低此風(fēng)險，在退火處理時，通入一定量的氧氣，使正表面生長一層氧化厚度優(yōu)選2-15nm，從而提高電池的抗pid性能。本實施例中，形成sio2膜的厚度為8nm。

實施例3

一種perc電池制備方法，包括，1.制絨：用化學(xué)溶液對晶硅片表面進(jìn)行腐蝕形成具有陷光作用的表面絨面

2.擴散：將晶硅片放入擴散爐中，采用擴散方法，在p型襯底的硅片上形成pn結(jié)，目前主要是三氯氧磷液態(tài)源擴散法。

3.刻蝕和背面拋光：酸槽(hf/hno3/h2so4)刻蝕去除邊緣pn結(jié)并對背面拋光-堿槽(koh)中和酸并去除多孔硅-酸槽(hf/hcl)去除正面磷硅玻璃，熱風(fēng)烘干硅片，翻片機翻片，背面臭氧處理。

4.退火處理：將硅片放入退火爐中，退火時通入一定量的氧氣，正面形成sio2膜，在電池片提高電池的pid性能。

5.背面鍍膜：在電池片背面鍍al2o3/sinx.。al2o3起到化學(xué)鈍化和場鈍化的作用，sinx.保護al2o3。

6.正面鍍膜：在電池片表面用pecvd鍍減反膜，主要采用氮化硅。降低光的反射率同時也起到一定的鈍化作用。

7.激光開槽：用激光將硅片背面開槽或開口，講背面的氧化鋁和氮化硅打穿，以便鋁背場漿料和硅接觸。

8.絲網(wǎng)印刷：在硅片背面印刷鋁背場和背電極，正面印刷正面電極。

9.燒結(jié)：通過燒結(jié)形成硅合金，使有效的導(dǎo)電粒子和半導(dǎo)體形成良好的歐姆接觸，減小串聯(lián)電阻。

實施例4

由實施例3制備而得perc電池，如圖1所示，perc電池包括具有pn結(jié)的硅片層，具體包括n型層4和p型層5，以及依次設(shè)置于硅片層背面的sio2膜層6、al2o3層7、sinx層8和背面電極9，硅片層正面依次設(shè)置sio2膜層3、sinx層2和正面電極1，所述背面設(shè)置的sio2膜層6的厚度為1-5nm。作為優(yōu)選，正面設(shè)置的sio2膜層3的厚度為2-15nm。

本實施例中，背面設(shè)置的sio2膜層6的厚度為2nm。作為優(yōu)選，正面設(shè)置的sio2膜層3的厚度為10nm。如圖2所示，本方案的良率a級高達(dá)99.2％，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)的98.12％。電化學(xué)性能方面測試如圖3所示，本方案的較現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)eta高0.14％，uoc高2.5mv，ff高0.1。

現(xiàn)有技術(shù)實施例

現(xiàn)有技術(shù)制備而得perc電池的具體方法如下：

1.制絨：用化學(xué)溶液對晶硅片表面進(jìn)行腐蝕形成具有陷光作用的表面絨面

2.擴散：將晶硅片放入擴散爐中，采用擴散方法，在p型襯底的硅片上形成pn結(jié)，目前主要是三氯氧磷液態(tài)源擴散法。

3.刻蝕+背拋光：酸槽(hf/hno3/h2so4)刻蝕去除邊緣pn結(jié)并對背面進(jìn)行背拋光-堿槽(koh)中和酸并去除多孔硅-酸槽(hf/hcl)去除正面磷硅玻璃-熱風(fēng)烘干-正面臭氧處理提高電池片抗pid性能。

4.背面鍍膜：在電池片背面鍍al2o3/sinx.。al2o3起到化學(xué)鈍化和場鈍化的作用。sinx.保護al2o3。

5.正面鍍膜：在電池片表面用pecvd鍍減反膜，主要采用氮化硅。降低光的反射率同時也起到一定的鈍化作用。

6.激光開槽：用激光將硅片背面開槽或開口，講背面的氧化鋁和氮化硅打穿，以便鋁背場漿料和硅接觸。

7.絲網(wǎng)印刷：在硅片背面印刷鋁背場和背電極，正面印刷正面電極。

8.燒結(jié)：通過燒結(jié)形成硅合金，使有效的導(dǎo)電粒子和半導(dǎo)體形成良好的歐姆接觸，減小串聯(lián)電阻。獲得perc電池。

以上列舉的僅為本發(fā)明的具體實施例，顯然，本發(fā)明不限于以上的實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。