一種全背電極太陽能電池的生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于太陽能電池領(lǐng)域，具體設(shè)及一種全背電極太陽能電池的生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)下，第Ξ次工業(yè)革命的核屯、是新能源革命，提高太陽能電池效率技術(shù)作為提高 太陽能利用率的關(guān)鍵，代表了先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展方向，對(duì)我國光伏產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和可持續(xù) 發(fā)展具有重要影響，屬于當(dāng)前應(yīng)該發(fā)展的重大技術(shù)之一。
[000引目前的晶體娃太陽能電池由η型或P型娃制造而成。就P型晶體娃太陽能電池來講， 由于燒穿正面銀漿和背場(chǎng)侶漿的應(yīng)用，導(dǎo)致娃片電池工藝簡(jiǎn)單，成本較低，所Wp型晶體娃 太陽能電池是當(dāng)前的主流產(chǎn)品，目前主流的P型娃太陽能電池效率已經(jīng)可W穩(wěn)定在19% W 上，但要想在不改變電池結(jié)構(gòu)和金屬化工藝的情況下進(jìn)一步提高效率已非常困難。
[0004] η型娃片通常載流子壽命較長，電池效率可W做得更高，同時(shí)光致衰減小，電池的 總發(fā)電量也高，是今后高效晶體娃太陽能電池的主要方向，其中W下Ξ種η型型娃太陽能電 池在未來幾年內(nèi)可能會(huì)成為主流的太陽能電池，它們是，（1)指叉型背接觸（IBC)太陽能電 池:Su吐ower公司，可生產(chǎn)25 %的最高轉(zhuǎn)化效率的IBC太陽能電池 。So 1 exe 1的柔性太陽能電 池，也屬于IBC電池，目前利用四川銀河星源科技有限公司開發(fā)的導(dǎo)電漿料做電接觸，效率 可達(dá)21.5%。（2)n型娃型雙面太陽能電池：英利太陽能，熊貓電池，效率>20%。（3)n型娃異 質(zhì)結(jié)太陽能電池：日本松下，25.6%，最佳的效率。W上Ξ種類型的太陽能電池都有取代目 前傳統(tǒng)的娃太陽能電池的潛力。其中，全背電極(指叉型背接觸)IBC晶娃太陽能電池的特點(diǎn) 是正面無柵狀電極，正負(fù)極交叉排列在背后。運(yùn)種把正面金屬柵極去掉的電池結(jié)構(gòu)有很多 優(yōu)點(diǎn)：（1)減少正面遮光損失，相當(dāng)于增加了有效半導(dǎo)體面積；（2)組件裝配成本降低；（3) IBC電池組件的可靠性優(yōu)越；（4)若銀的線寬足夠小，IBC電池可用雙面電池使用，可進(jìn)一步 提高整體電池效率。但是運(yùn)種太陽能電池的制備過程中需要印刷不同的導(dǎo)電漿料W形成正 負(fù)極，制備工藝相對(duì)復(fù)雜。
[0005] 目前的晶體娃太陽能電池一般用燒穿銀漿技術(shù)，分別只能在P+擴(kuò)散層或n+擴(kuò)散層 上形成電接觸，很難同時(shí)在P+擴(kuò)散層和n+擴(kuò)散層上形成電接觸。而在P+娃擴(kuò)散層上的電接 觸用燒穿導(dǎo)電銀漿，目前世界上只有杜邦和賀力±才有該類產(chǎn)品，一般叫銀侶漿，需要在銀 漿中要加如侶粉來減小接觸電阻，但侶的加入會(huì)增加燒結(jié)后銀電極的電阻率，從而增加太 陽能電池的串阻，是提高電池的效率的技術(shù)瓶頸之一。另外，銀侶漿(導(dǎo)電漿料)在P-型娃上 可形成電接觸時(shí)，一般需要在銀漿中要加較多的侶粉來減小接觸電阻，例如美國專利 US2013/0061919和US2012/0031484,都詳細(xì)敘述了銀漿中的侶粉的含量比例，侶的含量至 少大于1%，由于較多侶粉的加入，在高溫?zé)Y(jié)條件下，侶的快速擴(kuò)散又會(huì)傷害電池的PN結(jié)， 特別是侶粉所產(chǎn)生的侶"spiking",可導(dǎo)致太陽電池的開路電壓和并聯(lián)電阻減小，從而減小 電池的轉(zhuǎn)化效率。
[0006] 本發(fā)明中采用的銀漿(導(dǎo)電漿料），不需要添加侶粉或含量小于0.2%的侶粉，便可 在P-型娃上可形成低接觸電阻的電接觸，同時(shí)由于只含有小于0.2%的侶粉而減小銀漿燒 結(jié)后的電極電阻率，減小電池的串聯(lián)電阻，從而可大大提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。更重要 的是本發(fā)明的銀漿，既可在P+擴(kuò)散層形成電接觸又可在n+擴(kuò)散層上形成電接觸，運(yùn)樣可實(shí) 現(xiàn)單一漿料，單次印刷來實(shí)現(xiàn)IBC電池的制造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu) 點(diǎn)。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種全背電極太陽能電池的 生產(chǎn)工藝，包括W下步驟：
[0009] 步驟一、在η型娃襯底娃片背面分別進(jìn)行憐、棚局部擴(kuò)散，形成具有指狀交叉排列 的背面η+擴(kuò)散層區(qū)域、背面Ρ+擴(kuò)散層區(qū)域;在η型娃襯底娃片前表面進(jìn)行憐擴(kuò)散，形成前表 面η+擴(kuò)散層；
[0010] 步驟二、將η型娃襯底娃片進(jìn)行退火氧化處理，在η型娃襯底娃片的前后表面形成 氧化層；
[0011] 步驟Ξ、在η型娃襯底娃片的前表面和背面沉積純化層，形成前表面純化層和背面 純化層;在前表面純化層上沉積增反層，形成前表面增反層；
[0012]步驟四、將導(dǎo)電漿料單次印刷在背面指狀交叉的Ρ+擴(kuò)散層區(qū)域和背面η+擴(kuò)散層區(qū) 域的純化層上，然后燒結(jié)，燒結(jié)后，所述導(dǎo)電漿料同時(shí)燒穿背面純化層并分別在背面Ρ+擴(kuò)散 層區(qū)域和背面η+擴(kuò)散層區(qū)域上形成接觸電極，完成全背電極太陽能電池的制造。
[0013] 優(yōu)選的是，所述導(dǎo)電漿料包括W下重量百分比的各組分:銀粉80-90%，無機(jī)玻璃 粉0.1-10%，有機(jī)載體1-15%，有機(jī)添加劑0.1-10%，侶粉0.0-0.2% ;功能性添加劑0.05-5%。
[0014] 優(yōu)選的是，所述導(dǎo)電漿料包括W下重量百分比的各組分:銀粉87%，無機(jī)玻璃粉 3%，有機(jī)載體含量為8%，有機(jī)添加劑1.5%，功能性添加劑0.5%。
[0015] 優(yōu)選的是，所述無機(jī)玻璃粉的成分按重量百分比計(jì)包括:5~50%氧化鉛，2~15% 氧化娃，3~20 %氧化棚，5~50 %氧化祕(mì)，10~50 %氧化蹄，1~20 %氧化侶，0.05~20 %氧 化鎖，0.05~5 %氧化鋼，0.5~10%氧化裡，0.05~5 %氧化儀，0.05~5%氧化鶴，0.05~ 9%氧化儘，1~20%氧化鋒，0.05~5%氣化鋼，0.01~5%氣化侶，0.01~50%氣化鉛。
[0016] 優(yōu)選的是，所述有機(jī)載體的成分按重量百分比計(jì)包括：改性纖維素衍生物10~ 15%，有機(jī)溶劑55~85%，分散劑1~5%，粘度調(diào)節(jié)劑5~10% ;所述分散劑為1-乙基-3-甲 基氯化咪挫、1-下基-3-甲基氯化咪挫、1-正十六烷基-3甲基漠化咪挫、1-己基-3-甲基咪挫 四氣棚酸鹽中的一種;采用離子液體作為分散劑，其能夠有效防止導(dǎo)電漿料中各種粒子的 團(tuán)聚，使各組分均勻分散于漿料中。
[0017] 優(yōu)選的是，所述改性纖維素衍生物的制備方法為:按重量份，取2~8份徑丙基甲基 纖維素加入80~100份離子液體中，于8~100°C溫度下攬拌1~2小時(shí)，然后加入2~3份立乙 胺，并0.1~0.5份/min的滴加速遞將5~15份的苯甲酯氯加入，在80~100°C的條件下W300 ~50化/min攬拌反應(yīng)8~10小時(shí)，得反應(yīng)混合物;將反應(yīng)混合物冷卻至室溫后，加入反應(yīng)混 合物3倍體積的乙醇混合，過濾，固體物用體積百分比濃度為95 %的乙醇水溶液洗涂3次后， 干燥，即制得改性纖維素衍生物;所述離子液體為1-乙基-3-甲基氯化咪挫、1-下基-3-甲基 氯化咪挫、1 -正十六烷基-3甲基漠化咪挫、1 -己基-3-甲基咪挫四氣棚酸鹽中的一種。
[001引優(yōu)選的是，所述η型娃襯底娃片為η型單晶娃，其電阻率在1-12Ω . cm,厚度為100-150微米;所述背面n+擴(kuò)散層的方塊電阻為80 Ω/□。
[0019] 優(yōu)選的是，所述前表面純化層和背面純化層為單層膜或疊層膜;所述背面純化層 的厚度為50~80nm;所述單層膜為SiNx膜，所述疊層膜為Si〇2/^Si3N4疊層膜、Si〇2/Al2〇3/ Si3N4疊層膜、A!2〇3/Si3N4疊層膜中的一種；
[0020] 優(yōu)選的是，所述步驟二中，退火溫度控制在800-1000°C，退火時(shí)間控制在20-60分 鐘，在η型娃片的前后表面形成氧化層，所述氧化層厚度為3-15nm。
[0021] 優(yōu)選的是，所述步驟四中，燒結(jié)采用紅外帶式燒結(jié)爐。
[0022] 本發(fā)明中，所述銀粉的顆粒是球形的，顆粒的大小D50為1.5~2.5微米。
[0023] 本發(fā)明中，所述導(dǎo)電銀漿中含有不大于0.2%的侶粉或不含侶粉，所述侶粉為純侶 粉或侶合金粉，侶合金粉為侶娃合金粉，侶儀娃合金粉，侶鋒合金粉，納米侶顆粒、納米侶合 金顆粒，侶粉或侶合金粉的顆粒大小(D50)為1~12微米，或小于1微米，或小于0.1微米。
[0024] 在本發(fā)明中，所述玻璃粉的制備方法采用本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的玻璃粉的制備方 法，例如采用混合機(jī)將各組成玻璃粉的氧化物粉末混合均勻，轉(zhuǎn)入剛玉相蝸或白金相蝸中， 并置于高溫爐中。將高溫爐爐內(nèi)升溫至550°C，保溫0.化，再升溫至1250°C，保溫2-4小時(shí)，水 澤過濾得到玻璃顆粒，將玻璃顆粒裝入球磨罐，用氧化錯(cuò)球濕磨，過濾后烘干，得到玻璃粉