一種高效晶硅PERC電池的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種高效晶硅PERC電池的制備方法，所述制備方法包括：提供硅片，并對所述硅片進行制絨；對所述硅片進行磷擴散或者硼擴散；對所述硅片的邊緣和背面發射極進行刻蝕，并去除PSG或BSG；在所述硅片的正面形成減反射層；在所述硅片的背面形成背面鈍化層；在所述硅片的背面形成背面保護層；在所述硅片需要形成背電極的背電極區域進行二次激光燒蝕，剝離所述背面鈍化層和所述背面保護層，形成剝離區域；在所述硅片的背面進行絲網印刷。采用本發明專利技術提供的制造方法，可有效降低背鈍化電池的接觸電阻；提高背鈍化電池的轉換效率；能夠顯著提升背鈍化組件的可靠性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于太陽能電池制備領域，具體地說，涉及一種高效晶硅PERC電池的制備方法。
技術介紹
背鈍化技術是實現高效多晶硅電池的一種重要的技術手段。背鈍化技術是在太陽能電池背面鍍上一層鈍化膜，由于這層膜內部的固定負電荷密度較高，具有良好的場鈍化和化學鈍化效應，因此可以使太陽能電池背面載流子復合速率有效降低，提高晶硅電池的少子壽命，從而提升晶硅電池的光轉換效率。在背鈍化電池結構中，太陽能電池背面有氧化鋁鈍化層和氮化硅保護層兩個介質層，為了實現電池背面良好的歐姆接觸，通常會用激光開窗工藝將背面AlOx鈍化層和SiNx保護層進行部分剝離。常規的激光開窗工藝后會在電池背面形成兩種圖形結構：一種是在包括背電極區域的整個電池背面，激光圖形為具有一定間距的直線、線段或者點陣；另一種是避開電極區域，在背電場的其他區域，激光圖形為具有一定間距的直線、線段或者點陣。研究中發現，背鈍化電池的串聯電阻較常規電池的高，與背面激光開窗工藝有著密切的關系。激光開窗工藝不良容易導致背電場與硅基底不能形成很好的歐姆接觸；燒結后，激光開窗區域容易形成“空洞”。若背鈍化電池的“空洞”連續產生在相鄰的開窗位置，且具備一定的長度，在光致發光或電致發光的檢測設備下，會形成背面條狀的黑線區域，影響背鈍化電池的性能。此外，由于光伏組件大多應用于戶外地面電站，經常會處于極寒、極熱或者高溫高濕的惡劣環境下，因此光伏組件的可靠性顯得尤為重要。光伏組件可靠性的相關測試對背電極與電池基底的結合力要求較高。在嚴酷的測試條件下，背電極與基底的結合不僅要求拉力大，還需要拉力在測試前后的變化值較小，這樣才能保證組件不會因內部應力變化而導致失效。在現有技術中，背鈍化電池背面的氮化硅與背面電極銀漿的結合力小、測試前后的拉力變化較大是背鈍化組件存在的一個顯著問題，亟待解決。
技術實現思路
為了解決現有被鈍化電池背面歐姆接觸差，電池效率低的問題，本專利技術提供了一種高效晶硅PERC電池的制備方法。根據本專利技術的一個方面，提供一種高效晶硅PERC電池的制備方法，所述制備方法包括步驟：a)提供硅片，并對所述硅片進行制絨；b)對所述硅片進行磷擴散或者硼擴散；c)對所述硅片的邊緣和背面發射極進行刻蝕，并去除PSG或BSG；d)在所述硅片的正面形成減反射層；e)在所述硅片的背面形成背面鈍化層；f)在所述硅片的背面形成背面保護層；g)在所述硅片需要形成背電極的背電極區域進行二次激光燒蝕，剝離所述背面鈍化層和所述背面保護層，形成剝離區域；h)在所述硅片的背面進行絲網印刷。根據本專利技術的一個具體實施方式，在所述步驟g)中，二次激光燒蝕包括：第一次激光燒蝕和第二次激光燒蝕；其特征在于，所述第一次激光燒蝕和所述第二次激光燒蝕所采用的激光功率均為6w～10w。根據本專利技術的另一個具體實施方式，在所述步驟g)中，所述第一次激光燒蝕和所述第二次激光燒蝕的功率比為0.8～1.2。根據本專利技術的又一個具體實施方式，所述剝離區域的長、寬分別大于所述背電極區域的長、寬。根據本專利技術的又一個具體實施方式，所述剝離區域的長、寬分別比所述背電極區域的長、寬大0.1mm～0.7mm。根據本專利技術的又一個具體實施方式，所述剝離區域呈直線、線段和/或點陣圖形。根據本專利技術的又一個具體實施方式，所述背面鈍化層為氧化鋁薄膜；所述背面鈍化層采用原子層沉積法形成。根據本專利技術的又一個具體實施方式，所述背面保護層為氮化硅薄膜；所述背面保護層采用等離子體增強化學氣相沉積法形成。在背鈍化電池的結構中，背面有兩個介質層，為了實現電池背面良好的歐姆接觸，通常會用激光燒蝕的方式將背面兩個介質層部分剝離。本專利技術采用兩次激光燒蝕的方式對上述兩個介質層進行剝離。剝離背電極區域的介電層，使背電極漿料能直接印刷在硅基底上，經過絲網燒結可以形成良好的歐姆接觸，從而有效降低背鈍化電池的接觸電阻。經試驗顯示，通過本專利技術提供的制備方法制備的背鈍化電池，其光電轉換效率比常規工藝制備的背鈍化電池提升了0.05％。此外，由于背電極與硅基底的結合力強，背鈍化電池的電極剝離拉力增加，組件可靠性測試前后的拉力變化較小，背鈍化電池組件的可靠性得到了顯著提升。附圖說明通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本專利技術的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：圖1所示為根據本專利技術提供的一種高效晶硅PERC電池的制備方法的一個具體實施方式的流程示意圖；圖2所示為根據本專利技術提供的一種高效晶硅PERC電池的制備方法制備的高效晶硅PERC電池的一個具體實施方式的背面結構示意圖。附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。具體實施方式下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本專利技術的不同結構。為了簡化本專利技術的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。此外，本專利技術可以在不同例子中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。應當注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本專利技術省略了對公知組件和處理技術及工藝的描述以避免不必要地限制本專利技術。參考圖1和圖2，本專利技術提供的一種高效晶硅PERC(發射極和背面鈍化)電池的制備方法包括步驟：步驟S101，提供硅片，并對所述硅片進行制絨，在硅片10的表面形成絨面。硅片10可以為P型硅片或N型硅片。所述硅片10為單晶硅、多晶硅或者準單晶硅。在硅片10的表面形成絨面，可以有效提高硅片10的陷光作用。通常可以采用腐蝕性溶液對硅片10的表面進行腐蝕，以形成絨面。一般情況下，用堿性溶液處理后，可在硅片10的表面得到金字塔狀絨面；用酸性溶液處理后，可在硅片10的表面得到蟲孔狀絨面。繼續執行步驟S102，對所述硅片10進行磷擴散或者硼擴散。以P型硅片10為例，在P型硅片10正面形成N型擴散層。N型擴散可采用以POCl3為磷源在P型硅片10正面進行磷(P)的熱擴散，形成N型擴散層。還可以先在P型硅片10的正面噴涂磷酸或其他含磷的摻雜源，然后通過快速熱退火(Rapid Thermal Anealing)處理，完成硅片的正面磷擴散。以N型硅片10為例，在N型硅片10正面形成P型擴散層。P型擴散可采用以硼源在N型硅片10正面進行硼(B)的熱擴散，形成P型擴散層。還可以先在N型硅片10的正面噴涂含硼的摻雜源，然后通過快速熱退火(Rapid Thermal Anealing)處理，完成硅片的正面硼擴散。之后，執行步驟S103，對所述硅片10的邊緣和背面發射極進行刻蝕，并去除PSG或BSG。如果是P型硅片，則需去除所述P型硅片10正面的PSG(Phospho Silicate Glass，磷硅玻璃)和周邊磷擴散層。在太陽能電池片生產制造過程中，可以通過化學腐蝕法也即把硅片放在腐蝕性溶液(如氫氟酸、氫氧化鈉等各類酸/堿或有機溶液)中浸泡，去除擴散制結后在P型硅片10表面形成的一層PSG。如果是N型硅片，則需去除所述N型硅片10正面的BSG(Boron Silicate Glass，硼硅玻璃)和周邊硼擴散層。在太陽能電池片生產制造過程中，可以通過化學腐蝕法也即把硅片放在腐蝕性溶液中浸泡，去除擴散制結后在N型硅片10表面形成的一層BSG。步驟S104，在所述硅片10的正面形成減反射層。可選的，可以采用PEC本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高效晶硅PERC電池的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括步驟：a)提供硅片，并對所述硅片進行制絨；b)對所述硅片進行磷擴散或者硼擴散；c)對所述硅片的邊緣和背面發射極進行刻蝕，并去除PSG或BSG；d)在所述硅片的正面形成減反射層；e)在所述硅片的背面形成背面鈍化層；f)在所述硅片的背面形成背面保護層；g)在所述硅片需要形成背電極的背電極區域進行二次激光燒蝕，剝離所述背面鈍化層和所述背面保護層，形成剝離區域；h)在所述硅片的背面進行絲網印刷。

【技術特征摘要】
1.一種高效晶硅PERC電池的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括步驟：a)提供硅片，并對所述硅片進行制絨；b)對所述硅片進行磷擴散或者硼擴散；c)對所述硅片的邊緣和背面發射極進行刻蝕，并去除PSG或BSG；d)在所述硅片的正面形成減反射層；e)在所述硅片的背面形成背面鈍化層；f)在所述硅片的背面形成背面保護層；g)在所述硅片需要形成背電極的背電極區域進行二次激光燒蝕，剝離所述背面鈍化層和所述背面保護層，形成剝離區域；h)在所述硅片的背面進行絲網印刷。2.根據權利要求1所述的制備方法，在所述步驟g)中，二次激光燒蝕包括：第一次激光燒蝕和第二次激光燒蝕；其特征在于，所述第一次激光燒蝕和所述第二次激光燒蝕所采用的激光功率均為6w～10w。3.根據權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：權微娟，單偉，王娟，李旺，王仕鵬，黃海燕，陸川，
申請(專利權)人：浙江正泰太陽能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33