一種制備背電場區域接觸晶體硅太陽電池的方法技術

本發明專利技術公開了一種制備背電場區域接觸晶體硅太陽電池的方法，該方法是現有制備工藝的基礎上，對太陽電池背表面進行鈍化，然后在太陽電池背表面鈍化層上開線，形成背電場局部接觸區域，絲網印刷或者真空蒸鍍的方式制作背電場和電極。本發明專利技術背電場區域接觸方式為適用于低成本高效率產業化生產接觸方式，采用了線接觸方式。本發明專利技術可以大幅降低背表面的復合速率，使得開路電壓和短路電流得到提升，通過合適的背表面圖形設計，可以滿足背電場和晶體硅襯底的歐姆接觸，同時又滿足背場收集光生載流子的要求，獲得和普通電池一致的串聯電阻，填充因子滿足要求，從而最終使得電池光電轉換效率得到有效的提高。本發明專利技術方法適合于大規模工業化生產中應用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種增加背表面鈍化與開線印刷鋁漿，制備背電場區域接觸晶體硅太陽電池的方法。
技術介紹
背電場區域接觸晶體硅太陽電池結構在實驗室工藝制作非常復雜，繁瑣，生產成本很高，直到目前為止，世界范圍內尚未應用到大規模商業化生產中。要實現背表面鈍化區域接觸，實驗室工藝中采取的是光刻方法，或者激光燒融的方法。其中光刻法工藝過程復雜，成本高，一般用于半導體行業中；激光燒融的方法對激光和背面電場要求很高，實際大規模生產中可能造成成品率低，激光燒融形成背表面接觸在最后一步，對電池前面工藝有要求，造成前面工藝復雜，生產成本高。目前，提供一種適合于大規模生產、具有較低成本和較高轉換效率的背電場區域接觸晶體硅太陽電池的制備方法是本
的追求。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術存在的缺陷，提供一種適合于大規模生產、具有較低成本和較高轉換效率的制備背電場區域接觸晶體硅太陽電池的方法。本專利技術的目的通過采取以下技術措施予以實現在常規晶體硅太陽電池制備工藝的基礎上，對電池背表面進行鈍化，然后利用腐蝕漿料或者激光在電池的背表面上開線，形成背電場局部接觸的窗口，絲網印刷或者真空蒸鍍鋁背場之后，制備成效率較高的背面局部接觸晶體硅太陽電池。本專利技術制備背電場區域接觸晶體硅太陽電池的方法，其步驟包括對硅片磷擴散形成PN結、去除硅片邊緣和背結、對硅片正面鍍減反膜；其特征是還包括以下步驟1、對硅片背表面鍍鈍化層。2、在硅片被表面鈍化層上刻蝕，形成背電場局部接觸窗口(背電場局部接觸開線)。3、絲網印刷硅片正面電極、背面電極、背面電場，燒結形成歐姆接觸。本專利技術所述的對硅片背表面鍍鈍化層，可以是鍍單層鈍化層或多層鈍化層。所述鈍化層為氧化硅薄膜、氮化硅薄膜或者氧化鋁薄膜。電池的前表面采用傳統的氮化硅薄膜，背表面采用氧化硅薄膜、氮化硅薄膜或者三氧化鋁薄膜，其作用是，對于電池背表面起到很好的鈍化作用，可以提高電池背面內反射，使得背表面復合速率大大降低，增加長波段光的有效利用。本專利技術所述的背電場區域接觸方式為適用于低成本高效率產業化生產接觸方式， 采用了線接觸方式，接觸線可以為直線或者曲線，接觸線在硅片內為連續線或者間斷線，直線接觸線或間斷直線接觸線與硅片邊沿線的角度為0° 90°。本專利技術所述的背電場局部接觸開線采用印刷腐蝕漿料腐蝕的方法或者激光燒灼的方法在硅片的背表面上開窗來實現，鈍化層的性質和厚度決定了可以采用這兩種方式來實現。印刷腐蝕漿料的方法，工藝成熟，可控性好，工藝穩定，產量大，可以大規模商業生產中應用；激光燒灼去除鈍化層的方法，工藝簡易可調，工作穩定，生產過程不會產生危廢物， 可以應用于大規模生產。這兩種方法，相比于光刻法和激光燒結方法，可以節省時間和成本，整個生產過程的工序流程更短。本專利技術所述的背電場的制備方式，可以采用絲網印刷鋁漿或者真空蒸鍍的方式制作背場，這兩種背電場制備的方式都有利于大規模生產，尤其是絲網印刷技術，成本低、產量大，與當前普通晶體硅太陽能電池生產線一樣，有利于推動新型制備技術的產業化。本專利技術相對比目前普通工業化電池，進行了背表面的鈍化處理，可以大幅降低背表面的復合速率，使得開路電壓和短路電流得到提升，通過合適的背表面圖形設計，可以滿足背電場和晶體硅襯底的歐姆接觸，同時又滿足背場收集光生載流子的要求，獲得和普通電池一致的串聯電阻，填充因子滿足要求，從而最終使得電池光電轉換效率得到有效的提尚ο附圖說明圖1是本專利技術方法制備的背電場區域接觸晶體硅太陽電池結構示意圖。其中1是 SiNx ;2 是 SiO2。圖2是本專利技術方法制備的背電場區域接觸晶體硅太陽電池背面示意圖。a、為直線接觸方式；b、為間斷直線接觸方式；C、為直線接觸方式，直線接觸線與硅片邊沿線呈45°角；d、為間斷直線接觸方式，直線接觸線與硅片邊沿線呈45°角；e、為曲線接觸方式；f、為間斷曲線接觸方式。具體實施例方式下面結合實施例，對本專利技術做進一步詳細說明。實施例1 背表面鈍化層采用氮氧化硅薄膜，印刷腐蝕漿料進行開窗，然后進行絲網印刷制備背電場，其工藝過程如下1.硅片化學清洗，化學腐蝕方法制備絨面結構，進行擴散前清洗。2.對硅片進行磷擴散，形成PN結。3.去除硅片的邊緣和背結。對于背表面鈍化和背電場區域接觸的方式來說，擴散形成的背結需要去除。4.對硅片正面鍍減反膜，采用PECVD (等離子體增強型淀積)或者PVD (物理氣相沉積)沉積氮化硅薄膜來實現。5.對硅片背表面進行鍍鈍化層，采用PECVD、APCVD (常壓化學氣相淀積)、PVD或者ALD (原子層沉積)的方式鍍鈍化層——氧化硅、氮化硅或者氧化鋁薄膜。6.在鈍化層上印刷腐蝕漿料，在硅片背表面形成背電場局部接觸窗口。利用印刷腐蝕漿料進行背表面鈍化層局部開窗，工藝成熟，可控性好，工藝穩定，產量大，可以大規模商業生產中應用。7.絲網印刷硅片正面電極、背面電極、背面電場，燒結形成歐姆接觸。8.測試分檔。實施例2 背表面鈍化層采用氮氧化硅薄膜，激光燒灼方法進行開窗，然后進行絲網印刷制備背電場，其工藝過程如下1.硅片化學清洗，化學腐蝕方法制備絨面結構，進行擴散前清洗；2.對硅片進行磷擴散，形成PN結。3.去除硅片的邊緣和背結。對于背表面鈍化和背電場區域接觸的方式來說，擴散形成的背結需要去除。4.對硅片進行正面鍍減反膜，采用PECVD或者PVD沉積氮化硅薄膜來實現。5.對硅片背表面鍍鈍化層，采用PECVD、APCVD、PVD或者ALD的方式鍍鈍化層——氧化硅、氮化硅或者氧化鋁薄膜。6.激光燒灼的方式在硅片背表面鈍化層上形成背電場局部接觸窗口。激光燒灼去除鈍化層的方法，工藝簡易可調，工作穩定，生產過程不會產生危廢物，可以應用于大規模生產。7.絲網印刷正面電極、背面電極、背面電場，燒結形成歐姆接觸。8.測試分檔。如圖2所示，上述二實施例中，背電場區域接觸方式采用線接觸方式，接觸線可以為直線或者曲線，接觸線在硅片內為連續線或者間斷線，直線(或間斷直線)接觸線與硅片邊沿線的角度為0° 90°。權利要求1.，其步驟包括對硅片磷擴散形成 PN結、去除硅片邊緣和背結、對硅片正面鍍減反膜；其特征是還包括以下步驟a、對硅片背表面鍍鈍化層；b、在硅片被表面鈍化層上刻蝕，形成背電場局部接觸窗口；C、絲網印刷硅片正面電極、背面電極、背面電場，燒結形成歐姆接觸。2.根據權利要求1所述，其特征是 所述的對硅片背表面鍍鈍化層，為鍍單層鈍化層或多層鈍化層，所述鈍化層為氧化硅薄膜、 氮化硅薄膜或者氧化鋁薄膜。3.根據權利要求1所述，其特征是 所述的在硅片被表面鈍化層上刻蝕，形成背電場局部接觸窗口，采用印刷腐蝕漿料腐蝕的方法或者激光燒灼的方法。4.根據權利要求1、2或3所述，其特征是所述的背電場區域接觸，其接觸方式為線接觸方式，接觸線為直線或曲線，接觸線在硅片內為連續線或間斷線，直線接觸線或間斷直線接觸線與硅片邊沿線的角度為0° 90° 。全文摘要本專利技術公開了，該方法是現有制備工藝的基礎上，對太陽電池背表面進行鈍化，然后在太陽電池背表面鈍化層上開線，形成背電場局部接觸區域，絲網印刷或者真空蒸鍍的方式制作背電場和電極。本專利技術背電場區域接觸方式為適用于低成本高效率產業化生產接觸方式，采用了線接觸方式。本專利技術可以大幅降低背表面的復合速率，使得開路本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：時寶，王建波，黃海冰，倪志春，趙建華，
申請(專利權)人：中電電氣南京光伏有限公司，
類型：發明
國別省市：