專利名稱：背接觸晶體硅太陽能電池片制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太陽能電池技術領域，特別是涉及一種背接觸晶體硅太陽能電池片制
造方法。
背景技術：
太陽能電池，也稱光伏電池，是一種將太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能的半導體器 件。由于它是綠色環(huán)保產(chǎn)品，不會引起環(huán)境污染，而且是可再生資源，所以在當今能源短缺的情形下，太陽能電池是一種有廣闊發(fā)展前途的新型能源。目前，80%以上的太陽電池是由晶體硅材料制備而成，因此，制備高效率的晶體硅太陽電池對于大規(guī)模利用太陽能發(fā)電有著十分重要的意義，由于背接觸晶體硅太陽電池的受光面沒有主柵線，正極和負極都位于電池片的背光面，這就大大降低了受光面柵線的遮光率，提高了電池片的轉(zhuǎn)換效率，所以背接觸晶體硅太陽能電池成為目前太陽電池研發(fā)的熱點。目前，背接觸晶體硅太陽能電池片的制造工藝已經(jīng)標準化，其主要步驟如下I.開孔采用激光在硅片開至少一個導電孔。2.制絨通過化學反應使原本光亮的硅片表面(包括正面和背面)形成凸凹不平的結(jié)構(gòu)以延長光在其表面的傳播路徑，從而提高太陽能電池片對光的吸收。3.擴散制結(jié)P型硅片在擴散后表面及導電孔內(nèi)壁變成N型電極，或N型硅片在擴散后表面及導電孔內(nèi)壁變成P型電極，形成PN結(jié)，使得硅片具有光伏效應。4.周邊刻蝕對硅片的邊緣進行刻蝕。5.去除摻雜玻璃層將硅片表面擴散時形成的摻雜玻璃層去除。6.鍍膜在硅片受光面表面鍍減反射膜，目前主要有兩類減反射膜，氮化硅膜和氧化鈦膜，主要起減反射和鈍化的作用。7.印刷電極及電場將背面電極、正面電極以及背面電場印刷到硅片上。8.燒結(jié)使印刷的電極、背電場與娃片之間形成合金。9.激光隔離該步驟的目的在于去掉擴散制結(jié)時在硅片背面與導電孔之間形成的將P-N結(jié)短路的導電層。現(xiàn)有的制造工藝中，在擴散制結(jié)步驟中，會在太陽能電池片背光面與導電孔之間形成將P-N結(jié)短路的導電層，這大大降低了電池片的并聯(lián)電阻，容易出現(xiàn)漏電，所以需要通過激光隔離步驟將P-N結(jié)之間的導電層去除掉。但采用激光隔離可能會使太陽能電池片出現(xiàn)新的漏電途徑，導致電池片的性能降低。另外，激光對電池片本身的損傷比較大，在激光隔離過程中可能出現(xiàn)碎片，增加了電池片的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種背接觸晶體硅太陽能電池片制造方法，通過刻蝕將擴散后在硅片背光面上形成的發(fā)射結(jié)去除掉，即將背光面與導電孔之間的P-N結(jié)導電層去除，使得到的太陽能電池實現(xiàn)P-N結(jié)絕緣。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供的技術方案如下一種背接觸晶體硅太陽能電池片制造方法，包括對開孔、制絨、擴散后的半導體基片進行刻蝕，對刻蝕后所述半導體 基片進行處理后得到背接觸晶體硅太陽能電池片，其中所述刻蝕包括對所述半導體基片的受光面邊緣和背光面進行刻蝕。優(yōu)選地，所述刻蝕還包括對所述半導體基片的通孔進行刻蝕。優(yōu)選地，對所述半導體基片的受光面邊緣進行刻蝕還包括對所述半導體基片的側(cè)面和通孔邊緣進行刻蝕。優(yōu)選地，對所述半導體基片的通孔進行刻蝕的過程為對整個所述通孔進行刻蝕；或者對沿軸線方向上一段通孔進行刻蝕。優(yōu)選地，所述刻蝕為采用化學劑進行刻蝕。優(yōu)選地，所述化學劑為化學液、化學腐蝕漿料或等離子氣體。優(yōu)選地，采用化學液進行刻蝕的過程為將所述的半導體基片的背光面與化學液完全接觸，所述的側(cè)面和通孔邊緣部分與化學液接觸。優(yōu)選地，采用化學腐蝕漿料進行刻蝕的過程為在所述半導體基片的受光面邊緣、背光面上印刷化學腐蝕漿料。優(yōu)選地，采用等離子氣體進行刻蝕的過程為將半導體基片的通孔、側(cè)面和背光面與等離子氣體直接接觸。優(yōu)選地，對刻蝕后所述硅片進行處理為去除刻蝕后所述半導體基片上摻雜玻璃層；在去除摻雜玻璃層后所述半導體基片的受光面上鍍膜；在鍍膜后所述半導體基片上制備電極及背電場得到背接觸晶體硅太陽能電池片。由以上技術方案可見，本發(fā)明實施例提供的背接觸晶體硅太陽能電池片制造方法，在對硅片的受光面邊緣刻蝕的同時，還將硅片背光面上擴散形成的發(fā)射結(jié)通過刻蝕去除掉，使得得到的太陽能電池片的背光面與導電孔之間不存在短路的導電層，即將背光面與導電孔之間的P-N結(jié)斷開，提高了電池片并聯(lián)電阻及轉(zhuǎn)化效率。與現(xiàn)有技術相比，該方法減少了激光隔離工序，從而降低了由于激光隔離帶來的電池片漏電風險及電池片的碎片率。另外，減少激光隔離工序，使得工藝更加簡單，并減少了設備成本,有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實施例一提供的背接觸晶體硅太陽能電池片制造方法的流程圖2為本實施例一提供的開孔后硅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實施例一提供的制絨后硅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實施例一提供的擴散后硅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實施例一提供的刻蝕后硅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實施例一提供的鍍膜后硅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實施例一提供的絲網(wǎng)印刷后的硅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實施例二提供的背接觸晶體硅太陽能電池片制造方法的流程圖； 圖9為本實施例二提供的刻蝕后硅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本實施例二提供的絲網(wǎng)印刷后的硅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本實施例三提供的背接觸晶體硅太陽能電池片制造方法的流程圖；圖12為本實施例三提供的刻蝕后硅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本實施例三提供的絲網(wǎng)印刷后的硅片的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發(fā)明保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。現(xiàn)有的背接觸晶體硅太陽能電池片的制造工藝中，在開孔、制絨后進行擴散制結(jié)步驟中，會在太陽能電池片背光面與導電孔之間形成將P-N結(jié)短路的導電層，這大大降低了電池片的并聯(lián)電阻，容易出現(xiàn)漏電，所以為了使得P-N結(jié)斷開，現(xiàn)有的工藝在燒結(jié)步驟之后，還需要通過激光隔離步驟，在導電孔周圍設置一個隔離槽，以實現(xiàn)將P-N結(jié)之間的導電層去除掉。通過對現(xiàn)有技術研究，申請人發(fā)現(xiàn)由于在燒結(jié)步驟中，電池片可能會受熱變形，表面不再平整，這就使得在激光隔離時對借光的對準精度要求比較高，否則出現(xiàn)偏離就會導致新的漏電途徑，使得電池片性能下降。此外，使用激光對電池片會產(chǎn)生損傷，可能出現(xiàn)碎片現(xiàn)象，使得電池片的殘次品率上升，增加了電池片的生產(chǎn)成本。為此，本發(fā)明提出了一種解決方案，基本思想是在對半導體基片進行擴散后，通過刻蝕將背光面上形成的發(fā)射結(jié)去除掉，即將背光面與導電孔之間的P-N結(jié)導電層去除，實現(xiàn)P-N結(jié)絕緣。下面以硅片作為半導體基片，通過幾個實施例對本發(fā)明技術方案進行說明實施例一請參考圖1，圖I為本實施例一提供的背接觸晶體硅太陽能電池片制造方法的流程圖，如圖I所示，該方法包括以下步驟步驟SlOl :在硅片上開孔；采用激光在硅片上開出至少一個通孔，其作用在通孔內(nèi)可以設置電極將電池片受光面的電流引到電池片的背光面，這樣就可以使得電池片的正極和負極都位于電池片的背面，降低了正面柵線的遮光率。本發(fā)明實施例中，開孔所采用激光的波長可以為1064nm、1030nm、532nm或355nm。開孔后硅片的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，圖中I為硅片，2為受光面，3為背光面,4為通孔,5為通孔內(nèi)壁。步驟S102 :在硅片表面進行制絨，形成表面結(jié)構(gòu)；在本發(fā)明實施例中，制絨選擇在硅片I的兩面進行，制絨的目的是通過化學反應使原本光亮的硅片表面形成凸凹不平的結(jié)構(gòu)以延長光在其表面的傳播路徑，從而提高硅片對光的吸收。制絨后硅片的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，圖中6為絨面。另外，在制絨前需要清除硅片I表面的油污和金屬雜質(zhì)，并且去除硅片I表面的切割損傷層。步驟S103 :在硅片的表面擴散形成P-N結(jié)； 將摻雜原子擴散到硅片I的兩個絨面6、通孔內(nèi)壁5上及側(cè)面上，如圖4所示，為擴散后硅片的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中7為N型或P型發(fā)射結(jié)。N型硅片I擴散后其表面變成N型發(fā)射結(jié)，或N型硅片I擴散后其表面變成P型發(fā)射結(jié)，形成PN結(jié)，使得硅片I具有光伏效應，另外擴散的濃度、深度以及均勻性直接影響太陽能電池片的電性能。步驟S104 :對硅片的受光面邊緣和背光面進行刻蝕；對硅片I的受光面邊緣和背光面進行刻蝕，如圖5所述，8為刻蝕后在受光面邊緣形成的刻蝕槽，其目的是去掉擴散制結(jié)時在硅片I邊緣形成的將PN結(jié)兩端短路的導電層。對硅片I的背光面進行刻蝕，其目的是將擴散制結(jié)時在硅片I背光面形成的發(fā)射結(jié)去除。在本發(fā)明實施例中，在刻蝕時，可以在硅片I的受光面邊緣和背光面印刷化學腐蝕漿料，并且在向硅片I的受光面邊緣印刷化學腐蝕漿料時，選擇向硅片I的整個背光面印刷化學腐蝕漿料時，并且印刷化學性腐蝕漿料后將硅片I在室溫溫度下烘干3min，最后采用30°C的水溶液清洗，即可完成刻蝕。步驟S105 :去除硅片上的摻雜玻璃層；通過該步驟可以將硅片I表面在擴散時形成的摻雜玻璃層去除。步驟S106 :在硅片的受光面上進行鍍膜；在硅片I的受光面2上進行鍍膜，該膜的作用是減小陽光的反射，最大限度地利用太陽能。在本發(fā)明實施例中，米用 PECVD(Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition,等離子體增強化學氣相沉積法)在硅片I上形成減反射膜。如圖6所示，圖中9為減反射膜。另外，采用PECVD只是本發(fā)明的一個實施例，不應構(gòu)成對本發(fā)明的限制，在本發(fā)明其他實施例中，鍍膜方法還可以采用本領域技術人員所熟知的其他方法。步驟S107 :在鍍膜后的硅片上印刷電極及背電場；在本發(fā)明實施例中，可以采用絲網(wǎng)印刷將背光面電極、受光面電極以及背光面電場印刷在硅片I上。圖7為絲網(wǎng)印刷后的硅片的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中10為孔背面電極，11為背光面電極，12為背光面電場，13為受光面電極,14為孔電極。其中，受光面電極13、孔電極14、孔背面電極10可以分開生成，三種電極可以采用同種材料，也可以采用不同材料。在本發(fā)明其他實施例中，還可以通過真空蒸發(fā)、濺射等方法將電極及電場附著在硅片I上。步驟108 :燒結(jié)。通過燒結(jié)可以使得印刷的受光面電極13、孔電極14、孔背面電極10、背光面電極11、背光面電場12與硅片I之間形成合金，使得電極與硅片之間形成歐姆接觸。通過絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)，就可以實現(xiàn)制備電極及電場。由以上步驟可見，本發(fā)明實施例提供的該背接觸晶體硅太陽能電池片制造方法，在對硅片的受光面邊緣刻蝕的同時，還將硅片背光面上擴散形成的發(fā)射結(jié)通過刻蝕去除掉，使得得到的太陽能電池片的背光面與導電孔之間不存在短路的導電層，即將背光面與導電孔之間的P-N結(jié)斷開，對導電孔內(nèi)的發(fā)射結(jié)形成較好的絕緣，提高了電池片并聯(lián)電阻及轉(zhuǎn)化效率。與現(xiàn)有技術相比，該方法減少了激光隔離工序，從而降低了由于激光隔離帶來的電池片漏電風險及電池片的碎片率。另外，減少激光隔離工序，使得工藝更加簡單，并減少了設備成本,有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。實施例二 請參考圖8，圖8為本實施例二提供的一種背接觸晶體硅太陽能電池片制造方法 的流程圖，如圖8所示，該方法包括以下步驟在本發(fā)明實施例中，步驟201 步驟203與實施例一中的步驟101 步驟103相同，在此不再贅述。步驟S204 :對硅片的側(cè)面、背光面及全部通孔進行刻蝕；圖9為刻蝕后的硅片的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖9所示，刻蝕后，通孔內(nèi)壁5上及側(cè)面上均無發(fā)射結(jié)。在本發(fā)明實施例中，在刻蝕時，可以將硅片I的全部側(cè)面的整個表面、整個背光面及全部通孔與化學液完全接觸，接觸的方式可以為采用HF(氟化氫)溶液完全浸潤硅片的全部側(cè)面、整個背光面及全部通孔，也可以為采用所述HF (氟化氫)溶液沖洗硅片的全部側(cè)面、整個背光面及全部通孔，或者采用噴霧的方式，本實施例優(yōu)選浸潤的方式進行刻蝕。另外，在刻蝕時，還可以采用等離子氣體對硅片I的全部側(cè)面、整個背光面及全部通孔刻蝕15min,其中等離子氣體中SF6的流量為200sccm, O2的流量為30sccm, N2的流量為300sccm，壓力選擇為50Pa，輝光功率選擇為700W?？涛g后的步驟S205 步驟S208與實施例一中的步驟105 步驟108相同，在此不再贅述，圖10為本發(fā)明實施例提供的絲網(wǎng)印刷后的硅片的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中通孔內(nèi)壁上無發(fā)射結(jié)。實施例三請參考圖11，圖11為本實施例二提供的一種背接觸晶體硅太陽能電池片制造方法的流程圖，如圖11所示，該方法包括以下步驟在本發(fā)明實施例中，步驟301 步驟303與實施例二中的步驟201 步驟203相同，在此不再贅述。步驟S304 :對硅片的側(cè)面、整個背光面及部分通孔進行刻蝕；圖12為刻蝕后的硅片的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖12所示，對通孔進行刻蝕時，選擇刻蝕沿通孔軸線方向上的一段通孔，這樣在刻蝕后，在通孔內(nèi)壁5上有局部發(fā)射結(jié)。另外在對硅片的側(cè)面上進行刻蝕時，可以選擇對硅片的全部側(cè)面的整個表面進行刻蝕，也可以對全部側(cè)面的部分表面進行刻蝕。在本發(fā)明實施例中，在刻蝕時，可以將背光面浸入化學液中一定深度，這樣就可以實現(xiàn)對側(cè)面的部分側(cè)面及部分通孔進行刻蝕?？涛g后的步驟S305 步驟S308與實施例二中的步驟205 步驟208相同，在此不再贅述，圖13為本發(fā)明實施例提供的絲網(wǎng)印刷后的硅片的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中通孔內(nèi)壁上無發(fā)射結(jié)。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，使本領域技術人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā) 明。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，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，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種背接觸晶體硅太陽能電池片制造方法，包括對開孔、制絨、擴散后的半導體基片進行刻蝕，對刻蝕后所述半導體基片進行處理后得到背接觸晶體硅太陽能電池片，其特征在于，所述刻蝕包括 對所述半導體基片的受光面邊緣和背光面進行刻蝕。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述刻蝕還包括 對所述半導體基片的通孔進行刻蝕。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，對所述半導體基片的受光面邊緣進行刻蝕還包括對所述半導體基片的側(cè)面和通孔邊緣進行刻蝕。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對所述半導體基片的通孔進行刻蝕的過程為 對整個所述通孔進行刻蝕； 或者對沿軸線方向上一段通孔進行刻蝕。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述刻蝕為采用化學劑進行刻蝕。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述化學劑為化學液、化學腐蝕漿料或等離子氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，采用化學液進行刻蝕的過程為 將所述的半導體基片的背光面與化學液完全接觸，所述的側(cè)面和通孔邊緣部分與化學液接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，采用化學腐蝕漿料進行刻蝕的過程為 在所述半導體基片的受光面邊緣、背光面上印刷化學腐蝕漿料。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，采用等離子氣體進行刻蝕的過程為 將半導體基片的通孔、側(cè)面和背光面與等離子氣體直接接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，對刻蝕后所述硅片進行處理為 去除刻蝕后所述半導體基片上摻雜玻璃層； 在去除摻雜玻璃層后所述半導體基片的受光面上鍍膜； 在鍍膜后所述半導體基片上制備電極及背電場得到背接觸晶體硅太陽能電池片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種背接觸晶體硅太陽能電池片制造方法，包括對開孔、制絨、擴散后的半導體基片進行刻蝕，對刻蝕后所述半導體基片進行處理后得到背接觸晶體硅太陽能電池片，其中，所述刻蝕包括對所述半導體基片的受光面邊緣和背光面進行刻蝕。該方法在對硅片的受光面邊緣刻蝕的同時，還將硅片背光面上擴散形成的發(fā)射結(jié)通過刻蝕去除掉，使得到的太陽能電池片的背光面與導電孔之間不存在短路的導電層。與現(xiàn)有技術相比，該方法減少了激光隔離工序，從而降低了由于激光隔離帶來的電池片漏電風險及電池片的碎片率。另外，減少激光隔離工序，使得工藝更加簡單，并減少了設備成本，有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號H01L31/18GK102800741SQ201110141250
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者章靈軍, 張鳳, 吳堅, 王栩生 申請人:蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司