專利名稱：一種背接觸太陽能電池的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背接觸太陽能電池的制備方法，屬于太陽電池領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
常規(guī)的化石燃料日益消耗殆盡，在現(xiàn)有的 可持續(xù)能源中，太陽能無疑是一種最清潔、最普遍和最有潛力的替代能源。目前，在所有的太陽能電池中，晶體硅太陽能電池是得到大范圍商業(yè)推廣的太陽能電池之一，這是由于硅材料在地殼中有著極為豐富的儲(chǔ)量，同時(shí)硅太陽能電池相比其他類型的太陽能電池，有著優(yōu)異的電學(xué)性能和機(jī)械性能。因此，晶體硅太陽電池在光伏領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位。高效化是目前晶體硅太陽電池的發(fā)展趨勢，通過改進(jìn)表面織構(gòu)化、選擇性發(fā)射結(jié)、前表面和背表面的鈍化，激光埋柵等技術(shù)來提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率，但由于其需要特殊的設(shè)備和復(fù)雜的工藝流程，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程受到制約。目前，背接觸硅太陽電池(MWT太陽電池)受到了大家的廣泛關(guān)注，其優(yōu)點(diǎn)在于其正面沒有主柵線，減少了電池片的遮光，提高了電池片的轉(zhuǎn)換效率，在制作組件時(shí)，可以減少焊帶對電池片的遮光影響，同時(shí)采用新的封裝方式可以降低電池片的串聯(lián)電阻，減小電池片的功率損失。傳統(tǒng)的背接觸太陽能電池的制備方法主要有2種。一種方法為制絨、單面擴(kuò)散制結(jié)、邊緣和背面刻蝕、清洗、鍍膜、打孔、印刷、燒結(jié)；該方法形成的MWT結(jié)構(gòu)的孔內(nèi)和背面沒有發(fā)射結(jié)，因而不需要額外的P-N絕緣工藝，但該方法中的孔金屬電極漿料容易在孔壁和背面孔周圍形成漏電，對孔金屬電極漿料的選擇受到較大的限制。另外一種方法為打孔、制絨、雙面擴(kuò)散、邊緣刻蝕、清洗、鍍膜、印刷、燒結(jié)；由于先打孔后擴(kuò)散，孔內(nèi)具有發(fā)射結(jié)，因而需要在硅片的背面做絕緣處理，目前一般采用激光絕緣，以實(shí)現(xiàn)P-N的斷開，然而，該方法由于加入了激光處理的步驟，工序復(fù)雜，此外，硅片還會(huì)由于激光的作用而導(dǎo)致碎片率增力口，大大增大了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種背接觸太陽能電池的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種背接觸太陽能電池的制備方法，包括如下步驟
(1)在娃片上開孔；
(2)清洗硅片表面，去除損傷層，在硅片的正面和背面進(jìn)行制絨；
(3)雙面擴(kuò)散，在硅片正面和反面形成擴(kuò)散層和雜質(zhì)玻璃層；
(4)在硅片背面的開窗區(qū)域印刷腐蝕性漿料，去除雜質(zhì)玻璃層；
所述開窗區(qū)域?yàn)楣杵趁娴某丝椎闹車鷧^(qū)域之外的區(qū)域；
(5)將硅片放入清洗液中，去除腐蝕性漿料；
(6)將上述硅片放入腐蝕液中，腐蝕去除硅片背面的開窗區(qū)域的擴(kuò)散層，同時(shí)進(jìn)行拋
光；(7)將硅片放入清洗液中，去除硅片正面和背面剩余的雜質(zhì)玻璃層；
(8)在硅片的正面設(shè)置鈍化減反射膜；
(9)在孔內(nèi)設(shè)置孔金屬電極；印刷正面電極、背電極和背電場，燒結(jié)，即可得到背接觸太陽能電池。上文中，所述硅片可以是P型硅片，此時(shí)，后續(xù)的擴(kuò)散為磷擴(kuò)散，雜質(zhì)玻璃層為磷娃玻璃層。所述步驟(4)中硅片背面的孔的周圍區(qū)域是指硅片背面以開孔的孔中心為圓心的2"!Omm的范圍內(nèi)的正方形、圓形、三角形或任意形狀的區(qū)域。所述步驟(6)中，腐蝕液同時(shí)起到腐蝕去除擴(kuò)散層和拋光的作用，將硅片背面的開窗區(qū)域的擴(kuò)散層和絨面去除，形成平整的平面。 優(yōu)選的，所述孔金屬電極的背表面積小于等于硅片背面的孔的周圍區(qū)域；這樣可以便于孔金屬電極的對位。上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中的雙面擴(kuò)散包括如下步驟
(a)通源擴(kuò)散擴(kuò)散溫度為80(Tl000°C，擴(kuò)散時(shí)間為1(T100min，小氮流量為300^3000 L/min，氧氣流量為 300 3000 L/min，大氮流量為 1000 30000 L/min ；
(b)大氧推進(jìn)推進(jìn)溫度為70(Tl000°C，氧氣流量為300 30000L/min，大氮流量為0^30000 L/min，時(shí)間為 10 100 min ；
形成的雜質(zhì)玻璃層的厚度為2(T200 nm。上述技術(shù)方案中，所述步驟(5)中的腐蝕液為四甲基氫氧化銨水溶液，四甲基氫氧化銨的質(zhì)量濃度為10% 30%，腐蝕的溫度為5(Tl00°C，腐蝕時(shí)間1(T1000 s，腐蝕深度I 20微米。與之相應(yīng)的另一種技術(shù)方案，一種背接觸太陽能電池的制備方法，包括如下步驟
(1)在硅片的正面和背面進(jìn)行制絨；
(2)在娃片上開孔；
(3)雙面擴(kuò)散，在硅片正面和反面形成擴(kuò)散層和雜質(zhì)玻璃層；
(4)在硅片背面的開窗區(qū)域印刷腐蝕性漿料，去除雜質(zhì)玻璃層；
所述開窗區(qū)域?yàn)楣杵趁娴某丝椎闹車鷧^(qū)域之外的區(qū)域；
(5)將硅片放入清洗液中，去除腐蝕性漿料；
(6)將上述硅片放入腐蝕液中，腐蝕去除硅片背面的開窗區(qū)域的擴(kuò)散層，同時(shí)進(jìn)行拋
光;
(7)將硅片放入清洗液中，去除硅片正面和背面剩余的雜質(zhì)玻璃層；
(8)在硅片的正面設(shè)置鈍化減反射膜；
(9)在孔內(nèi)設(shè)置孔金屬電極；印刷正面電極、背電極和背電場，燒結(jié)，即可得到背接觸太陽能電池。上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中的雙面擴(kuò)散包括如下步驟
(a)通源擴(kuò)散擴(kuò)散溫度為80(Tl000°C，擴(kuò)散時(shí)間為1(T100min，小氮流量為300^3000 L/min，氧氣流量為 300 3000 L/min，大氮流量為 1000 30000 L/min ；
(b)大氧推進(jìn)推進(jìn)溫度為70(Tl000°C，氧氣流量為300 30000L/min，大氮流量為0 30000 L/min，時(shí)間為 10 100 min ；
形成的雜質(zhì)玻璃層的厚度為2(T200 nm。上述技術(shù)方案中，所述步驟￠)中的腐蝕液為四甲基氫氧化銨水溶液，四甲基氫氧化銨的質(zhì)量濃度為10% 30%，腐蝕的溫度為5(Tl00°C，腐蝕時(shí)間1(T1000 s，腐蝕深度I 20微米。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)
I.本發(fā)明采用了先打孔后擴(kuò)散的方法，孔具有發(fā)射結(jié)，因而對孔金屬電極漿料的選擇范圍較大，且大大減少了漏電情況；同時(shí)，采用雙面擴(kuò)散，配合開窗腐蝕的方法去除背面部分區(qū)域的雜質(zhì)玻璃層，再將硅片放入腐蝕液內(nèi)將上述區(qū)域的絨面和擴(kuò)散層去除，在開窗區(qū)域形成平整的平面，而孔的周圍區(qū)域保留擴(kuò)散層，背面實(shí)現(xiàn)P-N的斷開而得到絕緣，取得了簡化工序和提聞效率的雙重目的。
2.本發(fā)明的制備方法工藝簡單，易于操作；由其制得的背接觸太陽能電池具有良好的電性能，其光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)19. 5%以上。


圖1飛是本發(fā)明實(shí)施例一的制備過程示意圖。其中，I、硅片；2、絨面；3、磷擴(kuò)散層；4、通孔；5、減反射膜；6、正面電極；7、背電極；8、孔金屬電極；9、背電場。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
實(shí)施例一
參見圖I飛所示，一種背接觸太陽能電池的制備方法，包括如下步驟
(1)采用P型硅片1，打孔，形成通孔4，參見圖I所示；
(2)清洗硅片表面，去除P型硅片表面損傷層，制絨，在硅片的正面和背面上均形成絨面2,參見圖2所示；
(3)將上述硅片放入擴(kuò)散爐中進(jìn)行雙面磷擴(kuò)散，硅片雙面均為擴(kuò)散面，在硅片雙面形成磷硅玻璃層和磷擴(kuò)散層3，參見圖3所示；
上述雙面擴(kuò)散包括如下步驟
(a)通源擴(kuò)散擴(kuò)散溫度為850°C，擴(kuò)散時(shí)間為15min，小氮流量為1000 L/min，氧氣流量為800 L/min，大氮流量為22000 L/min ；
(b)大氧推進(jìn)推進(jìn)溫度從850°C勻速降至800°C，氧氣流量為10000L/min，大氮流量為 12000 L/min，時(shí)間為 30 min ；
形成的雜質(zhì)玻璃層的厚度為100 nm
(4)在硅片背面的開窗區(qū)域印刷腐蝕性漿料，去除磷硅玻璃層；所述開窗區(qū)域?yàn)楣杵趁娴某丝椎闹車鷧^(qū)域以外的區(qū)域；
所述孔的周圍區(qū)域是指硅片背面以開孔的孔中心為圓心的flOmm的范圍內(nèi)的正方形、圓形、三角形或任意形狀的區(qū)域；
(5)清洗硅片表面，去除腐蝕性漿料；(6)將上述硅片放入四甲基氫氧化銨水溶液(TMAH溶液)中，腐蝕去除上述開窗區(qū)域的磷擴(kuò)散層，四甲基氫氧化銨的質(zhì)量濃度為25%，溫度90°C，時(shí)間30(T500s，腐蝕深度1 10微米；參見圖4所示；
(7)清洗硅片表面，去除硅片正面和背面剩余的雜質(zhì)玻璃層；
(8)在硅片的正面設(shè)置鈍化減反射膜5，參見圖5所示；
(9)在孔內(nèi)設(shè)置孔金屬電極8，絲網(wǎng)印刷正面電極6、背電極7和背電場9，燒結(jié)，即可得到背接觸太陽能電池，參見圖6所示。
權(quán)利要求
1.一種背接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)在娃片上開孔； (2)清洗硅片表面，去除損傷層，在硅片的正面和背面進(jìn)行制絨； (3)雙面擴(kuò)散，在硅片正面和反面形成擴(kuò)散層和雜質(zhì)玻璃層； (4)在硅片背面的開窗區(qū)域印刷腐蝕性漿料，去除雜質(zhì)玻璃層； 所述開窗區(qū)域?yàn)楣杵趁娴某丝椎闹車鷧^(qū)域之外的區(qū)域； (5)將硅片放入清洗液中，去除腐蝕性漿料； (6)將上述硅片放入腐蝕液中，腐蝕去除硅片背面的開窗區(qū)域的擴(kuò)散層，同時(shí)進(jìn)行拋光; (7)將硅片放入清洗液中，去除硅片正面和背面剩余的雜質(zhì)玻璃層； (8)在硅片的正面設(shè)置鈍化減反射膜； (9)在孔內(nèi)設(shè)置孔金屬電極；印刷正面電極、背電極和背電場，燒結(jié)，即可得到背接觸太陽能電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的背接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中的雙面擴(kuò)散包括如下步驟 (a)通源擴(kuò)散擴(kuò)散溫度為80(Tl000°C，擴(kuò)散時(shí)間為1(Γ100min，小氮流量為300^3000 L/min，氧氣流量為 300 3000 L/min，大氮流量為 1000 30000 L/min ； (b)大氧推進(jìn)推進(jìn)溫度為70(Tl000°C，氧氣流量為300 30000L/min，大氮流量為0 30000 L/min，時(shí)間為 10 100 min ； 形成的雜質(zhì)玻璃層的厚度為2(T200 nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的背接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于所述步驟(6)中的腐蝕液為四甲基氫氧化銨水溶液，四甲基氫氧化銨的質(zhì)量濃度為109Γ30%，腐蝕的溫度為5(Tl00°C，腐蝕時(shí)間10 1000 S，腐蝕深度Γ20微米。
4.一種背接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)在硅片的正面和背面進(jìn)行制絨； (2)在娃片上開孔； (3)雙面擴(kuò)散，在硅片正面和反面形成擴(kuò)散層和雜質(zhì)玻璃層； (4)在硅片背面的開窗區(qū)域印刷腐蝕性漿料，去除雜質(zhì)玻璃層； 所述開窗區(qū)域?yàn)楣杵趁娴某丝椎闹車鷧^(qū)域之外的區(qū)域； (5)將硅片放入清洗液中，去除腐蝕性漿料； (6)將上述硅片放入腐蝕液中，腐蝕去除硅片背面的開窗區(qū)域的擴(kuò)散層，同時(shí)進(jìn)行拋光; (7)將硅片放入清洗液中，去除硅片正面和背面剩余的雜質(zhì)玻璃層； (8)在硅片的正面設(shè)置鈍化減反射膜； (9)在孔內(nèi)設(shè)置孔金屬電極；印刷正面電極、背電極和背電場，燒結(jié)，即可得到背接觸太陽能電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的背接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中的雙面擴(kuò)散包括如下步驟 (a)通源擴(kuò)散擴(kuò)散溫度為80(Tl000°C，擴(kuò)散時(shí)間為1(Γ100 min，小氮流量為300^3000 L/min，氧氣流量為 300 3000 L/min，大氮流量為 1000 30000 L/min ； (b)大氧推進(jìn)推進(jìn)溫度為70(Tl000°C，氧氣流量為300 30000 L/min，大氮流量為0 30000 L/min，時(shí)間為 10 100 min ； 形成的雜質(zhì)玻璃層的厚度為2(T200 nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的背接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于所述步驟(6)中的腐蝕液為四甲基氫氧化銨水溶液，四甲基氫氧化銨的質(zhì)量濃度為109Γ30%，腐蝕的溫度為5(Tl00°C，腐蝕時(shí)間10 1000 S，腐蝕深度Γ20微米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種背接觸太陽能電池的制備方法，包括如下步驟(1)開孔；(2)制絨；(3)雙面擴(kuò)散；(4)在硅片背面的開窗區(qū)域印刷腐蝕性漿料，去除雜質(zhì)玻璃層；(5)清洗；(6)將硅片放入腐蝕液中，去除硅片背面的開窗區(qū)域的擴(kuò)散層，同時(shí)拋光；(7)清洗去除硅片正面和背面剩余的雜質(zhì)玻璃層；(8)設(shè)置減反射膜；(9)設(shè)置孔金屬電極；印刷正面電極、背電極和背電場，燒結(jié)，得到背接觸太陽能電池。本發(fā)明采用了先打孔后擴(kuò)散的方法，孔內(nèi)具有發(fā)射結(jié)，對孔金屬電極漿料的選擇范圍較大；在開窗區(qū)域去除擴(kuò)散層，并形成平整的表面，孔周圍區(qū)域保留擴(kuò)散層，背面實(shí)現(xiàn)P-N的斷開而得到絕緣，具有簡化工序和提高效率的雙重目的。
文檔編號H01L31/18GK102820375SQ20121028802
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月14日
發(fā)明者萬松博, 王栩生, 章靈軍 申請人:蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司, 阿特斯(中國)投資有限公司