一種高效率太陽能電池的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效率太陽能電池的制備方法，該高效率太陽能電池的制備方法包括以下步驟：清洗制絨；三氯氧磷液態(tài)源擴(kuò)散；干法刻蝕；去除PSG，清洗液配制；減反射膜制備-PECVD；絲網(wǎng)印刷，背電極印刷，1號烘箱，背電場印刷，2號烘箱，正電極印刷，燒結(jié)，測試分選；組件，電池片分選、單片焊接、串聯(lián)焊接、疊層、層壓、裝框、清洗、電性能測試、包裝入庫。本發(fā)明通過POCl3液態(tài)源擴(kuò)散方法具有生產(chǎn)效率較高，得到PN結(jié)均勻、平整和擴(kuò)散層表面良好。本發(fā)明的工藝成品率較高，產(chǎn)生的缺陷和位錯較少，形成的歐姆接觸，接觸電阻小，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，純度適當(dāng)，化學(xué)穩(wěn)定性好。
【專利說明】一種高效率太陽能電池的制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高效率太陽能電池的制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]晶體娃太陽電池的效率主要取決于三個方面-吸光量，光電量子效率和光電子
的收集效率。其中，光電量子效率是描述被太陽電池吸收的光子轉(zhuǎn)換成電子的比率。提高晶體硅太陽電池的效率則必須要同時提高吸光量，光電轉(zhuǎn)換效率和收集效率。絨面制備是降低光的反射率，增大吸光量的有效手段，消除PN結(jié)的復(fù)合中心能夠有效提高光電量子效率，而晶體硅電池的缺陷、雜質(zhì)、電阻率和PN結(jié)的特性等對光電子收集效率有重要影響。
[0003]多晶硅的特點(diǎn)是含有較多的晶界。晶粒間界的存在對制絨以及后道擴(kuò)散，鈍化和金屬化都有很大的影響。如在絨面制備過程中，晶界的缺陷和雜質(zhì)會加快腐蝕反應(yīng)速率，因此在晶界處易出現(xiàn)過腐蝕，導(dǎo)致成品率下降及二次缺陷(孔蝕現(xiàn)象)。晶粒間界處磷的擴(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)大于晶粒，由此導(dǎo)致在整個電池中磷濃度的分布不均，將直接影響鈍化和正面金屬化的歐姆接觸。
[0004]然而傳統(tǒng)的工藝流程制備的太陽能電池吸收太陽光的效率較低，且制造成本高。本發(fā)明提供的制備工藝生產(chǎn)的太陽能電池效率高，且制造成本較低，是未來發(fā)展的趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種高效率太陽能電池的制備方法，旨在解決現(xiàn)有的太陽能電池生產(chǎn)存在的太陽光效率較低，制造成本高的問題。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高效率太陽能電池的制備方法，該高效率太陽能電池的制備方法包括以下步驟:
步驟一，清洗制絨，首先領(lǐng)料，然后保持片盒干凈，片盒底墊上海綿進(jìn)行插片，將已插好硅片的片盒整齊、有序的裝入包塑的不銹鋼花籃中，片盒之間有相應(yīng)的間隔；硅片插完后，取掉片盒底部的海綿，扣好壓條；分別加入異丙醇、添加劑、HF酸、HCl進(jìn)行脫水、去金屬離子，最后配槽，制絨清洗，甩干；
步驟二，三氯氧磷液態(tài)源擴(kuò)散:清洗、飽和、升溫、裝片、進(jìn)爐、穩(wěn)定、通氧氣、通源、吹氮、出爐、卸片、檢驗(yàn)；
步驟三，干法刻蝕，首先，母體分子CF4在高能量的電子的碰撞作用下分解成多種中性基團(tuán)或離子，以及離子，活性粒子由于擴(kuò)散或者在電場作用下到達(dá)表面，并在表面上摻入O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；
步驟四，去除PSG，清洗液配制，裝片，開機(jī)，投片清洗，甩干；
步驟五，減反射膜制備-PECVD，石墨舟及硅片準(zhǔn)備，管內(nèi)充氮?dú)?，進(jìn)舟，抽真空、壓力測試，NH3預(yù)清理和檢查，管路抽真空、測漏、恒溫，NH3清理，鍍膜，抽真空、壓力測試,清管路、充氮?dú)猓酥郏?br> 步驟六，絲網(wǎng)印刷，背電極印刷，I號烘箱，背電場印刷，2號烘箱，正電極印刷，燒結(jié)，測試分選；
步驟七，組件，電池片分選、單片焊接、串聯(lián)焊接、疊層、層壓、裝框、清洗、電性能測試、包裝入庫。
[0007]進(jìn)一步，制絨的化學(xué)方程式為:Si+2Na0H+H20 - Na2SiO3 +2?丨，為各向異性反應(yīng)，溫度范圍為75°C~90°C，制絨包括金字塔的成核及長大過程。
[0008]進(jìn)一步，步驟二的具體方法為:
第一步，清洗，初次擴(kuò)散前，擴(kuò)散爐石英舟首先連接TCA裝置，當(dāng)爐溫升至設(shè)定溫度，以設(shè)定流量通TCA 60分鐘清洗石英管，清洗結(jié)束后，將石英管連接擴(kuò)散源瓶，待擴(kuò)散；正常生產(chǎn)時，每周進(jìn)行兩次TCA清洗，時間30分鐘；清洗開始時，先開O2，再開TCA ;清洗結(jié)束后，先關(guān)TCA,再關(guān)O2 ； 第二步，飽和:如果不連續(xù)生產(chǎn)，則每天正式生產(chǎn)前，須對石英管進(jìn)行飽和，即正式的擴(kuò)散工藝，把石英舟放入石英管，進(jìn)行一次擴(kuò)散，爐溫升至設(shè)定溫度時，以設(shè)定流量通小N2和
O2,使石英管飽和，20分鐘后，關(guān)閉小N2和O2 ;初次擴(kuò)散前或停產(chǎn)一段時間以后恢復(fù)生產(chǎn)時，需使石英管在950°C通源飽和I小時以上；
第三步，打開大N2，調(diào)節(jié)氣體流量到指定數(shù)，然后開始使?fàn)t子升溫，升到880°C ^900oC，裝片整個擴(kuò)散從升溫到出爐一直通大N2 ；
第四步，戴好防護(hù)口罩和干凈的塑料手套，將清洗甩干的硅片從傳遞窗口取出，放在潔凈臺上，用teflon夾子依次將硅片從硅片盒中取出，雙面擴(kuò)散一個槽插入一片，單面擴(kuò)散一個槽插入背靠背兩片；
第五步，用舟叉將裝滿硅片的石英舟放在碳化硅臂漿上，保證平穩(wěn)，由步進(jìn)電機(jī)緩緩?fù)迫霐U(kuò)散爐，進(jìn)爐的時間控制在5分鐘；
第六步，穩(wěn)定爐管，使?fàn)t管內(nèi)溫度達(dá)到工藝設(shè)定值，管內(nèi)氣體趨于穩(wěn)定；
第七步，通氧氣:穩(wěn)定時通入定量氧氣，使硅片表面形成一層SiO2，使擴(kuò)散速度更均勻，前氧適用于多晶工藝；
第八步，通源，待爐管溫度均升到設(shè)定溫度，通入小氮，攜帶磷源的少量氮?dú)饧把鯕猓O(shè)定氣體流量及通入時間，通源是磷在硅片表面擴(kuò)散的過程，小氮的氣體壓力小于3.5KG，控制在2KG以下；
第九步，吹氮，通源指定時間后，關(guān)閉小氮，通入大氮，進(jìn)行驅(qū)入，驅(qū)入是磷向硅片內(nèi)部擴(kuò)散，擴(kuò)結(jié)深，同時降低表面濃度，驅(qū)入時通入定量氧氣，可與管內(nèi)殘留的磷源充分反應(yīng)，并可與管內(nèi)的五氯化磷反應(yīng)，避免腐蝕硅片表面；
第十步，出爐檢驗(yàn)，驅(qū)入指定時間后，將碳化硅臂槳退出爐管，待石英舟冷卻用石英舟叉抬下，從爐口到爐尾的順序均勻抽取六片硅片進(jìn)行方阻測試，檢驗(yàn)合格后可卸片，不合格返工。
[0009]進(jìn)一步，在步驟四的具體方法為:
第一步，清洗液配制，將各槽中破損硅片雜質(zhì)清除，用去離子水將各槽壁沖洗干凈，I號槽中注入一半深度的去離子水，加入氫氟酸，再注入去離子水至溢流口下邊緣，向2號槽中注滿去尚子水；
第二步，裝片，經(jīng)等離子刻蝕過的硅片，經(jīng)檢驗(yàn)合格后插入承片盒，經(jīng)過磷擴(kuò)散處理的表面，面向承片盒的背面放置，嚴(yán)禁裝反；每盒25片，裝入包塑不銹鋼提籃； 第三步，開機(jī)，打開電源、壓縮空氣、氮?dú)夂腿ルx子水，設(shè)定I槽時間I分鐘，2槽時間6分鐘；
第四步，投片清洗，將裝滿硅片的包塑不銹鋼提籃推至O號位，按下控制板上自動運(yùn)行按鈕，設(shè)備即開始自動運(yùn)行；
第五步，甩干，打開離心干燥機(jī)的電源、壓縮空氣、氮?dú)夂腿ルx子水，將裝有硅片的承片盒放入離心干燥機(jī)，按照設(shè)備操作規(guī)程進(jìn)行離心干燥；當(dāng)硅片從I號槽氫氟酸中提起時，觀察表面是否脫水，如果脫水，則表明磷硅玻璃已去除干凈；如果表面還沾有水珠，則表明磷硅玻璃未被去除干凈；甩干后，抽取兩片硅片，在燈光下目測:表面干燥，無水跡及其它污點(diǎn)。
[0010]進(jìn)一步，在步驟五中，工藝氣體為SiH4和NH3，反應(yīng)方程式為4NH3+3SiH4=Si3N4+12H2。
[0011]進(jìn)一步,在步驟六中:
背電極印刷:為電池片提供物理上的正電極；
I號烘箱:干燥硅片，保障下步印刷時已印刷的背電極免遭破壞；
背電場印刷:重新?lián)诫s，去電池片背面PN結(jié)，減少載流子，增大開壓；
2號烘箱:保障正電極印刷時背電場免遭破壞；
正電極印刷:搜集光生電流，提供電池片物理上的負(fù)電極；
燒結(jié):干燥硅片上的漿料，燃盡漿料的有機(jī)組分，使?jié){料和硅片，形成良好的歐姆接
觸；
測試分選:根據(jù)電池片效率和短路電流進(jìn)行分選，為組件車間更好地生產(chǎn)高效率電池組件；
銀鋁漿是由銀粉，鋁粉，無機(jī)添加物和有機(jī)載體組成；使用前攪拌45分鐘，攪拌均勻后使用；有良好的歐姆接觸特性和焊接性能，附著性好；在印刷圖形完好時，印刷頭壓力在范圍內(nèi)盡可能的??；
背面Al漿電極印刷參數(shù):絲網(wǎng)材質(zhì):不銹鋼絲網(wǎng)；目數(shù):320目；絲直徑:23?28 y m ;絲網(wǎng)厚度膜厚膜和絲網(wǎng)總厚度:60?63 y m ;
背電場印刷和相關(guān)參數(shù):鋁漿由鋁粉，無機(jī)添加物和有機(jī)載體組成；使用前先攪拌15分鐘，均勻后使用；會根據(jù)漿料的粘稠度、網(wǎng)版性能、背面場印刷量做出調(diào)整。
[0012]進(jìn)一步，在步驟七中:
電池片分選:將不符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的電池片分選出，并將符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的電池片按一個組件72片放置在周轉(zhuǎn)盒內(nèi)為下一道工序做準(zhǔn)備；
單片焊接，將涂錫銅帶焊接在電池片的主柵線上，采用了先預(yù)熱再焊接，需用72片125*125mm的電池片；
串聯(lián)焊接:將12片電池片正負(fù)極串焊在一起；
疊層:將電池串繼續(xù)進(jìn)行電路連接，用玻璃、EVA膠膜、TPT背板將電池片保護(hù)起來； 層壓:利用組件封裝機(jī)將電池片和玻璃、EVA膠膜、TPT背板粘結(jié)融合在一起；
裝框:用鋁邊框保護(hù)玻璃的四邊，并用太陽能專用硅膠密封保證組件在惡劣的環(huán)境下沒有異物和水分進(jìn)入組件內(nèi)部保證使用壽命；
清洗:將組件表面上的硅膠和別的贓物用酒精清洗掉；電性能測試:利用太陽能模擬測試儀測試出標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下組件的最大輸出功率；
包裝:將兩塊組件包裝在一個紙箱里，一個托盤上放19包紙箱。
[0013]本發(fā)明提供的高效率太陽能電池的制備方法，通過POCljf態(tài)源擴(kuò)散方法具有生產(chǎn)效率較高，得到PN結(jié)均勻、平整和擴(kuò)散層表面良好。本發(fā)明的工藝成品率較高，產(chǎn)生的缺陷和位錯較少，形成的歐姆接觸，接觸電阻小，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，純度適當(dāng)，化學(xué)穩(wěn)定性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的高效率太陽能電池的制備方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的高效率太陽能電池的制備方法包括以下步驟:
5101:清洗制絨，首先領(lǐng)料，然后保持片盒干凈，片盒底墊上海綿進(jìn)行插片，將已插好硅片的片盒整齊、有序的裝入包塑的不銹鋼花籃中，片盒之間有相應(yīng)的間隔；硅片插完后，取掉片盒底部的海綿，扣好壓條；分別加入異丙醇、添加劑、HF酸、HCl進(jìn)行脫水、去金屬離子，最后配槽，制絨清洗，甩干；· 5102:三氯氧磷(POCl3)液態(tài)源擴(kuò)散:清洗、飽和、升溫、裝片、進(jìn)爐、穩(wěn)定、通氧氣、通源(P0C13)、吹氮、出爐、卸片、檢驗(yàn)；
5103:干法刻蝕，首先，母體分子CF4在高能量的電子的碰撞作用下分解成多種中性基團(tuán)或離子，以及它們的離子，這些活性粒子由于擴(kuò)散或者在電場作用下到達(dá)表面，并在表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(摻入O2，提高刻蝕速率)；
5104:去除PSG，清洗液配制，裝片，開機(jī)，投片清洗，甩干；
5105:減反射膜制備-PECVD:石墨舟及硅片準(zhǔn)備，管內(nèi)充氮?dú)?，進(jìn)舟，抽真空、壓力測試，NH3預(yù)清理和檢查，管路抽真空、測漏、恒溫，NH3清理，鍍膜，抽真空、壓力測試,清管路、充氮?dú)?，退舟?br> 5106:絲網(wǎng)印刷，背電極印刷，I號烘箱，背電場印刷，2號烘箱，正電極印刷，燒結(jié)，測試分選；
S107:組件，電池片分選、單片焊接、串聯(lián)焊接、疊層、層壓、裝框、清洗、電性能測試、包裝入庫。
[0018]在步驟SlOl中，單晶硅絨面(堿制絨):Si+2Na0H+H20 — Na2SiO3 +2? f此反應(yīng)為各向異性反應(yīng)，也是形成金字塔絨面的原因；
制絨溫度范圍為75V~90°C，制絨包括金字塔的成核及長大過程，因此制絨時間對絨面的形貌及硅片腐蝕量均有重要影響。經(jīng)去除損傷層，硅片表面留下了許多淺的準(zhǔn)方形腐蝕坑；1分鐘后，金字塔如雨后春筍，零星的冒出了頭；5分鐘后，硅片表面基本被小金字塔覆蓋，少數(shù)已開始長大，稱絨面初期形成為金字塔“成核”；10分鐘后，密布的金字塔絨面已經(jīng)形成，只是大小不均勻，反射率也降到了比較低的水平；隨時間延長，金字塔向外擴(kuò)張兼并，體積逐漸膨脹，尺寸趨于均勻。隨制絨時間進(jìn)一步延長，絨面結(jié)構(gòu)均勻性反而下降。
[0019]在步驟S102中，完成表面制絨后，硅片要利用高溫?cái)U(kuò)散來形成P-N 二極管。由于一般的太陽電池使用P型硅片做襯底，所以后續(xù)使用磷擴(kuò)散來形成P-N 二極管，由于為高溫操作，對金屬離子的污染必須注意，POCl3是目前磷擴(kuò)散用得較多的一種雜質(zhì)源。
[0020]在步驟S102中:
1)清洗:初次擴(kuò)散前，擴(kuò)散爐石英舟首先連接TCA裝置，當(dāng)爐溫升至設(shè)定溫度，以設(shè)定流量通TCA 60分鐘清洗石英管，清洗結(jié)束后，將石英管連接擴(kuò)散源瓶，待擴(kuò)散；正常生產(chǎn)時，每周進(jìn)行兩次TCA清洗，時間30分鐘；(清洗開始時，先開O2，再開TCA ;清洗結(jié)束后，先關(guān)TCA,再關(guān)O2)；
2)飽和:如果不連續(xù)生產(chǎn)，則每天正式生產(chǎn)前，須對石英管進(jìn)行飽和，即正式的擴(kuò)散工藝，把石英舟放入石英管，進(jìn)行一次擴(kuò)散，爐溫升至設(shè)定溫度時，以設(shè)定流量通小N2 (攜源)和O2，使石英管飽和，20分鐘后，關(guān)閉小N2和O2 ；(初次擴(kuò)散前或停產(chǎn)一段時間以后恢復(fù)生產(chǎn)時，需使石英管在950°C通源飽和I小時以上)；
3)升溫:打開大N2，調(diào)節(jié)氣體流量 到指定數(shù)，然后開始使?fàn)t子升溫，升到880°C^900oC,裝片整個擴(kuò)散全過程中(從升溫到出爐)一直通大N2 ；
4)裝片:戴好防護(hù)口罩和干凈的塑料手套，將清洗甩干的硅片從傳遞窗口取出，放在潔凈臺上，用teflon夾子依次將硅片從硅片盒中取出，雙面擴(kuò)散一個槽插入一片，單面擴(kuò)散一個槽插入背靠背兩片；
5)進(jìn)爐:用舟叉將裝滿硅片的石英舟放在碳化硅臂漿上，保證平穩(wěn)，由步進(jìn)電機(jī)緩緩?fù)迫霐U(kuò)散爐，進(jìn)爐的時間控制在5分鐘左右；
6)穩(wěn)定:穩(wěn)定爐管，使?fàn)t管內(nèi)溫度達(dá)到工藝設(shè)定值，管內(nèi)氣體趨于穩(wěn)定；
7)通氧氣:穩(wěn)定時通入定量氧氣，使硅片表面形成一層SiO2，使擴(kuò)散速度更均勻，前氧適用于多晶工藝；
8)通源(POCl3):待爐管溫度均升到設(shè)定溫度，通入小氮(攜帶磷源的少量氮?dú)?及氧氣，設(shè)定氣體流量及通入時間，通源是磷在硅片表面擴(kuò)散的過程，小氮的氣體壓力不能超過
3.5KG，一般控制在2KG以下；
9)吹氮:通源指定時間后，關(guān)閉小氮，通入大氮，進(jìn)行驅(qū)入，驅(qū)入是磷向硅片內(nèi)部擴(kuò)散，擴(kuò)結(jié)深，同時降低表面濃度，驅(qū)入時通入定量氧氣，可與管內(nèi)殘留的磷源充分反應(yīng)，并可與管內(nèi)的五氯化磷(PCl5)反應(yīng)，避免其腐蝕硅片表面；
10)出爐檢驗(yàn):驅(qū)入指定時間后，將碳化硅臂槳退出爐管，待石英舟冷卻用石英舟叉抬下，從爐口到爐尾的順序均勻抽取六片硅片進(jìn)行方阻測試，檢驗(yàn)合格后可卸片，不合格返工；
在步驟S104中:
1)清洗液配制:
將各槽中破損硅片等雜質(zhì)清除，用去離子水將各槽壁沖洗干凈，I號槽中注入一半深度的去離子水，加入若干瓶商品氫氟酸，再注入去離子水至溢流口下邊緣，向2號槽中注滿去離子水；
2)裝片: 經(jīng)等離子刻蝕過的硅片，經(jīng)檢驗(yàn)合格后插入承片盒，經(jīng)過磷擴(kuò)散處理的表面，面向承片盒的背面放置，嚴(yán)禁裝反；每盒25片，裝入包塑不銹鋼提籃；
3)開機(jī):
根據(jù)《操作規(guī)程》作業(yè)指導(dǎo)書打開電源、壓縮空氣、氮?dú)夂腿ルx子水，設(shè)定I槽時間I分鐘，2槽時間6分鐘；
4)投片清洗:
按照《磷腐槽操作規(guī)程》作業(yè)指導(dǎo)書的規(guī)定確定設(shè)備自動運(yùn)行的前提條件都得到滿足，將裝滿硅片的包塑不銹鋼提籃推至O號位，按下控制板上“自動運(yùn)行”按鈕，設(shè)備即開始自動運(yùn)行；
5)甩干:
打開離心干燥機(jī)的電源、壓縮空氣、氮?dú)夂腿ルx子水，根據(jù)下表所列工藝參數(shù)設(shè)置甩干機(jī)工作條件，將裝有硅片的承片盒放入離心干燥機(jī)，按照設(shè)備操作規(guī)程進(jìn)行離心干燥；當(dāng)硅片從I號槽氫氟酸中提起時，觀察其表面是否脫水，如果脫水，則表明磷硅玻璃已去除干凈；如果表面還沾有水珠，則表明磷硅玻璃未被去除干凈；甩干后，抽取兩片硅片，在燈光下目測:表面干燥，無水跡及其它污點(diǎn)。
[0021]在步驟S105中，工藝氣體為SiH4和NH34NH3+3SiH4=Si3N4+12H2在沉積工藝中，伴有大量的氫原子和氫離子的產(chǎn)生，使得晶片的氫鈍化性十分良好。
[0022]在步驟S106中:
I)背電極印刷:為最終電池片提供物理上的正電極；
2)1號烘箱:干燥硅片，保障下步印刷時已印刷的背電極免遭破壞；
3)背電場印刷:重新?lián)诫s，去電池片背面PN結(jié)，減少載流子，增大開壓；
4)2號烘箱:保障正電極印刷時背電場免遭破壞；
5)正電極印刷:搜集光生電流，提供電池片物理上的負(fù)電極；
6)燒結(jié):干燥硅片上的漿料，燃盡漿料的有機(jī)組分，使?jié){料和硅片，形成良好的歐姆接
觸；
7)測試分選:根據(jù)電池片效率(和短路電流)進(jìn)行分選，為組件車間更好地生產(chǎn)高效率電池組件；
銀鋁漿是由銀粉，鋁粉，無機(jī)添加物和有機(jī)載體組成；使用前攪拌約45分鐘，攪拌均勻后使用；有良好的歐姆接觸特性和焊接性能，附著性好；在印刷圖形完好時，印刷頭壓力在范圍內(nèi)盡可能的小。
[0023]背面Al漿電極印刷參數(shù):絲網(wǎng)材質(zhì):不銹鋼絲網(wǎng)；目數(shù):320目；絲直徑:23?28 u m ;絲網(wǎng)厚度:46 u m ;膜厚:15 y m ;膜和絲網(wǎng)總厚度:60?63 y m
背電場印刷和相關(guān)參數(shù):鋁漿由鋁粉，無機(jī)添加物和有機(jī)載體組成；使用前先攪拌約15分鐘，均勻后使用；上述參數(shù)會根據(jù)漿料的粘稠度、網(wǎng)版性能、背面場印刷量做出適當(dāng)調(diào)
難
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[0024]在步驟S107中，
1)電池片分選:將不符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的電池片分選出(如破片、色差片等)，并將符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的電池片按一個組件的數(shù)量(72片)放置在周轉(zhuǎn)盒內(nèi)為下一道工序做準(zhǔn)備；
2)單片焊接:將涂錫銅帶(起到引流作用)焊接在電池片的主柵線上，目前采用了先預(yù)熱再焊接的方法大大的減少了生產(chǎn)破片、虛焊和空焊，目前生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)組件需用72片125*125mm的電池片，此工序?yàn)殡姵仄拇?lián)做好準(zhǔn)備；
3)串聯(lián)焊接:目前的標(biāo)準(zhǔn)組件是將12片電池片正負(fù)極串焊在一起(與單焊一樣先預(yù)熱再焊接)，焊接的時候要求員工不虛焊、空焊和片與片間的距離一致并同時檢查是否有破片(目的保證實(shí)際功率更接近理論功率)；
4)疊層:將電池串繼續(xù)進(jìn)行電路連接(目前的標(biāo)準(zhǔn)組件是72片串聯(lián))，同時用玻璃、EVA膠膜、TPT背板將電池片保護(hù)起來；
5)層壓:利用組件封裝機(jī)將電池片和玻璃、EVA膠膜、TPT背板在一定的溫度、壓力和真空條件下粘結(jié)融合在一起；
6)裝框:用鋁邊框保護(hù)玻璃的四邊，并用太陽能專用硅膠密封保證組件在惡劣的環(huán)境下沒有異物和水分進(jìn)入組件內(nèi)部保證使用壽命，同時便于客戶的安裝；
7)清洗:將組件表面上的硅膠和別的贓物用酒精清洗掉，保證組件外觀干凈美觀；
8)電性能測試:利用太陽能模擬測試儀測試出標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下組件的最大輸出功率；
9)包裝:將兩塊組件包裝在一個紙箱里，一個托盤上放19包紙箱。
[0025]本發(fā)明的工作原理:本發(fā)明提供了一種高效率太陽能電池的制備工藝，該工藝的步驟包括:清洗制絨:首先領(lǐng)料，然后保持片盒干凈，片盒底墊上海綿進(jìn)行插片，將已插好硅片的片盒整齊、有序的裝入包塑的不銹鋼花籃中，片盒之間有相應(yīng)的間隔；硅片插完后，取掉片盒底部的海綿，扣好壓條；分別加入異丙醇、添加劑、HF酸、HCl進(jìn)行脫水、去金屬離子，最后配槽，制絨清洗，甩干；三氯氧磷(P0C13)液態(tài)源擴(kuò)散:清洗、飽和、升溫、裝片、進(jìn)爐、穩(wěn)定、通氧氣、通源(P0C13)、吹氮、出爐、卸片、檢驗(yàn)；干法刻蝕:首先，母體分子CF4在高能量的電子的碰撞作用下分解成多種中性基團(tuán)或離子，以及它們的離子，這些活性粒子由于擴(kuò)散或者在電場作用下到達(dá)表面，并在表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(摻入02，提高刻蝕速率);去除PSG:清洗液配制，裝片，開機(jī)，投片清洗，甩干；減反射膜制備-PECVD:石墨舟及硅片準(zhǔn)備，管內(nèi)充氮?dú)?，進(jìn)舟，抽真空、壓力測試，NH3預(yù)清理和檢查，管路抽真空、測漏、恒溫，NH3清理，鍍膜，抽真空、壓力測試，清管路、充氮?dú)猓酥?；絲網(wǎng)印刷:背電極印刷，I號烘箱，背電場印刷，2號烘箱，正電極印刷，燒結(jié)，測試分選；組件:電池片分選、單片焊接、串聯(lián)焊接、疊層、層壓、裝框、清洗、電性能測試、包裝入庫。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高效率太陽能電池的制備方法，其特征在于，該高效率太陽能電池的制備方法包括以下步驟: 步驟一，清洗制絨，首先領(lǐng)料，然后保持片盒干凈，片盒底墊上海綿進(jìn)行插片，將已插好硅片的片盒整齊、有序的裝入包塑的不銹鋼花籃中，片盒之間有相應(yīng)的間隔；硅片插完后，取掉片盒底部的海綿，扣好壓條；分別加入異丙醇、添加劑、HF酸、HCl進(jìn)行脫水、去金屬離子，最后配槽，制絨清洗，甩干； 步驟二，三氯氧磷液態(tài)源擴(kuò)散:清洗、飽和、升溫、裝片、進(jìn)爐、穩(wěn)定、通氧氣、通源、吹氮、出爐、卸片、檢驗(yàn)； 步驟三，干法刻蝕，首先，母體分子CF4在高能量的電子的碰撞作用下分解成多種中性基團(tuán)或離子，以及離子，活性粒子由于擴(kuò)散或者在電場作用下到達(dá)表面，并在表面上摻入O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； 步驟四，去除PSG，清洗液配制，裝片，開機(jī)，投片清洗，甩干； 步驟五，減反射膜制備-PECVD，石墨舟及硅片準(zhǔn)備，管內(nèi)充氮?dú)?，進(jìn)舟，抽真空、壓力測試，NH3預(yù)清理和檢查，管路抽真空、測漏、恒溫，NH3清理，鍍膜，抽真空、壓力測試,清管路、充氮?dú)?，退舟? 步驟六，絲網(wǎng)印刷，背電極印刷，I號烘箱，背電場印刷，2號烘箱，正電極印刷，燒結(jié)，測試分選； 步驟七，組件，電池片分選、單片焊接、串聯(lián)焊接、疊層、層壓、裝框、清洗、電性能測試、包裝入庫。
2.如權(quán)利要求1所述的高效率太陽能電池的制備方法，其特征在于，制絨的化學(xué)方程式為:Si+2Na0H+H20 — Na2SiO3 +2? t，為各向異性反應(yīng)，溫度范圍為75°C~90°C，制絨包括金字塔的成核及長大過程。
3.如權(quán)利要求1所述的高效率太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟二的具體方法為: 第一步，清洗，初次擴(kuò)散前，擴(kuò)散爐石英舟首先連接TCA裝置，當(dāng)爐溫升至設(shè)定溫度，以設(shè)定流量通TCA 60分鐘清洗石英管，清洗結(jié)束后，將石英管連接擴(kuò)散源瓶，待擴(kuò)散；正常生產(chǎn)時，每周進(jìn)行兩次TCA清洗，時間30分鐘；清洗開始時，先開O2，再開TCA ;清洗結(jié)束后，先關(guān)TCA,再關(guān)O2 ； 第二步，飽和:如果不連續(xù)生產(chǎn)，則每天正式生產(chǎn)前，須對石英管進(jìn)行飽和，即正式的擴(kuò)散工藝，把石英舟放入石英管，進(jìn)行一次擴(kuò)散，爐溫升至設(shè)定溫度時，以設(shè)定流量通小N2和O2,使石英管飽和，20分鐘后，關(guān)閉小N2和O2 ;初次擴(kuò)散前或停產(chǎn)一段時間以后恢復(fù)生產(chǎn)時，需使石英管在950°C通源飽和I小時以上； 第三步，打開大N2，調(diào)節(jié)氣體流量到指定數(shù)，然后開始使?fàn)t子升溫，升到880°C ^900oC，裝片整個擴(kuò)散從升溫到出爐一直通大N2 ； 第四步，戴好防護(hù)口罩和干凈的塑料手套，將清洗甩干的硅片從傳遞窗口取出，放在潔凈臺上，用teflon夾子依次將硅片從硅片盒中取出，雙面擴(kuò)散一個槽插入一片，單面擴(kuò)散一個槽插入背靠背兩片； 第五步，用舟叉將裝滿硅片的石英舟放在碳化硅臂漿上，保證平穩(wěn)，由步進(jìn)電機(jī)緩緩?fù)迫霐U(kuò)散爐，進(jìn)爐的時間控制在5分鐘；第六步，穩(wěn)定爐管，使?fàn)t管內(nèi)溫度達(dá)到工藝設(shè)定值，管內(nèi)氣體趨于穩(wěn)定； 第七步，通氧氣:穩(wěn)定時通入定量氧氣，使硅片表面形成一層SiO2，使擴(kuò)散速度更均勻，前氧適用于多晶工藝； 第八步，通源，待爐管溫度均升到設(shè)定溫度，通入小氮，攜帶磷源的少量氮?dú)饧把鯕猓O(shè)定氣體流量及通入時間，通源是磷在硅片表面擴(kuò)散的過程，小氮的氣體壓力小于3.5KG，控制在2KG以下; 第九步，吹氮，通源指定時間后，關(guān)閉小氮，通入大氮，進(jìn)行驅(qū)入，驅(qū)入是磷向硅片內(nèi)部擴(kuò)散，擴(kuò)結(jié)深，同時降低表面濃度，驅(qū)入時通入定量氧氣，可與管內(nèi)殘留的磷源充分反應(yīng)，并可與管內(nèi)的五氯化磷反應(yīng)，避免腐蝕硅片表面； 第十步，出爐檢驗(yàn)，驅(qū)入指定時間后，將碳化硅臂槳退出爐管，待石英舟冷卻用石英舟叉抬下，從爐口到爐尾的順序均勻抽取六片硅片進(jìn)行方阻測試，檢驗(yàn)合格后可卸片，不合格返工。
4.如權(quán)利要求1所述的高效率太陽能電池的制備方法，其特征在于，在步驟四的具體方法為: 第一步，清洗液配制，將各槽中破損硅片雜質(zhì)清除，用去離子水將各槽壁沖洗干凈，I號槽中注入一半深度的去離子水，加入氫氟酸，再注入去離子水至溢流口下邊緣，向2號槽中注滿去尚子水； 第二步，裝片，經(jīng)等離子刻蝕過的硅片，經(jīng)檢驗(yàn)合格后插入承片盒，經(jīng)過磷擴(kuò)散處理的表面，面向承片盒的背面放置，嚴(yán)禁裝反；每盒25片，裝入包塑不銹鋼提籃； 第三步，開機(jī)，打開電源、壓縮空氣、氮?dú)夂腿ルx子水，設(shè)定I槽時間I分鐘，2槽時間6分鐘； 第四步，投片清洗，將裝滿硅片的包塑不銹鋼提籃推至0號位，按下控制板上自動運(yùn)行按鈕，設(shè)備即開始自動運(yùn)行； 第五步，甩干，打開離心干燥機(jī)的電源、壓縮空氣、氮?dú)夂腿ルx子水，將裝有硅片的承片盒放入離心干燥機(jī)，按照設(shè)備操作規(guī)程進(jìn)行離心干燥；當(dāng)硅片從I號槽氫氟酸中提起時，觀察表面是否脫水，如果脫水，則表明磷硅玻璃已去除干凈；如果表面還沾有水珠，則表明磷硅玻璃未被去除干凈；甩干后，抽取兩片硅片，在燈光下目測:表面干燥，無水跡及其它污點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的高效率太陽能電池的制備方法，其特征在于，在步驟五中，工藝氣體為SiH4和NH3，反應(yīng)方程式為4NH3+3SiH4=Si3N4+12H2。
6.如權(quán)利要求1所述的高效率太陽能電池的制備方法，其特征在于，在步驟六中: 背電極印刷:為電池片提供物理上的正電極； I號烘箱:干燥硅片，保障下步印刷時已印刷的背電極免遭破壞； 背電場印刷:重新?lián)诫s，去電池片背面PN結(jié)，減少載流子，增大開壓； 2號烘箱:保障正電極印刷時背電場免遭破壞； 正電極印刷:搜集光生電流，提供電池片物理上的負(fù)電極； 燒結(jié):干燥硅片上的漿料，燃盡漿料的有機(jī)組分，使?jié){料和硅片，形成良好的歐姆接觸； 測試分選:根據(jù)電池片效率和短路電流進(jìn)行分選，為組件車間更好地生產(chǎn)高效率電池組件； 銀鋁漿是由銀粉，鋁粉，無機(jī)添加物和有機(jī)載體組成；使用前攪拌45分鐘，攪拌均勻后使用；有良好的歐姆接觸特性和焊接性能，附著性好；在印刷圖形完好時，印刷頭壓力在范圍內(nèi)盡可能的小； 背面Al漿電極印刷參數(shù):絲網(wǎng)材質(zhì):不銹鋼絲網(wǎng)；目數(shù):320目；絲直徑:23~28 ym;絲網(wǎng)厚度膜厚膜和絲網(wǎng)總厚度:60~63iim; 背電場印刷和相關(guān)參數(shù):鋁漿由鋁粉，無機(jī)添加物和有機(jī)載體組成；使用前先攪拌15分鐘，均勻后使用；會根據(jù)漿料的粘稠度、網(wǎng)版性能、背面場印刷量做出調(diào)整。
7.如權(quán)利要求1所述的高效率太陽能電池的制備方法，其特征在于，在步驟七中:電池片分選:將不符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的電池片分選出，并將符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的電池片按一個組件72片放置在周轉(zhuǎn)盒內(nèi)為下一道工序做準(zhǔn)備； 單片焊接，將涂錫銅帶焊接在電池片的主柵線上，采用了先預(yù)熱再焊接，需用72片125*125mm的電池片； 串聯(lián)焊接:將12片電池片正負(fù)極串焊在一起； 疊層:將電池串繼續(xù)進(jìn)行電路連接，用玻璃、EVA膠膜、TPT背板將電池片保護(hù)起來； 層壓:利用組件封裝機(jī)將電池片和玻璃、EVA膠膜、TPT背板粘結(jié)融合在一起； 裝框:用鋁邊框保護(hù)玻璃的四邊，并用太陽能專用硅膠密封保證組件在惡劣的環(huán)境下沒有異物和水分進(jìn)入組件內(nèi)部保證使用壽命； 清洗:將組件表面上的硅膠和別的贓物用酒精清洗掉；· 電性能測試:利用太陽能模擬測試儀測試出標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下組件的最大輸出功率； 包裝:將兩塊組件包裝在一個紙箱里，一個托盤上放19包紙箱。
【文檔編號】H01L31/18GK103594558SQ201310580774
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】王淮慶 申請人:金陵科技學(xué)院