一種Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括制絨設(shè)備、擴散爐、去磷硅玻璃清洗機、鈍化膜制備設(shè)備、刻蝕設(shè)備、透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備設(shè)備、第一印刷設(shè)備、第二印刷設(shè)備和燒結(jié)爐，所述制絨設(shè)備、擴散爐、去磷硅玻璃清洗機、鈍化膜制備設(shè)備、刻蝕設(shè)備、透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備設(shè)備、第一印刷設(shè)備、第二印刷設(shè)備和燒結(jié)爐依次連接。采用本實用新型，所述生產(chǎn)系統(tǒng)所采用設(shè)備簡單，制備方法簡單，可實施性強，適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，該生產(chǎn)系統(tǒng)所制得的Cu電極太陽能電池制造成本低，轉(zhuǎn)換效率高。
【專利說明】—種Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)晶體硅太陽能電池的制造工序包括制絨、擴散、去PSG、鍍減反膜、電極制備。電極制作是電池生產(chǎn)的最后一道工序，它承擔著收集硅片中的載流子并將其輸送至外部電路的責任，因此電極材料的選擇和制備工藝直接影響著太陽能電池的各項性能，是太陽能電池制程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。傳統(tǒng)的晶體硅太陽能電池在硅片正面形成Ag電極，在硅片背面形成Ag背電極和Al背場。由于Ag具有在所有金屬中電阻率最低，歐姆接觸好，可焊性強、電極制備工藝成熟等優(yōu)點，使得Ag電極太陽能電池的各項性能優(yōu)異，受到廣大企業(yè)的青睞。
[0003]Ag為貴金屬，其大約占電池總成本的12%，占非硅成本的30%，是電池制造成本的重要組成部分，使得太陽能電池的成本居高不下。因此，為使晶硅太陽能電池成為未來重要的能源組成，必須用低成本的賤金屬來替代目前的Ag。
[0004]Cu的電阻率低，價格便宜，使得Cu成為了最有可能的太陽能電池電極材料。但是由于Cu和硅片直接接觸會往硅片擴散，使得p-n結(jié)被破壞，因此需要在硅片和Cu電極之間設(shè)置導(dǎo)電的阻擋層，一般形成Ni/Cu復(fù)合電極結(jié)構(gòu)，而這種Ni/Cu復(fù)合電極結(jié)構(gòu)通過電鍍的方法獲得，成本高，工藝復(fù)雜；此外，Ni/Cu復(fù)合電極的電阻和Ag電極相比還是高一些，降低了太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種制備方法簡單、適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，其制得的Cu電極太陽能電池制造成本低、轉(zhuǎn)換效率高。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括:
[0007]用于在P型硅片的表面形成絨面的制絨設(shè)備；
[0008]用于將經(jīng)過制絨的硅片通過擴散形成N型發(fā)射極的擴散爐；
[0009]用于去除擴散過程形成的磷硅玻璃的去磷硅玻璃清洗機；
[0010]用于在硅片的正面形成鈍化膜的鈍化膜制備設(shè)備；
[0011]用于對正面的鈍化膜進行刻蝕，使鈍化膜形成孔或槽的刻蝕設(shè)備；
[0012]用于在設(shè)有孔或槽的硅片上鍍透明導(dǎo)電氧化物薄膜的透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備設(shè)備；
[0013]用于在硅片背面形成Cu背電極和Al背電場的第一印刷設(shè)備；
[0014]用于在硅片正面形成Cu正電極的第二印刷設(shè)備；
[0015]用于將硅片進行燒結(jié)的燒結(jié)爐；
[0016]所述制絨設(shè)備、擴散爐、去磷硅玻璃清洗機、鈍化膜制備設(shè)備、刻蝕設(shè)備、透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備設(shè)備、第一印刷設(shè)備、第二印刷設(shè)備和燒結(jié)爐依次連接。
[0017]作為上述方案的改進，所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備設(shè)備為磁控濺射設(shè)備或PECVD設(shè)備。
[0018]作為上述方案的改進，所述鈍化膜制備設(shè)備為PECVD設(shè)備。
[0019]作為上述方案的改進，所述刻蝕設(shè)備為激光設(shè)備。
[0020]作為上述方案的改進，所述第一印刷設(shè)備為絲網(wǎng)印刷設(shè)備；所述第二印刷設(shè)備為絲網(wǎng)印刷設(shè)備。
[0021]作為上述方案的改進，所述孔或者槽的面積占所述鈍化膜的面積的3-35%。
[0022]作為上述方案的改進，所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜填滿所述孔或者槽，且與所述N型發(fā)射極相接觸。
[0023]作為上述方案的改進，所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜的厚度為8_55nm。
[0024]作為上述方案的改進，所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜的透光率> 92%。
[0025]作為上述方案的改進，所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜的電阻率<1(Γ5Ω.cm。
[0026]實施本實用新型，具有如下有益效果:
[0027]本實用新型提供了一種Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括制絨設(shè)備、擴散爐、去磷硅玻璃清洗機、鈍化膜制備設(shè)備、刻蝕設(shè)備、透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備設(shè)備、第一印刷設(shè)備、第二印刷設(shè)備和燒結(jié)爐。選取P型硅片為基底，P型硅片經(jīng)過制絨設(shè)備形成P型硅，經(jīng)過擴散爐形成N型發(fā)射極，經(jīng)過鈍化膜制備設(shè)備形成鈍化膜，經(jīng)過刻蝕設(shè)備在鈍化膜上形成孔或槽，經(jīng)過透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備設(shè)備形成透明導(dǎo)電氧化物薄膜，經(jīng)過第一印刷設(shè)備形成Cu背電極和Al背電場，經(jīng)過第二印刷設(shè)備形成Cu正電極，得到最后Cu電機太陽能電池成品。
[0028]所述太陽能電池的電極全部采用賤金屬來制得，有效降低了制造成本；所述Cu電極太陽能電池設(shè)有透明導(dǎo)電氧化物薄膜，在不影響透光的前提下，進一步降低正面電極的電阻；而且所述Cu電極太陽能電池采用透明導(dǎo)電氧化物薄膜和Al背場作為Cu電極的阻擋層，能防止Cu往硅片內(nèi)部擴散。
[0029]因此，本實用新型Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)所采用設(shè)備簡單，制備方法簡單，可實施性強，適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，該生產(chǎn)系統(tǒng)所制得的Cu電極太陽能電池制造成本低，轉(zhuǎn)換效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本實用新型Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2是圖1所示生產(chǎn)系統(tǒng)制得的Cu電極太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0032]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。
[0033]參見圖1，本實用新型提供了一種Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括:
[0034]用于在P型硅片的表面形成絨面的制絨設(shè)備I ;
[0035]用于將經(jīng)過制絨的硅片通過擴散形成N型發(fā)射極的擴散爐2 ；
[0036]用于去除擴散過程形成的磷硅玻璃的去磷硅玻璃清洗機3 ；
[0037]用于在硅片的正面形成鈍化膜的鈍化膜制備設(shè)備4 ；
[0038]用于對正面的鈍化膜進行刻蝕，使鈍化膜形成孔或槽的刻蝕設(shè)備5 ；
[0039]用于在設(shè)有孔或槽的硅片上鍍透明導(dǎo)電氧化物薄膜的透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備設(shè)備6 ；
[0040]用于在硅片背面形成Cu背電極和Al背電場的第一印刷設(shè)備7 ；
[0041]用于在硅片正面形成Cu正電極的第二印刷設(shè)備8 ；
[0042]用于將硅片進行燒結(jié)的燒結(jié)爐9 ；
[0043]所述制絨設(shè)備1、擴散爐2、去磷硅玻璃清洗機3、鈍化膜制備設(shè)備4、刻蝕設(shè)備5、透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備設(shè)備6、第一印刷設(shè)備7、第二印刷設(shè)備8和燒結(jié)爐9依次連接。
[0044]其中，所述鈍化膜制備設(shè)備4可以為PECVD設(shè)備，但不限于此。
[0045]需要說明的是，PECVD設(shè)備(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposit1n )是指利用等離子體增強化學(xué)氣相沉積的設(shè)備。PECVD設(shè)備是借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離，在局部形成等離子體，而等離子體化學(xué)活性很強，很容易發(fā)生反應(yīng)，在基片上沉積出所期望的薄膜。
[0046]所述刻蝕設(shè)備5可以為激光設(shè)備，但不限于此。激光設(shè)備對正面的鈍化膜進行刻蝕，使鈍化膜形成孔或槽，所述孔或者槽的面積占鈍化膜的面積的3-35%。
[0047]所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備設(shè)備6可以為磁控濺射設(shè)備或PECVD設(shè)備，但不限于此。
[0048]所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜填滿孔或者槽，且與N型發(fā)射極相接觸。所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜的厚度優(yōu)選為8-55nm ;更佳的，所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜的厚度優(yōu)選為10-50nm，但不限于此。所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜的透光率優(yōu)選> 92% ;更佳的，所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜的透光率優(yōu)選> 95%，但不限于此。所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜的電阻率優(yōu)選<10 5 Ω.cm,但不限于此。
[0049]本實用新型設(shè)有透明導(dǎo)電氧化物薄膜，在不影響透光的前提下，進一步降低正面電極的電阻；而且本實用新型采用透明導(dǎo)電氧化物薄膜和Al背場作為Cu電極的阻擋層，能防止Cu往硅片內(nèi)部擴散。因此，本實用新型所述的Cu電極太陽能電池制造成本低，轉(zhuǎn)換效率高。
[0050]所述第一印刷設(shè)備7可以為絲網(wǎng)印刷設(shè)備；所述第二印刷設(shè)備8可以為絲網(wǎng)印刷設(shè)備，但不限于此。所述第一印刷設(shè)備7通過絲網(wǎng)印刷Cu漿料的方法獲得Cu背電極，通過絲網(wǎng)印刷Al漿料的方法獲得Al背電場。所述第二印刷設(shè)備8通過絲網(wǎng)印刷Cu漿料的方法獲得Cu正電極。本實用新型太陽能電池的電極全部采用賤金屬Cu來制得，有效降低了制造成本。
[0051]參見圖2，圖2顯示了圖1所示生產(chǎn)系統(tǒng)制得的Cu電極太陽能電池，由下至上依次包括=Cu背電極10、Al背場20、P型硅30、N型發(fā)射極40、鈍化膜50、透明導(dǎo)電氧化物薄膜60和Cu正電極70，所述Cu背電極10、Al背場20、P型硅30、N型發(fā)射極40、鈍化膜50、透明導(dǎo)電氧化物薄膜60和Cu正電極70依次相連。
[0052]其中，所述鈍化膜50為氧化硅層、氮化硅層或者氮氧化硅層。所述鈍化膜50的厚度優(yōu)選為10-70nm，但不限于此。所述鈍化膜50上設(shè)有孔或者槽51。優(yōu)選的，所述鈍化膜50上設(shè)有多個孔或者槽51，所述多個孔或者槽51平均分布于所述鈍化膜50上。所述孔或者槽51的形狀可以是方形槽，也可以是圓形槽，但并不以此為限。所述孔或者槽51的面積占所述鈍化膜50的面積的3-35%。更佳的，所述孔或者槽51的面積占所述鈍化膜50的面積的5-30%。所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜60填滿所述孔或者槽51，且與所述N型發(fā)射極40相接觸。
[0053]需要說明的是,透明導(dǎo)電氧化物薄膜(Transparent Conductive Oxide簡稱TCO)為重摻雜、高簡并半導(dǎo)體，具有良好的導(dǎo)電性能和較高的透光率。
[0054]綜上所述，本實用新型提供了一種Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括制絨設(shè)備1、擴散爐2、去磷硅玻璃清洗機3、鈍化膜制備設(shè)備4、刻蝕設(shè)備5、透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備設(shè)備6、第一印刷設(shè)備7、第二印刷設(shè)備8和燒結(jié)爐9。選取P型硅片為基底，P型硅片經(jīng)過制絨設(shè)備I形成P型硅30，經(jīng)過擴散爐2形成N型發(fā)射極40，經(jīng)過鈍化膜制備設(shè)備4形成鈍化膜50，經(jīng)過刻蝕設(shè)備5在鈍化膜50上形成孔或槽51，經(jīng)過透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備設(shè)備6形成透明導(dǎo)電氧化物薄膜60，經(jīng)過第一印刷設(shè)備7形成Cu背電極10和Al背電場20，經(jīng)過第二印刷設(shè)備8形成Cu正電極70，得到最后Cu電機太陽能電池成品。
[0055]所述太陽能電池的電極全部采用賤金屬來制得，有效降低了制造成本；所述Cu電極太陽能電池設(shè)有透明導(dǎo)電氧化物薄膜，在不影響透光的前提下，進一步降低正面電極的電阻；而且所述Cu電極太陽能電池采用透明導(dǎo)電氧化物薄膜和Al背場作為Cu電極的阻擋層，能防止Cu往硅片內(nèi)部擴散。
[0056]因此，本實用新型Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)所采用設(shè)備簡單，制備方法簡單，可實施性強，適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，該生產(chǎn)系統(tǒng)所制得的Cu電極太陽能電池制造成本低，轉(zhuǎn)換效率高。
[0057]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng),其特征在于,包括: 用于在P型硅片的表面形成絨面的制絨設(shè)備； 用于將經(jīng)過制絨的硅片通過擴散形成N型發(fā)射極的擴散爐； 用于去除擴散過程形成的磷硅玻璃的去磷硅玻璃清洗機； 用于在硅片的正面形成鈍化膜的鈍化膜制備設(shè)備； 用于對正面的鈍化膜進行刻蝕，使鈍化膜形成孔或槽的刻蝕設(shè)備； 用于在設(shè)有孔或槽的硅片上鍍透明導(dǎo)電氧化物薄膜的透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備設(shè)備; 用于在娃片背面形成Cu背電極和Al背電場的第一印刷設(shè)備； 用于在硅片正面形成Cu正電極的第二印刷設(shè)備； 用于將硅片進行燒結(jié)的燒結(jié)爐； 所述制絨設(shè)備、擴散爐、去磷硅玻璃清洗機、鈍化膜制備設(shè)備、刻蝕設(shè)備、透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備設(shè)備、第一印刷設(shè)備、第二印刷設(shè)備和燒結(jié)爐依次連接。
2.如權(quán)利要求1所述的Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備設(shè)備為磁控濺射設(shè)備或PECVD設(shè)備。
3.如權(quán)利要求1所述的Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述鈍化膜制備設(shè)備為PECVD設(shè)備。
4.如權(quán)利要求1所述的Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述刻蝕設(shè)備為激光設(shè)備。
5.如權(quán)利要求1所述的Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一印刷設(shè)備為絲網(wǎng)印刷設(shè)備；所述第二印刷設(shè)備為絲網(wǎng)印刷設(shè)備。
6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述孔或者槽的面積占所述鈍化膜的面積的3-35%。
7.如權(quán)利要求6所述的Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜填滿所述孔或者槽，且與所述N型發(fā)射極相接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜的厚度為8-55nm。
9.如權(quán)利要求8所述的Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜的透光率> 92%。
10.如權(quán)利要求9所述的Cu電極太陽能電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述透明導(dǎo)電氧化物薄膜的電阻率〈10_5 Ω.Cm。
【文檔編號】H01L31/18GK204118098SQ201420404097
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】石強, 秦崇德, 方結(jié)彬, 何達能, 陳剛 申請人:廣東愛康太陽能科技有限公司