CN101179100A - 一种大面积低弯曲超薄型双面照光太阳能电池制作方法 - Google Patents

一种大面积低弯曲超薄型双面照光太阳能电池制作方法 Download PDF

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Abstract

一种大面积低弯曲超薄型硅片双面照光太阳能电池制作方法：在一薄型P或N硅片上，使用N杂质扩散工艺制备N型表面掺杂层，用以形成发射区或表面场。利用丝网印刷工艺将含铝浆料按预设图形压印在硅片表面上，再在其后的烧结工艺中将铝作为掺杂物质扩散进硅片中，以此制备成预设的P型掺杂区域，用以形成发射区或表面场。硅片的表面可以是制成绒面状的或没有制成绒面状，并在正反两表面都被覆盖有氮化硅或氧化硅等一层或复层介电物质用以形成减反射和钝化膜。金属电极的制备工艺采用丝网印刷技术，将相应的金属浆料按预设图形分别压印在硅片正反表面上，再在其后的烧结工艺中形成导电电极并和硅片表面预设区域形成电导接触。本发明制作方法只在电池背面的局部区域使用了金属化，可实现电池的双面照光，也减少了超薄型硅片弯曲，并利用氮化硅或氧化硅对电池的背表面作钝化而实现高转换效率。

Description

一种大面积低弯曲超薄型双面照光太阳能电池制作方法
【技术领域】
本发明涉及一种晶体硅太阳能电池制作。
【背景技术】
世界太阳能光伏发电产业和市场在严峻的能源替代形势和人类生态环境压力下，在持续的技术进步和逐步完善的法规政策的强力推动下快速发展。太阳电池的年产量最近10年的年平均增长速度为37％，最近5年的年平均增长速度为45％。成为世界上发展最快的行业之一
根据欧洲联合中心预测，到2030年，太阳能光伏发电在世界总电力的供应中达到10％以上；2040年太阳能光伏发电将占总电力的20％以上；到本世纪未太阳能发电占到60％以上。在我国，随着《可再生能源法》的颁布实施，利用法律和市场机制来推动新能源的利用，必将大大加快我国太阳能产业的发展。目前，硅太阳电池是量产最为成熟的太阳能电池，占世界太阳能电池产量的90％，因此硅太阳电池降低生产成本、提高转换效率意义重大。大面积化以及薄片化生产将成为电池片生产的主要发展趋势。
【发明内容】
电池背面大部分区域用PECVD淀积的氮化硅膜作表面钝化，只在局部区域形成铝背场和金属电极，以此实现背面也可接收光照的结构，并由于减少铝背场的面积，因而减少了电池的弯曲。因为大部分背表面由PECVD淀积的氮化硅膜钝化，背表面少数载流子有效复合将得到改善，进而电池性能得到提高。本技术的工艺特征是利用了目前在工业上流行的丝网印刷和PECVD技术去实现这一特殊的电池背面结构，和现有的太阳电池生产工艺相兼容。
【附图说明】
本附图1是本发明的N型大面积低弯曲超薄型硅片双面照光太阳能电池结构示意图
本附图2是本发明的P型大面积低弯曲超薄型硅片双面照光太阳能电池结构示意图
【具体实施方式】
(1)绒面腐蚀、清洗
选电阻率在0.5～3ohm cm的P或N型(100)面单晶硅片，用加热的20％的氢氧化钾水溶液去除表面损伤层，用2％的氢氧化钾溶液加入少量的酒精进行绒面腐蚀。再用10％的稀盐酸浸泡5分钟。然后用去离子水漂洗、烘干、备用。
对于选电阻率在0.5～3ohm cm的P或N型多晶硅片，用恒温控制在10～25℃按一定比例的硝酸、氢氟酸、去离子水及添加剂的溶液去除表面损伤层及绒面腐蚀5-15分钟.再用1％的稀NaOH浸泡5-20秒钟，后用去离子水漂洗后和再用10％的稀盐酸浸泡5分钟。然后用去离子水漂洗、烘干、备用。
(2)磷及铅或硼掺杂工艺
对于选P型硅片采用三氯氧磷液态源硼扩散，对于选N型硅片采用铅掺杂或三溴化硼液态源硼扩散，设备为半导体工业用的常规扩散炉。恒温区控制在830～950℃。扩散时间约为15-30分钟。磷或硼扩散的方块电阻要控制在40-80ohm/square。
(3)边缘等离子刻蚀
用四氟化碳和氧气做为工作气体，在反应室中的等离子体的反应下对迭在一起的硅片垛进行腐蚀，以去除硅片周边的PN结。
(4)去除PSG或BSG层
用稀氢氟酸去除扩散时产生的PSG或BSG层、并用去离子水漂洗、烘干
(5)PECVD淀积氮化硅层
电池的正表面和背表面用PECVD(等离子体辅助化学气项淀积)淀积氮化硅层。PECVD淀积的氮化硅层含有大量的氢离子。这些氢离子可以钝化电池的正表面和背表面，从而减小正表面及背表面处的载流子的复合。通过调整淀积的条件，使正表面氮化硅层的折射率达到2.0-2.2左右。总膜厚在700-800
Figure A20071001939200041
达到最佳减反射膜的目的。使背表面氮化硅层的折射率达到1.90-2.0左右，达到最佳表面钝化效果.
(6)丝网印刷正面、背面金属电极
丝网印刷工艺采用新型太阳能电池的设计。正面用银浆印刷梳状0.1mm宽的银线条，正电极采用点线结构，背面用铝浆和银浆印刷局部区域的接触金属。可实现电池的双面照光和减少薄片电池的弯曲。
(7)烧结金属
本设计采用正背面金属的一次性烧结。以简化电池的加工工艺、并减少一个烧结炉。本设计采烧结炉，以高带速、快速升温、快速降温的方式工作。以700～900℃在带式烧结炉中一次烧结，同时完成正、背金属的接触。

Claims (5)

1.一种大面积低弯曲超薄型硅片双面照光太阳能电池制作方法，其特征是在一薄型P或N硅片上，使用N杂质扩散工艺制备N型表面掺杂层，掺杂层厚度控制在0.2-4.0微米，最高掺杂浓度控制在1.0×1016cm-3-1.0×1020cm-3，用以形成发射区或表面场。
2.根据权利要求1所述一种大面积低弯曲超薄型硅片双面照光太阳能电池制作方法其特征是利用丝网印刷工艺将含铝浆料按预设图形压印在硅片局部区域背表面上，再在其后的烧结工艺中将铝作为掺杂物质扩散进硅片中，以此制备成预设的P型掺杂区域，用以形成发射区或表面场。
3.根据权利要求1所述一种大面积低弯曲超薄型硅片双面照光太阳能电池制作方法其特征是硅片的表面可以是制成绒面状的或没有制成绒面状，并在正反两表面都被覆盖有氮化硅或氧化硅等一层或复层介电物质用以形成减反射和钝化膜。此类减反射和钝化膜可以使用PECVD方法淀积制备而成。
4.根据权利要求1所述一种大面积低弯曲超薄型硅片双面照光太阳能电池制作方法其特征是电池的电极由金属电极从硅片的正反面分别引出。金属电极的制备工艺采用丝网印刷技术，将相应的金属浆料按预设图形分别压印在硅片正反表面上，再在其后的烧结工艺中形成导电电极并和硅片表面预设区域形成电导接触。
5.根据权利要求1所述一种大面积低弯曲超薄型硅片双面照光太阳能电池制作方法其特征是本实用新型制作方法只在电池背面的局部区域使用了金属化，可实现电池的双面照光，也减少了超薄型硅片弯曲，并利用氮化硅或氧化硅对电池的背表面作钝化而实现高转换效率。
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