CN102148291B - 低欧姆接触的背接触电池的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低欧姆接触的背接触电池的制造方法，依次包括步骤：硅片测试检验、硅片预清洗、去除损伤层、单面沉积SiN层、单面制作小绒面、在SiN膜侧丝网印刷掩蔽膜、在SiN膜侧刻蚀N+层窗口、正面背面同时扩散N+层并形成磷硅玻璃阻挡层、去除SiN层、P⁺层扩散并形成钝化SiO₂层薄膜、丝网印刷引线孔掩蔽膜、刻蚀引线孔同时去除正面的磷硅玻璃和SiO2层、蒸镀钛薄膜、正面沉积SiN层、丝网印刷正负电极、正负电极烘干烧结、测试分选、入库。采用该方法制造的被接触电池，蒸镀一层钛薄膜降低了被接触电池的接触电阻，提高了电池的转换效率，各个步骤采用常规工艺，便于实施，生产成本低，有利于背接触电池的推广应用。

Description

低欧姆接触的背接触电池的制造方法

技术领域

本发明涉及一种光伏电池，尤其涉及低欧姆接触的背接触电池的制造方法。

背景技术

目前，光伏发电成本和火电成本相比，成本过高是制约光伏发电大规模应用的主要障碍。开发新一代高率低成本太阳电池，使其发电成本接近或等于火电成本，对于解决目前能源短缺与环境污染的问题，实现国民经济和社会可持续发展具有重大的现实和长远意义。

目前硅片质量逐渐提高，常规电池的效率为17.5～18.2%，在大多工厂中可以实现。SE电池比较容易得到广大技术人员重视的一种工艺，与常规电池工艺相比较，转换效率只能提高0.5%,与常规工艺相比工艺较复杂，生产成本较高，推广应用比较困难。背接触电池，目前规模化生产的最高效率为22.3%，是最有前途，能够推广应用的一种生产技术。但是背接触电池的接触电阻比较高，影响了转换效率。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种低欧姆接触的背接触电池的制造方法，采用该方法制造出的背接触电池，接触电阻低提高了电池的转换效率，且生产工艺简单、成本低，便于推广使用。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术解决方案为：

一种低欧姆接触的背接触电池的制造方法，依次包括步骤：硅片测试检验、硅片预清洗、去除损伤层、单面沉积SiN层、单面制作小绒面、在SiN膜侧丝网印刷掩蔽膜、在SiN膜侧刻蚀N⁺层窗口、正面背面同时扩散N⁺层并形成磷硅玻璃阻挡层、去除SiN层、P⁺层扩散并形成钝化SiO₂层薄膜、丝网印刷引线孔掩蔽膜、刻蚀引线孔同时去除正面的磷硅玻璃和SiO₂层、蒸镀钛薄膜、正面沉积SiN层、丝网印刷正负电极、正负电极烘干烧结、测试分选、入库。

在SiN膜侧丝网印刷掩蔽膜、正面背面同时扩散N⁺层并形成磷硅玻璃阻挡层、P⁺层扩散并形成钝化SiO₂层薄膜、丝网印刷引线孔掩蔽膜、丝网印刷正负电极，这些步骤都需要光学对准，在硅片的对角线上，靠近硅片的边缘位置，都制作同样的尺寸，同样间距的光学对准图形。

蒸镀钛薄膜的工艺条件为：真空蒸镀为5×10^-5 Torr，钛薄膜厚度为0.5～1um，掩蔽膜板与电池片的光学对准图形误差为±20um，蒸镀时间为10～20SEC。

烘干烧结温度为500～800℃。

背接触电池的正负极都采用丝网印刷工艺，丝网印刷工艺效率高，在形成正负电极的工艺中成本低。每一种浆料都有自己的一个最佳烧结工艺，而且工艺规范要求比较严格。正面浆料通常是由银粉，溶剂和玻璃料三部分组成，在烧结过程中，溶剂首先先挥发，然后玻璃粉融化，并穿透SiN，硅与金属氧化物发生反应PbO+Si→Pb+SiO₂；Ag₂O+Si→Ag+SiO₂,Ag和被融化的Si同时融入玻璃料中，在烧结过程中，通过氧化还原反应，被还原出Pb是液态，当液态Pb与Ag相遇，根据Pb-Ag熔体，腐蚀硅的［100］晶面，在Ag-Si相图中，形成合金的最低温度为830℃，其比例为Ag:Si=14.5:85.5，则Ag和Si形成混合相，可以在830℃形成固态合金，玻璃料的作用是形成一种Ag和Pb的混合态，以使其合金含量下降，使得银在低于830℃的温度下，产生溶解，在冷却时，玻璃料中多余的Si，外延生长在硅衬底上，Ag的晶粒则在Si的表面随机生长，正面浆料经过正确的烧结工艺，形成的导电机理大体上有三个通路：第一个通路，Ag颗粒和栅线直接接触；第二个通路，通过玻璃层的隧道效应；第三个通路，通过沉积在玻璃层中的金属颗粒的多重隧道效应。因此，具有较低软化的玻璃料，软化后溶解的银多，形成的玻璃层较厚，造成接触电阻高，具有较高软化的玻璃料，溶解的Ag较少，但Ag与Si之间形成的玻璃层较薄，形成的欧姆接触电阻低。玻璃料是一种绝缘体，玻璃层太厚，其接触电阻急剧增加，银硅接触时，其接触电阻与硅表面的参杂浓度密切相关，硅的参杂浓度越高，接触电阻越低，为了提高电池的短波响应，总是要降低硅表面的掺杂浓度，随之接触电阻增大，填充因子降低，电池的输出功率下降，经验数据表明，当硅表面的掺杂浓度为35～55Ω／□时，银浆料通过合理的烧结工艺，其接触电阻范围为3～10mΩ.cm²,如果掺杂浓度为100Ω／□时，在硅的表面蒸镀一层钛薄膜，经过合理的烧结温度处理，电极与硅的接触电阻范围为0.1～0.2 mΩ.cm²,两者接触电阻相差30到100倍。

蒸镀钛薄膜：325目的丝网，丝直径为23um，目前最细栅线设计约90um，已经是普通采用的工艺水平。背接触电极的引线孔为Ф300um,印刷后最小尺寸能够保证Ф250um,在电性能方面是可以保证的。

有益效果：本发明与现有技术相比，其有益效果是：

1、蒸镀一层钛薄膜降低了被接触电池的接触电阻，提高了电池的转换效率；

2、钛膜太薄可焊性和导电性都较差，其后再印刷正负电极，保证在大电流条件下工作，且可焊性能良好；

3、各个步骤采用常规工艺，便于实施，生产成本低，有利于背接触电池的推广应用。

具体实施方式

通过实施例，对本发明的技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

一种低欧姆接触的背接触电池的制造方法，依次包括步骤：硅片测试检验、硅片预清洗、去除损伤层、单面沉积SiN层、单面制作小绒面、在SiN膜侧丝网印刷掩蔽膜、在SiN膜侧刻蚀N⁺层窗口、正面背面同时扩散N⁺层并形成磷硅玻璃阻挡层、去除SiN层、P⁺层扩散并形成钝化SiO₂层薄膜、丝网印刷引线孔掩蔽膜、刻蚀引线孔同时去除正面的磷硅玻璃和SiO₂层、蒸镀钛薄膜、正面沉积SiN层、丝网印刷正负电极、正负电极烘干烧结、测试分选、入库。

在SiN膜侧丝网印刷掩蔽膜、正面背面同时扩散N⁺层并形成磷硅玻璃阻挡层、P⁺层扩散并形成钝化SiO₂层薄膜、丝网印刷引线孔掩蔽膜、丝网印刷正负电极，这些步骤都需要光学对准，在硅片的对角线上，靠近硅片的边缘位置，都制作同样的尺寸，同样间距的光学对准图形。

蒸镀钛薄膜的工艺条件为：真空蒸镀为5×10^-5 Torr，钛薄膜厚度为0.5～1um，掩蔽膜板与电池片的光学对准图形误差为±20um，蒸镀时间为10～20SEC。

烘干烧结的烧结温度为500~800℃。

Claims (4)

1.一种低欧姆接触的背接触电池的制造方法，其特征在于依次包括步骤：硅片测试检验、硅片预清洗、去除损伤层、单面沉积SiN层、单面制作小绒面、在SiN膜侧丝网印刷掩蔽膜、在SiN膜侧刻蚀N⁺层窗口、正面背面同时扩散N⁺层并形成磷硅玻璃阻挡层、去除SiN层、P⁺层扩散并形成钝化SiO₂层薄膜、丝网印刷引线孔掩蔽膜、刻蚀引线孔同时去除正面的磷硅玻璃和SiO₂层、蒸镀钛薄膜、正面沉积SiN层、丝网印刷正负电极、正负电极烘干烧结、测试分选、入库。

2.根据权利要求1所述的低欧姆接触的背接触电池的制造方法，其特征在于：在SiN膜侧丝网印刷掩蔽膜、正面背面同时扩散N⁺层并形成磷硅玻璃阻挡层、P⁺层扩散并形成钝化SiO₂层薄膜、丝网印刷引线孔掩蔽膜、丝网印刷正负电极，这些步骤都需要光学对准，在硅片的对角线上，靠近硅片的边缘位置，都制作同样的尺寸，同样间距的光学对准图形。

3.根据权利2所述的低欧姆接触的背接触电池的制造方法，其特征在于：蒸镀钛薄膜的工艺条件为：真空蒸镀为5×10^-5 Torr，钛薄膜厚度为0.5～1um，掩蔽膜板与电池片的光学对准图形误差为±20um，蒸镀时间为10～20SEC。

4.根据权利1所述的低欧姆接触的背接触电池的制造方法，其特征在于：正负电极烘干烧结的烧结温度为500~800℃。