CN102437242A - 一种太阳电池背面钝化层开口方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳电池背面钝化层开口方法。本发明采用目前常用的仪器设备进行开口，所得开口宽度与改进后的腐蚀性浆料开口技术相当，即在不更换设备的基础上就能达到较优的开口宽度，提高了旧设备的利用价值；同时，采用本发明开口技术，所用酸液及后期清洗溶液的价格低廉，且无需丝网印刷，不会对设备造成损害，从而显著的降低了生产成本，具有十分良好的产业前景。

Description

一种太阳电池背面钝化层开口方法
技术领域
本发明涉及一种太阳电池背面钝化层开口方法。
背景技术
太阳电池，对于正面电极，考虑到遮光的影响，电极为指状的Ag电极，Ag电极分为主栅和细栅。在硅片的背面与主栅线对应的位置为背电极，剩余部分丝网印刷铝浆，铝在高温烧结时形成硅铝共晶，产生PP+高低结，阻止少数载流子向背面迁移，降低背表面复合速率。虽然背表面复合速率有一定程度的降低，但是铝和硅接触的表面依然是典型的高复合区域，复合速率在500cm/s以上。另外由于硅和铝的热膨胀系数不同，高温烧结后，电池片会弯曲，在制备组件时容易碎片。针对铝背场的上述缺陷，一般采用SiN、SiO2、SiC、α-si及其叠层结构来钝化背表面。然而，在背表面采用钝化层时，铝无法穿钝化层的和硅形成接触收集电流。为了在太阳电池背面实现金属和硅片的接触，收集电流，目前主要有以下四种方法：1、激光开口法 2、腐蚀性浆料法；3、激光烧结(LFC)法；4、光刻法。
其中，腐蚀性浆料法，是用腐蚀性的浆料腐蚀钝化层，形成接触的窗口。该方法一直以来受到丝网印刷线宽的限制，只能制备80μm以上的开口，但目前已有研究人员对丝网印刷进行了改进，使得运用腐蚀性浆料开口也能得到40μm的开口。然而，该技术中，常用腐蚀性浆料的价格较高，如氟化铵，并且，丝网印刷腐蚀性浆料时，网板的寿命较低，会加快网板的更换速度，增加了不必要的生产成本；同时，丝网印刷腐蚀性浆料的开口的图形边缘不整齐，造成开口宽度不均匀，难以精确的设计开口宽度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、操作方便、且开口窄的太阳电池背面钝化层开口方法。
本发明提供了一种太阳电池背面钝化层开口方法，它包括如下操作方法：
(1)先采用喷墨打印法将耐酸材料印刷在背面钝化层上无需开口的部分，得到附有耐酸掩膜的钝化层；
(2)再用腐蚀性酸液清洗附有耐酸掩膜的钝化层，直至除去待开口部分的钝化层后，弃去钝化层上多余的腐蚀性酸液；
(3)再用强碱溶液除去耐酸掩膜后，即得开口的钝化层。
其中，步骤(1)中，所述耐酸材料为石蜡。
其中，步骤(2)中，所述腐蚀性酸液为能够溶解钝化层的酸溶液。
进一步地，步骤(2)中，钝化层为SiO2、SixNy或包含SiO2、SixNy时，腐蚀性酸液为氢氟酸。
进一步地，步骤(2)中，钝化层为Al2O3或包含Al2O3时，腐蚀性酸液为盐酸。
其中，步骤(3)中，所述强碱溶液为KOH或NaOH的水溶液。
进一步地，所述强碱溶液中，KOH或NaOH的质量百分比为0.5％-10％。
更进一步地，NaOH或KOH质量百分比为0.5％-7％。
进一步地，步骤(3)中，还可以采用强碱溶液与二乙二醇丁醚的混合溶液除去耐酸掩膜。
更进一步地，所述混合溶液中，NaOH或KOH质量百分比为0.5％-7％，二乙二醇丁醚的质量百分比为2％-12％。
本发明采用目前常用的仪器设备进行开口，所得开口宽度与改进后的腐蚀性浆料开口技术相当，即在不更换设备的基础上就能达到较优的开口宽度，提高了旧设备的利用价值；同时，采用本发明开口技术，所用酸液及后期清洗溶液的价格低廉，且无需丝网印刷，不会对设备造成损害，从而显著的降低了生产成本，具有十分良好的产业前景。
具体实施方式
实施例1  太阳电池背面钝化层开口的方法
在附有氮化硅钝化层的太阳电池背面，用石蜡在后续金属和硅接触的部分形成掩膜，形成掩膜的方法为喷墨打印法；再用氢氟酸清洗钝化层，待开口处钝化层除尽，弃去多余氢氟酸；最后用NaOH和去离子水(DI)的混合溶液清洗石蜡掩膜，NaOH的质量百分比为0.5％。
经实验发现，当混合溶液中NaOH或KOH的质量百分比低于0.5％时石蜡清洗不彻底，高于7％时对硅片表面有影响。因此，NaOH的质量百分比优选0.5％-7％。
该方法中，采用喷墨打印石蜡掩膜，可以设计成任何形状，以便后期开口；由于无需开口部分覆盖有掩膜，因此，氢氟酸不会影响除开口部分以外的钝化层。同时，采用该方法制备得到的钝化层开口可到达40um。
实施例2  太阳电池背面钝化层开口的方法
在附有二氧化硅钝化层的太阳电池背面，用石蜡在后续金属和硅接触的部分形成掩膜，形成掩膜的方法为喷墨打印法；再用氢氟酸清洗钝化层，待开口处钝化层除尽，弃去多余氢氟酸；最后用NaOH和DI的混合溶液清洗石蜡掩膜，NaOH的质量百分比为10％。
实施例3  太阳电池背面钝化层开口的方法
在附有氮化硅钝化层的太阳电池背面，用石蜡在后续金属和硅接触的部分形成掩膜，形成掩膜的方法为喷墨打印法；再用氢氟酸清洗钝化层，待开口处钝化层除尽，弃去多余氢氟酸；最后用NaOH和DI的混合溶液清洗石蜡掩膜，NaOH的质量百分比为7％。
实施例4  太阳电池背面钝化层开口的方法
在附有SiO2钝化层的太阳电池背面，用石蜡在后续金属和硅要接触的部分形成掩膜，形成掩膜的方法为喷墨打印法；再用氢氟酸清洗钝化层，待开口处钝化层除尽，弃去多余氢氟酸；最后用二乙二醇丁醚(BDG)、KOH和去离子水(DI)的混合溶液清洗，除去石蜡，其中，KOH质量百分比为0.5％，二乙二醇丁醚的质量百分比为12％。
实施例5  太阳电池背面钝化层开口的方法
在附有Al2O3钝化层的太阳电池背面，用石蜡在后续金属和半导体接触的部分形成掩膜，形成掩膜的方法为喷墨打印法；再用稀盐酸清洗钝化层，待开口处钝化层除尽，弃去多余盐酸；最后用BDG、NaOH和DI的混合溶液清洗，除去石蜡。混合溶液中，NaOH质量百分比为4％，二乙二醇丁醚的质量百分比为2％。
本发明采用目前常用的仪器设备进行开口，所得开口宽度与改进后的腐蚀性浆料开口技术相当，即在不更换设备的基础上就能达到较优的开口宽度，提高了旧设备的利用价值；同时，采用本发明开口技术，所用酸液及后期清洗溶液的价格低廉，且无需丝网印刷，不会对设备造成损害，从而显著的降低了生产成本，具有十分良好的产业前景。

Claims (10)

1.一种太阳电池背面钝化层开口方法，其特征在于：它包括如下操作方法：
(1)先采用喷墨打印法将耐酸材料印刷在背面钝化层上无需开口的部分，得到附有耐酸掩膜的钝化层；
(2)再用腐蚀性酸液清洗附有耐酸掩膜的钝化层，直至除去待开口部分的钝化层后，弃去钝化层上多余的腐蚀性酸液；
(3)再用强碱溶液除去耐酸掩膜后，即得开口的钝化层。
2.根据权利要求1所述的开口方法，其特征在于：步骤(1)中，所述耐酸材料为石蜡。
3.根据权利要求1所述的开口方法，其特征在于：步骤(2)中，所述腐蚀性酸液为能够溶解钝化层的酸溶液。
4.根据权利要求3所述的开口方法，其特征在于：步骤(2)中，钝化层为SiO2、SixNy或包含SiO2、SixNy时，腐蚀性酸液为氢氟酸。
5.根据权利要求3所述的开口方法，其特征在于：步骤(2)中，钝化层为Al2O3或包含Al2O3时，腐蚀性酸液为盐酸。
6.根据权利要求1所述的开口方法，其特征在于：步骤(3)中，所述强碱溶液为KOH或NaOH的水溶液。
7.根据权利要求6所述的开口方法，其特征在于：所述强碱溶液中，KOH或NaOH的质量百分比为0.5％-10％。
8.根据权利要求7所述的开口方法，其特征在于：NaOH或KOH质量百分比为0.5％-7％。
9.根据权利要求6-7任意一项所述的开口方法，其特征在于：步骤(3)中，还可以采用强碱溶液与二乙二醇丁醚的混合溶液除去耐酸掩膜。
10.根据权利要求9所述的开口方法，其特征在于：所述混合溶液中，NaOH或KOH质量百分比为0.5％-7％，二乙二醇丁醚的质量百分比为2％-12％。
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