CN102623565A - 一种新型电池的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型电池的制备方法，其通过在硅片的正面和背面分别形成正电荷膜层和负电荷膜层而制成晶体硅太阳能电池，所述正电荷膜层通过PECVD镀膜工艺而形成，其中，所述负电荷膜层通过依次进行PECVD镀氮化硅减反射膜、印刷银浆栅、烧结和导入负电荷而形成，所述导入负电荷的方法为：将烧结完成的电池片背面向上放置在放电装置台上，开启电源，在正向电晕放电的作用下，沉积正电荷于背面PECVD膜层表面，通过电子隧道效应，将负电荷吸引至背面PECVD膜层中，从而导入负电荷，然后去掉背面PECVD膜层表面的正电荷。此方法成功导入稳定的负电荷，并同于背面钝化。用此种方法制得的电池背面钝化效果优良，使电池的开路电压和短路电流都得以提升，从而实现了效率的提升。

Description

一种新型电池的制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型太阳能电池，尤其涉及一种具有稳定负电荷的氮化硅膜背场的新型电池。
背景技术
传统的晶体硅太阳能电池多采用电池PECVD(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，即，等离子体增强化学气相沉积)减反射膜工艺，普遍采用在高温(400度左右)低压条件下沉积，形成带正电荷(电荷浓度在1012/cm2左右)的氮化硅层。其电荷可起到增加表面钝化效果，提升电流电压等作用。而背面Al背场(含负电荷)起到背面导电及钝化效果。
现在行业内太阳能电池的背面全部为铝背场，由于Al背场在钝化方面效果远逊于PECVD形成的氮化硅钝化层，导致该电池背面复合速率为正面的100-1000倍。从而使得电池的实际效率远低于理论效率。目前尚缺少一种含稳定的负电荷膜层可替代Al背场实现电池的背面钝化。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种新型电池的制备方法，其将负电荷引入氮化硅层，用此含负电荷的PECVD形成的氮化硅膜替代Al背场(含负电荷)，实现电池背面钝化，提升电池效率。
本发明提供的一种新型电池的制备方法通过在硅片的正面和背面分别形成正电荷膜层和负电荷膜层而制成晶体硅太阳能电池，所述正电荷膜层通过PECVD镀膜工艺而形成，其中，所述负电荷膜层通过依次进行PECVD镀氮化硅减反射膜、印刷银浆栅、烧结和导入负电荷而形成，所述导入负电荷的方法为：将烧结完成的电池片背面向上放置在放电装置台上，开启电源，在正向电晕放电的作用下，沉积正电荷于背面PECVD膜层表面，通过电子隧道效应，将负电荷吸引至背面PECVD膜层中，从而导入负电荷，然后去掉背面PECVD膜层表面的正电荷。
较佳地，电晕放电的电压为10±0.5KV，时间为0.5±0.05min。
较佳地，在硅片正面进行PECVD镀膜前对硅片进行以下处理：清洗制绒，扩散制备PN结，刻蚀去除硅片四周的PN结。
较佳地，在电池片背面进行PECVD镀氮化硅减反射膜的操作条件为：控制氨气NH3和硅烷气体SiH4的流量比为1∶2-2∶1，沉积温度400-500℃，时间为10±1分钟，压力为0.5±0.1Torr，在电池片的背面沉积一层厚度为70-80nm的氮化硅膜。
较佳地，所述银浆栅包括线宽1.6-1.8mm的银浆主栅2-3根和线宽70-90um的银浆辅栅60-70根。
较佳地，所述烧结在温度为200-900℃的烧结炉内进行。
较佳地，去掉背面PECVD膜层表面的正电荷是用酒精擦拭完成的。
此方法成功导入稳定的负电荷，并同于背面钝化。用此种方法制得的绒电池背面钝化效果优良，使电池的开路电压和短路电流都得以提升，从而实现了效率的提升。
附图说明
图1为本发明的工艺流程框图；
图2本发明的方法制备的一种新型电池的结构示意图；
图3为电晕放电装置的结构示意图。
图中：1-支架，2-接地载片台，3-电源。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。
如图1所示，该电池的制备方法依次包括：P型硅原料片；酸制绒；扩散；湿法刻蚀；正面PECVD镀氮化硅减反射膜；背面PECVD镀氮化硅减反射膜；印刷与烧结；负电荷导入，酒精擦拭；测试与分档。具体步骤如下：
(1)对硅片进行正常工艺的清洗制绒，扩散制备PN结，刻蚀去除硅片四周的PN结，清洗去除磷硅玻璃，正面PECVD镀膜。
(2)将正面镀膜后的电池片翻转，进行背面的氮化硅沉积，控制氨气NH3和硅烷气体SiH4的流量比为1∶2-2∶1，沉积温度400-500℃，时间为10±1分钟，压力为0.5±0.1Torr(mmHg)，在电池片的背面沉积一层厚度为70-80nm的氮化硅膜。
(3)在电池片的正面进行正常工艺印刷。在电池片的背面印刷线宽1.6-1.8mm的银浆主栅2-3根，70-90um的银浆辅栅60-70根。
(4)进入烧结温度为200-900℃的烧结炉内进行烧结。
(5)如图3所示，将烧结完成的电池片背面向上放置在放电装置的接地载片台2上，开启电源3(10KV，低电流)，在支架1支承的正向电晕放电部件的作用下(沉积正电荷于pecvd膜层表面)，通过电子隧道效应，将负电荷吸引至PECVD膜中，从而导入负电荷。电晕放电电压为10±0.5KV，时间为0.5±0.05min。放电后，关闭电源，取出电池片，用酒精擦拭电池片背表面去掉表面正电荷。经验证此负电荷在200摄氏度内可保持长期稳定。
上述方法制得的电池片的结构如图2所示，在硅片(P-Si)的正面形成带正电荷的PECVDSiN，背面形成带负电荷的SiN。
此方法成功导入稳定的负电荷，并同于背面钝化。用此种方法制得的绒电池背面钝化效果优良，从而使电池的开路电压提升20-30mv，短路电流提升0.2-0.3mA，从而实现效率提升0.8％-1.2％。

Claims (7)

1.一种新型电池的制备方法，其通过在硅片的正面和背面分别形成正电荷膜层和负电荷膜层而制成晶体硅太阳能电池，所述正电荷膜层通过PECVD镀膜工艺而形成，其特征在于，所述负电荷膜层通过依次进行PECVD镀氮化硅减反射膜、印刷银浆栅、烧结和导入负电荷而形成，所述导入负电荷的方法为：将烧结完成的电池片背面向上放置在放电装置台上，开启电源，在正向电晕放电的作用下，沉积正电荷于背面PECVD膜层表面，通过电子隧道效应，将负电荷吸引至背面PECVD膜层中，从而导入负电荷，然后去掉背面PECVD膜层表面的正电荷。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，电晕放电的电压为10±0.5KV，时间为0.5±0.05min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在硅片正面进行PECVD镀膜前对硅片进行以下处理：清洗制绒，扩散制备PN结，刻蚀去除硅片四周的PN结。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在电池片背面进行PECVD镀氮化硅减反射膜的操作条件为：控制氨气NH3和硅烷气体SiH4的流量比为1∶2-2∶1，沉积温度400-500℃，时间为10±1分钟，压力为0.5±0.1Torr，在电池片的背面沉积一层厚度为70-80nm的氮化硅膜。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述银浆栅包括线宽1.6-1.8mm的银浆主栅2-3根和线宽70-90um的银浆辅栅60-70根。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结在温度为200-900℃的烧结炉内进行。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，去掉背面PECVD膜层表面的正电荷是用酒精擦拭完成的。
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