CN102790135A - 一种太阳能电池制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明技术方案公开了一种太阳能电池的制作方法，所述太阳能电池制作方法在制备太阳能电池时，对硅片进行退火处理后再对所述硅片进行制绒。其中，退火的温度小于所述硅片扩散时的工艺温度。通过所述退火处理，控制退火温度，在不改变硅片内杂质再分布的前提下将硅片中沾污片的表面污渍燃烧干净，避免了由于沾污片表面污渍导致的硅片制绒质量差，保证了硅片制绒后绒面的均匀。

Description

一种太阳能电池制作方法

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，更具体地说，涉及一种太阳能电池制作方法。

背景技术

由于太阳具有无污染、无地域性限制、取之不竭等优点，开发利用太阳能成为当今新能源领域研究、开发主要课题。太阳能电池是当今人们利用太阳能的一种主要方式。

硅片是太阳能电池的载体，硅片依次经过制绒、扩散制结、边缘刻蚀、去磷硅玻璃、沉积减反膜、印刷电极及烧结工序制备为太阳能电池。所述太阳能电池经过串接封装形成光伏组件，配合相应控制器便构成了具有较大输出功率的光伏发电系统。

硅片生产商在硅片生产或包装时会造成部分硅片表面的污染，形成沾污片。在进行太阳能电池制作时，由于购买的原片（硅片）中有沾污片，所述沾污片在进行制绒时其表面不能充分与制绒试剂反应，从而导致硅片制绒效果较差。所述沾污片指表面存在污渍污染的硅片，包括：贴纸片、手指印片以及油污片。

其中，所述贴纸片是指：硅片生产商为了使硅片便于运输、存放，在一定数量的硅片之间会用纸片隔开，所述纸片两边的硅片为贴纸片，贴纸片制绒后会在表面形成大量白斑；所述手指印片是指：表面存在由于手指触摸造成的指纹污渍（拆包后无法观测看出）的硅片，手指印片制绒后在硅片绒面上会清晰的显示大量手指印；所述油污片是指：由于硅片质量问题，表面存在油污痕迹的硅片，油污片制绒后油污痕迹处有白斑。

由上述可知，在太阳能电池制作过程中，由于所述沾污片的存在，导致硅片制绒质量差，绒面不均匀问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能电池制作方法，该方法在制备太阳能电池时首先对硅片进行退火处理，以去除沾污片上的污渍，保证了硅片制绒的质量，保证了硅片绒面的均匀。。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种太阳能电池制作方法，所述方法对硅片进行高温退火处理，然后再对所述硅片进行制绒；

其中，退火的温度小于所述硅片扩散制结时的工艺温度。

优选的，上述方法中，退火温度为350℃-450℃。

优选的，上述方法中，退火时间为5min-10min。

优选的，上述方法中，所述制绒为槽式碱制绒。

优选的，上述方法中，所述方法还包括：在退火后，制绒前对所述硅片进行清水清洗。

从上述技术方案可以看出，本发明所提供的太阳能电池制作方法在制备太阳能电池时对硅片进行退火处理后再对所述硅片进行制绒。其中，退火的温度小于所述硅片扩散时的工艺温度。通过所述退火处理，控制退火温度，在不改变硅片内杂质再分布的前提下将硅片中沾污片的表面污渍燃烧干净，避免了由于沾污片表面污渍导致的硅片制绒质量差，保证了硅片制绒后绒面的均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种太阳能电池制作方法的流程示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，硅片生产商在硅片生产或包装时会造成部分硅片表面的污染，形成沾污片。购买的硅片在进行太阳能电池生产时，由于存在沾污片，所述沾污片的表面污渍会导致硅片在进行制绒时硅片不能与制绒试剂充分反应，导致硅片制绒质量差，绒面不均匀问题。

为解决上述问题，在实际生产时一般的解决方法是对硅片进行筛选进行分类制绒，将硅片表面状况不好的硅片挑选出来，对挑选出来的硅片，选其外观较好的面作为扩散面，对其该面进行制绒。上述方法在一定程度上能够避免沾污片对太阳能电池制绒质量的影响，但是由于片源问题，大多数沾污片两个表面均存在不同程度的污染，且对于手指片，并不能简单通过观察表面状况挑选出来，因此，上述方法并不能十分有效的解决沾污片表面污渍造成的硅片制绒效果较差的问题。

而通过增加硅片的去损度，即增加制绒时的制绒时间清洗时间以加大硅片表面的腐蚀厚度虽然可以避免硅片由于表面存在污渍而导致的绒面质量差，即绒面不均匀、存在白斑或指印等问题，但是由于增加了对硅片的腐蚀厚度，降低了硅片制绒后的厚度，导致后续生产中硅片易碎等问题的发生。

发明人研究发现，在制绒前对硅片进行退火处理，通过控制退火温度，在保证不改变硅片内杂质浓度再分布的前提下降硅片中的沾污片表面的物质燃烧干净，从而可避免沾污片由于其表面污渍导致其制绒效果差，绒面不均匀的问题。

基于上述研究，本发明提供了一种太阳能电池的制作方法所述方法在制备太阳能电池时，对硅片进行退火处理，然后再对所述硅片进行制绒；

其中，所述制绒的温度小于所述硅片的扩散时的工艺温度，保证退火处理不改变所述硅片表面杂质的再分布。在制备太阳能电池时，一般采用的是参有硼杂质的P型硅片或是磷参杂的N行硅片，为了避免退火对硅片内扩散的杂质浓度分布的影响，所以控制退火温度小于所述硅片的扩散时工艺温度。

本申请所述技术方案，在制备太阳能电池时对硅片进行退火处理后再对所述硅片进行制绒。其中，退火的温度小于所述硅片扩散时的工艺温度。通过所述退火处理，控制退火温度，在不改变硅片内杂质再分布的前提下将硅片中沾污片的表面污渍燃烧干净，避免了由于沾污片表面污渍导致的硅片制绒质量差，保证了硅片制绒后绒面的均匀。

以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

基于上述思想，本申请实施例提供了一种太阳能电池制作方法，参考图1，所述方法包括：

步骤S11：对硅片进行退火处理。

对于所有硅片进行设定温度的退火处理，以去除硅片中沾污片表面的污渍。

硅片的扩散温度在850℃左右，可将退火温度设定为350℃-450℃以燃烧掉沾污片表面的污渍。在实际生产中，将所有硅片在400℃温度下进行5min-10min的退火处理即可将沾污片表面的各种污渍（无机或有机油污）燃烧干净。

由于对所有硅片进行了退火处理，无论是表面污渍可见的贴纸片、油污片，或是表面污渍不可见的手指印片，其表面的污渍均可在退火时燃烧干净。通过一次退火处理即可将硅片中所有沾污片表面的污渍去除掉，工艺简单且工作效率高。

而现有技术在进行太阳能电池生产时需要对在大量硅片中挑选出沾污片，工作量大，效率低；且不能完全挑选出硅片中的沾污片，如表面物质不可见的手指印片。

步骤S12：对上述退火后的硅片进行制绒。

对硅片进行制绒可采用酸制绒或碱制绒。本申请技术方案采用槽式碱制绒方法对退火后的硅片进行制绒，在制绒槽内采用氢氧化钠试剂对所述硅片进行制绒。利用硅片在碱性试剂中的各向异性腐蚀在其受光面形成金字塔形的绒面以减少硅片表面对太阳光的反射，增加对太阳光的利用率，提高太阳能电池的光电转换效率。

由于上述步骤中将沾污片表面的污渍去除干净，在进行制绒时，避免了由于沾污片表面存在污渍导致污渍处的硅不能充分的与氢氧化钠试剂反应造成的硅片绒面质量差的问题，保证了硅片制绒后硅片具有良好的绒面。

步骤S13：对所述硅片进行扩散制结。

通过扩散工艺在所述硅片受光面形成PN结。

步骤S14：对所述硅片进行边缘刻蚀。

如采用P型硅片，在进行退火、制绒后对其进行磷扩散制备PN结时，由于扩散过程中，分子的热运动是随机的，即使采用背对背式扩散，硅片的所有表面（包括边缘）都将不可避免的扩散上磷元素，PN结正面收集到的光电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，从而造成短路。

通过边缘刻蚀，去除非受光面的PN结，放置受光面与背面的短路。可采用湿法刻蚀或干法刻蚀去除去除非受光面的PN结。

步骤S15：去去除所述硅片表面的磷硅玻璃层。

在扩散制结过程中，由于化学反应会在硅片的表面形成一层含磷原子的二氧化硅层，称为磷硅玻璃层。磷硅玻璃层会在电极印刷过程中影响金属电极和硅片的接触，同时所述磷硅玻璃还有多种金属杂质，会降低勺子寿命，因此需要对硅片进行去磷硅玻璃处理，通过氢氟酸清洗去除表面的磷硅玻璃层。

步骤S16：在所述硅片受光面沉积减反膜。

通过PECVD工艺在所述硅片的受光面沉积一层减反膜，以减少硅片受光面对太阳能的反射，同时所述减反膜还具有一定的钝化作用，能过减少所述硅片表面复合中心，增加少子的寿命。

如果不对硅片中的沾污片进行有效的去污处理，在制绒时沾污片表面污渍会导致硅片表面形成的绒面质量较差，即绒面均匀性不好，导致绒面在污渍处有手指印、白斑痕迹。在沉积减反膜后，会导致其表面减反膜的厚度不均匀，从而导致电池片外观存在色斑，且会影响减反膜的减反以及钝化效果，影响电池的转换效率。

本申请技术方案，在制绒前对所有硅片进行退火处理，去除了硅片中沾污片的表面污渍，进而保证了其制绒效果，从而保证了沉积减反膜时减反膜厚度的均匀性，保证了太阳能电池的外观以及转换效率。

步骤S17：在所述硅片的受光面以及背面印刷电极并进行烧结处理。

通过丝网印刷工艺，在所述硅片背面形成背面电极，在其受光面形成正面电极。每经过一次丝网印刷，对硅片进行一次烧结，使得印刷后的电极固化并与所述硅片形成良好的欧姆接触。

上述方法中，为了延长硅片制绒时制绒试剂的循环使用寿命，对所述硅片进行退后后，可对所述硅片进行清水清洗，以出去硅片中沾污片表面污渍燃烧时留下的灰烬。

需要说明的是，通过专门的去污渍清洗工序也可实现上述实施方式的技术效果。但是所述去污渍清洗需要采用多种清洗实际对硅片进行多次多个槽体的清洗，以去除沾污片表面的存在的各种不同的有机或是无机污渍，操作复杂，工作效率低，所以本申请实施例优选采用上述退火方式去除硅片中沾污片表面的污渍。

下面通过具体的测试结果对比说明本申请技术方案的进步性。

对同一批次购买的硅片打乱顺序后随即抽取两组硅片，每组20片。对其中一组直接进行制绒、扩散制结、边缘刻蚀、去磷硅玻璃、沉积减反膜、印刷电极及烧结工序。对另一组，进行制绒前在将其在400℃条件下进行退火5min-10min，后续工序与前一组完全相同。

通过测试设备采集两组硅片制绒后的绒面图像，两组硅片制备的电池片，直接制绒的硅片中某些硅片存在严重的白斑或指印痕迹问题，绒面的均匀性较差；而通过本申请技术方案所述方法制备的硅片表面不存在绒面白斑或是指印痕迹等问题，绒面均匀性很好。且本申请技术方案所述方法在沉积减反膜时，相对于直接制绒的硅片，减反膜厚度均匀，不存在由于减反膜厚度不均匀导致的色斑。

然后分别对两组硅片制备好的电池片进行数据测试，测试结构如表一所示。

表一

由表一中数据对比可知，采用本申请技术方案所述方法制备的太阳能电池，其开路电压Uoc以及短路电流Isc相对于直接制绒制备的太阳能电池的路电压Uoc以及短路电流Isc分别有0.001、0.03的提升，太阳能电池的光电转换效率较直接制绒的18.17%有0.02%的提升。

通过上述论述可知，本申请所述技术方案在进行太阳能电池制作时，通过对硅片进行设定温度的退火处理能够去除硅片中沾污片表面的污渍，使得硅片制绒时能够形成质量较好的绒面，同时保证了沉积减反膜时减反膜的均匀性，进而使得电池具有良好的外观，且具有较高的转换效率。

需要再次说明的是上述实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种太阳能电池制作方法，其特征在于，对硅片进行退火处理，然后再对所述硅片进行制绒；

其中，退火的温度小于所述硅片扩散时的工艺温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，退火温度为350℃-450℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，退火时间为5min-10min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制绒为槽式碱制绒。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在退火后，制绒前对所述硅片进行清水清洗。

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