CN103035771A - N型mwt太阳能电池结构及其制造工艺 - Google Patents

N型mwt太阳能电池结构及其制造工艺 Download PDF

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Abstract

一种N型MWT太阳能电池结构，MWT太阳能电池的背面采用铝结和N型硅片形成P—N结。这种电池结构的工艺步骤为：原硅片预处理：对硅片进行表面减反的绒面制备，完成后形成N型带绒面硅片基底；利用三氯氧磷对硅片进行扩散，形成N+区，完成扩散后将磷硅玻璃去除；再在扩散后的硅片N+正表面利用化学气相沉积的方式沉积SiNx正表面减反钝化层，形成正表面减反钝化膜；选用紫外激光器，在完成SiNx沉积后的硅片表面打通孔。背面通孔浆料印刷：对准通孔位置印刷通孔银浆；背面铝浆印刷：按指定图形进行铝浆印刷，印刷后铝浆与通孔银浆互不接触；正面栅线印刷：按指定的图形进行正面银浆印刷，印刷后需和通孔银浆形成电学接触；高温金属共烧结：用于形成电极和硅的良好接触，以及形成P+型掺杂区，与衬底N型硅片形成P—N结。本发明能简化工艺，降低电池电极的接触电阻，同时降低生产成本。

Description

N型MWT太阳能电池结构及其制造工艺
技术领域
本发明涉及一种N型MWT太阳能电池结构及其制造工艺，属于太阳能电池制造领域。
背景技术
能源和环境是当今世界广泛关注的两大问题，太阳能作为一种可再生的绿色能源自然成为人们开发和研究的焦点。光伏发电技术是太阳能利用的一个主要方向，晶硅太阳能电池又占有当前光伏市场的绝大部分。
太阳能电池的光电转换效率和太阳能电池的受光面积有很大的关系。传统太阳能电池由于正面电极的限制，不可避免地造成大量受光面积的损失而造成光电转换效率的降低。
目前在太阳能电池制造中采用了MWT（Metal Wrap Through)技术，即金属穿孔卷绕技术，应用在太阳能电池中，通过激光或者其他方法在原硅片上实现穿孔的工艺，达到将正面主栅引到背表面的目的，通过减少正面汇流条遮光面积增加电池的转化效率。
 但N型硅太阳能电池要进行B（硼）扩散，以及需要形成良好P型区域的银硅接触。技术难度以及工艺复杂度相对较大。常规的N型的MWT电池又因为背表面金属化工艺复杂且成本较高的问题而很难进行量产。
发明内容
本发明的目的是提供一种N型MWT太阳能电池结构及其制造工艺，以简化工艺，降低电池电极的接触电阻，同时降低生产成本。
实现本发明目的的技术方案是：一种N型MWT太阳能电池结构， MWT太阳能电池的背面采用铝结和N型硅片形成P—N结。
上述N型MWT太阳能电池结构的制造工艺步骤如下：
a、原硅片预处理：对硅片进行表面减反的绒面制备，完成后形成N型带绒面硅片基底；
b、硅片磷扩散：利用 三氯氧磷对硅片进行扩散，在正表面形成N+区，N+区域方阻需要大于100ohm/sq，最高表面磷掺杂浓度低于3E20cm-3；
c、PSG清洗：利用低于5%的HF溶液清洗3～5min，后进行去离子水清洗并干燥；d、.正表面减反钝化膜沉积：在扩散后的硅片N+正表面利用CVD（化学气相沉积）的方式沉积SiNx正表面减反钝化层，形成正表面减反钝化膜；
e、激光打通孔：选用紫外激光器，在完成SiNx沉积后的硅片表面打通孔，通孔直径控制在120μm～200μm；
f、通孔损伤层清洗：选用碱性溶液对通孔中的损伤层进行清洗，碱液浓度控制在5%～15%，温度控制在25℃～40℃，时间5min～20min。
g、背面通孔浆料印刷：对准通孔位置印刷通孔银浆，完成后烘干，通孔银浆与背表面铝浆互不接触；
h、背面铝浆印刷：按指定图形，进行背表面铝浆印刷，印刷后要求铝浆与通孔银浆互不接触，间隔距离在200μm～1000μm，铝浆烧结后形成背面PN结，表面铝层用于电流收集；
i、正面栅线印刷：用于正面电流收集，以及和通孔浆料形成良好的电学接触，细栅实际宽度需要小于80μm；
j、高温金属共烧结：在200℃～800℃范围的金属烧结炉中进行金属共烧结，用于形成电极和硅的良好接触，以及形成P+型掺杂区，P+区和衬底N型硅片形成P—N结。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
1）在N型硅片的基础上，铝结工艺与MWT工艺相结合，大大降低N型MWT电池的工艺复杂度。
2）采用整面的金属铝进行背面电流收集，因为接触面积在，可以降低电池电极的接触电阻，同时可以大大降低背面金属的体电阻，从而降低电池的接触电阻。
3）工艺简单，背面使用金属铝浆代替银浆进行电流收集，不需要高温硼扩散，工艺成本低，利于产业化。
附图说明
图1为本发明的N型MWT太阳能电池结构的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的说明。
 一种N型MWT太阳能电池结构， MWT太阳能电池的背面采用铝结和N型硅片形成P—N结。 
如图1所示，上述N型MWT太阳能电池结构的制造工艺步骤如下：
a、原硅片预处理：对硅片进行表面减反的绒面制备，完成后形成图示3区的N型带绒面硅片基底；
b、硅片磷扩散：利用POCl3(三氯氧磷）对硅片进行扩散，在正表面形成图示2区的N+区，N+区域方阻需要大于100ohm/sq，最高表面磷掺杂浓度低于3E20cm-3；
c、PSG清洗：利用低于5%的HF溶液清洗2min～5min，后进行去离子水清洗并干燥；
d、正表面减反钝化膜沉积：在扩散后的硅片N+正表面利用CVD（化学气相沉积）的方式沉积SiNx正表面减反钝化层，厚度80μm～88μm，折射率2.0～2.1。形成图示1区的正表面减反钝化膜；
e、激光打通孔：选用355nm紫外激光器，在完成SiNx沉积后的硅片表面打通孔，通孔直径控制在120μm～200μm，形成图示未印刷通孔浆料前的6区；
f、通孔损伤层清洗：选用碱性溶液对通孔中的损伤层进行清洗，碱液浓度控制在5%～15%，温度控制在25℃～40℃，时间5min～20min。
g、背面通孔浆料印刷：对准通孔印刷通孔浆料，选用用于与N型硅片接触的银浆，然后烧结形成6区
h、背面铝浆形印刷：先进行形成铝结的铝浆印刷形成图示5区，完成金属共烧结工艺后形成4区，5区与6区中间隔开，间隔距离在200μm～1000μm，4区与6区隔开，间隔距离为200μm～1000μm；
i、正面栅线印刷：用于正面电流收集，以及和通孔浆料形成良好的接触，金属共烧结后形成图示7区，细栅宽度在30μm～80μm；
j、高温金属共烧结：在200℃～800℃范围的金属烧结炉中进行金属共烧结，用于形成电极和硅的良好接触，以及形成P+型掺杂区，即图示4区，。
 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种N型MWT太阳能电池结构，其特征在于：MWT太阳能电池的背面采用铝结和N型硅片形成P—N结。
2.一种如权利要求1所述的N型MWT太阳能电池结构的制造工艺，其特征在于工艺步骤如下：
a、原硅片预处理：对N型硅片进行表面减反的绒面制备，完成后形成N型带绒面硅片基底；
b、硅片磷扩散：利用三氯氧磷对硅片进行扩散，在正表面形成N+区，N+区域方阻需要大于100ohm/sq，最高表面磷掺杂浓度低于3E20cm-3；
c、PSG清洗：利用低于5%的HF溶液清洗3～5min，后进行去离子水清洗并干燥；
d、正表面减反钝化膜沉积：在扩散后的硅片N+正表面利用CVD（化学气相沉积）的方式沉积SiNx正表面减反钝化层，形成正表面减反钝化膜；
e、激光打通孔：选用紫外激光器，在完成SiNx沉积后的硅片表面打通孔，通孔直径控制在120μm～200μm；
f、通孔损伤层清洗：选用碱性溶液对通孔中的损伤层进行清洗；
g、背面通孔浆料印刷：对准通孔位置印刷通孔银浆，完成后烘干，要求通孔银浆与铝浆互不接触；
h、背面铝浆形印刷：按指定图形，进行铝浆印刷，印刷后要求铝浆与通孔银浆互不接触；
i、正面细栅线印刷：用于正面电流收集，以及和通孔浆料形成良好的接触，细栅宽度需要小于80μm；
j、高温金属共烧结：在200℃～800℃范围的金属烧结炉中进行金属共烧结，用于形成电极和硅的良好接触，以及形成P+型掺杂区。
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