CN103258917A - Mwt太阳能电池片的制备方法 - Google Patents

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陈迎乐
赵文超
王建明
王子谦
李高非
胡志岩
熊景峰
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Abstract

本发明公开了一种MWT太阳能电池片的制备方法。该MWT太阳能电池片的制备方法包括以下步骤:S1:在基底背面的第一指定区域印刷扩散掩膜浆料;S2:对带有扩散掩膜浆料的基底进行高温扩散，在基底背面的第一指定区域以外的区域形成背场。根据本发明的MWT太阳能电池片的制备方法，电池所需要的背场是直接形成的，无需再采用额外的工艺去除多余背场，从而避免了因去除多余背场对电池片带来的损伤和杂质，与此同时，还能降低企业生产成本。

Description

MWT太阳能电池片的制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池片技术领域，具体而言，涉及一种MWT太阳能电池片的制备方法。
背景技术
在制备带有背场的MWT电池片的过程中，需要将正面栅线通过过孔浆料引到背面，并在背面形成一个直径2~5mm的浆料点，以方便形成组件。现有的两种主要的双面发电MWT电池片的制备方法都包括形成背场的步骤，从而存在以下缺陷:
(1)形成背场后，使用激光去除指定区域一定深度的硅，达到去除背场的目的。此方法可以通过激光一步完成打孔和孔周围背场去除的工作，简化工艺流程，有利于成本控制。但是激光的高温辐照会对硅材料造成损伤，损伤层中存在大量的载流子复合中心，光生载流子寿命大大降低，不可能被p-n结静电场分离，导致太阳能电池片漏电流过大，影响电池片光电转换性能。
(2)形成背场后，在需要去除背场区域丝网印刷腐蚀浆料、烘干、清洗、利用腐蚀浆料达到去除背场的目的，再进行后续工艺。此种方法能够通过控制浆料浓度、印刷量及烘干等条件来控制腐蚀深度，较好的达到去除背场的目的。但此种方法增加了丝网印刷、烘干、清洗工艺，工艺流程复杂，成本较高。
以上两种方法均是在制备均匀背场后采用额外工艺将多余背场去除，在处理过程中易引入损伤、杂质等，破坏需保留的背场结构。
发明内容
本发明旨在提供一种MWT太阳能电池片的制备方法，以解决现有技术中为了去除多余背场而引入损伤和杂质的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种MWT太阳能电池片的制备方法，包括以下步骤:S1:在基底背面的第一指定区域印刷扩散掩膜浆料;S2:对带有扩散掩膜浆料的基底进行高温扩散，在基底背面的第一指定区域以外的区域形成背场。
进一步地，在S1的步骤之前还包括前处理步骤，前处理步骤包括：对基底进行清洗、制绒、在基底表面扩散形成发射极并制备发射结。
进一步地，扩散掩膜浆料采用喷墨打印的方法印刷在基底上。
进一步地，扩散掩膜浆料由对扩散源有阻挡作用且经高温后可清洗的材料制成。
进一步地，在S2的步骤之后还包括将带有背场的基底进行清洗，并对基底进行边缘刻蚀。
进一步地，将带有背场的基底进行清洗，并对基底进行边缘刻蚀的步骤之后还包括在基底上下表面形成SiNx膜。
进一步地，在基底上下表面形成SiNx膜的步骤之后还包括:在基底背面的第一指定区域打孔。
进一步地，在基底背面的第一指定区域打孔的步骤之后还包括后处理步骤，后处理步骤包括:采用丝网印刷，对基底进行过孔浆料、背面栅线、正面栅线的印刷。
进一步地，后处理步骤还包括:对基底进行烧结。
进一步地，基底为硅片。
应用本发明的技术方案，MWT太阳能电池片的制备方法包括以下步骤:S1:在基底第一指定区域印刷扩散掩膜浆料;S2:对带有扩散掩膜浆料的基底进行高温扩散，在基底背面的第一指定区域以外的区域形成背场。根据本发明的MWT太阳能电池片的制备方法，电池所需要的背场结构是通过在指定区域的印刷扩散掩膜浆料，形成阻挡层，然后进行高温扩散而形成，这种背场是直接形成的，无需再采用额外工艺去除多余背场，从而避免了因去除多余背场对电池片带来的损伤和杂质，与此同时，还能降低企业生产成本。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明的MWT太阳能电池片的制备方法的流程图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
术语解释:
MWT:金属发射极穿孔卷绕技术。
发射极:即PN结，通过高温扩散花硅片基底上形成PN结。
SiNx:氮化硅，一般通过PECVD(等离子增强气相化学沉积法)在硅片表面形成氮化硅层。
根据本发明的实施例，MWT太阳能电池片的制备方法包括以下步骤:S1:在基底背面的第一指定区域印刷扩散掩膜浆料;S2:对带有扩散掩膜浆料的基底进行高温扩散，在基底背面的第一指定区域以外的区域形成背场。根据本发明的MWT太阳能电池片的制备方法，电池所需要的背场结构是通过在指定区域内印刷扩散掩膜浆料，形成阻挡层，然后进行高温扩散而形成，这种背场是直接形成的，无需再采用额外工艺去除多余背场，从而避免了因去除多余背场对电池片带来的损伤和杂质，与此同时，还能降低企业生产成本。
本发明的MWT太阳能电池片制备方法的具体步骤如下：
对制备MWT太阳能电池片的硅片进行前处理，前处理的步骤包括:对基底进行清洗、制绒、在基底的表面扩散形成发射极并制备发射结。清洗步骤可以清除基底的表面油污和金属杂质以及基底表面的切割损伤层;在基底表面制绒，能够形成减反结构，降低基底表面的反射率。
在前处理步骤之后，根据MWT太阳能电池片设计要求，进行步骤S1:在基底的第一指定区域印刷扩散掩膜浆料。优选地，扩散掩膜浆料采用喷墨打印的方法印刷在基底上，喷墨打印方式的造价低廉，易于使用，速度较快。需要说明的是，喷墨打印的方法只是本发明的一种优选的实施例，其他的能将扩散掩膜浆料印刷到基底上的方式也可以用于本发明的MWT太阳能电池片的制备方法。
优选地，本实施例的基底为硅片，在本领域内，硅片制备太阳能电池的技术比其他材料更成熟，应用硅片作基底能够很好地借助于现有的技术和设备。
在S1的步骤之后，进行步骤S2:对带有扩散掩膜浆料的基底进行高温扩散，在基底的背面的第一指定区域以外的区域形成背场。优选地，本实施例中的扩散掩膜浆料为对扩散源有阻挡作用且经高温后可清洗的材料，例如二氧化硅、氮化硅、氮化铝等，这一类物质的热稳定性好、结构致密，能够在第一指定区域内形成一层阻挡层，对背场的形成具有很好的效果。
优选地，在S2的步骤之后还包括将带有背场的基底进行清洗，并对其边缘进行刻蚀。在此过程中，可以去除基底表面包括边缘的扩散杂质，防止PN结的正面所收集到的光生电子沿着边缘的杂质流到PN结的背面而形成短路。
根据本发明的实施例，将带有背场的基底进行清洗，并对基底进行刻蚀之后包括利用PECVD方法，在基底上下表面形成SiNx膜。本发明的SiNx膜层还可以用物理气相沉积法和化学气相沉积法等方法形成。
在基底上下表面形成SiNx膜的步骤之后还包括根据MWT太阳能电池片设计要求，在基底背面的第一指定区域打孔。在本实施例中，孔是通过激光穿透而成，孔的直径为50～500μm。其中，激光器采用的是脉冲激光器，也可以是固体激光器、气相激光器，激光的波长从300nm到1600nm，脉冲的长度从10ps到30ns，重复频率从100Hz到200KHz，通过准直、扩散、聚焦投射到硅片表面的激光光斑直径从5μm到100μm。
优选地，根据MWT太阳能电池片设计要求，在基底背面的第一指定区域打孔之后还包括后处理步骤，后处理步骤包括采用丝网印刷，对基底进行过孔浆料、背面栅线、正面栅线的印刷，最后对基底进行烧结，得到MWT太阳能电池片。
根据上述实施例，具体举例说明其操作步骤：
选择P型单晶硅片，晶面(1，0，0)，硅片厚度180μm，经过清洗、制绒、扩散发射极制备发射结。
依照MWT电池背面设计，采用喷墨打印的方法，在第一指定区域(孔周围确定区域)打印扩散掩膜浆料。
印刷腐蚀浆料的丝网设计为以孔为圆心，半径为3mm的图案，调整打印参数保证扩散掩膜浆料均匀覆盖在基底的背面的第一指定区域处。
将带有扩散掩膜的硅片进行高温扩散，形成背场，在扩散掩膜浆料覆盖区外形成均匀背场，浆料覆盖区域内无背场形成。
将带有背场的硅片进行清洗，边缘刻蚀，并在硅片上下表面都形成SiNx膜，其中上表面膜厚90nm，折射率2.2;下表面80nm、折射率2.1。
最后在基底上打孔并进行丝网印刷，丝网印刷采用三步印刷:硅片背场面印刷浆料，背场面浆料直径3mm；再烘干，印刷背面栅线，细栅宽100μm;再烘干，印刷正面栅线，细栅宽80μm。最后烘干、烧结得到MWT太阳能电池片。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果:根据本发明的MWT太阳能电池片制备方法，在制备电池片的过程中，背场是直接在基底的背面的指定区域形成的，这样可以避免增加背场去除工艺，并避免因去除多余背场引入的损伤、杂质及对需保留背场结构的破坏，保证电池光电转换效率。通过增加了扩散掩膜浆料的喷墨打印工艺，后续清洗工艺可以与现有的刻蚀工序集成，不需要额外增加清洗步骤，工艺简单，有利于成本控制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而己，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种MWT太阳能电池片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:在基底背面的第一指定区域印刷扩散掩膜浆料;
S2:对带有所述扩散掩膜浆料的基底进行高温扩散，在所述基底背面的所述第一指定区域以外的区域形成背场。
2.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池片的制备方法，其特征在于，在所述S1的步骤之前还包括前处理步骤，所述前处理步骤包括:对所述基底进行清洗、制绒、在所述基底表面扩散形成发射极并制备发射结。
3.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池片的制备方法，其特征在于，所述扩散掩膜浆料采用喷墨打印的方法印刷在所述基底上。
4.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池片的制备方法，其特征在于，所述扩散掩膜浆料由对扩散源有阻挡作用且经高温后可清洗的材料制成。
5.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池片的制备方法，其特征在于，在所述S2的步骤之后还包括:将带有所述背场的所述基底进行清洗，并对所述基底进行边缘刻蚀。
6.根据权利要求5所述的MWT太阳能电池片的制备方法，其特征在于，将带有所述背场的基底进行清洗，并对所述基底进行边缘刻蚀的步骤之后还包括:在所述基底上下表面形成SiNx膜。
7.根据权利要求6所述的MWT太阳能电池片的制备方法，其特征在于，在所述基底上下表面形成SiNx膜的步骤之后还包括:在所述基底背面的第一指定区域打孔。
8.根据权利要求7所述的MWT太阳能电池片的制备方法，其特征在于，在所述基底背面的第一指定区域打孔的步骤之后还包括后处理步骤，所述后处理步骤包括:采用丝网印刷，对所述基底进行过孔浆料、背面栅线、正面栅线的印刷。
9.根据权利要求8所述的MWT太阳能电池片的制备方法，其特征在于，所述后处理步骤还包括:对所述基底进行烧结。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的MWT太阳能电池片的制备方法，其特征在于，所述基底为硅片。
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