CN103337553A - 一种薄膜覆盖正面电极的硅太阳能电池及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄膜覆盖正面电极的硅太阳能电池及其制造工艺，本发明在制造MWT背接触太阳能电池时，将减反射膜完全覆盖住正面电极，即正面电极不需要穿透减反射膜直接与硅片接触，降低了串联电阻，提高了电池转换效率。同时印刷正面电极银浆时的穿透深度也更加容易控制，使得工艺简化。正面电极在减反射膜的完全覆盖下，不与外界直接接触，提高了该正面电极的抗腐蚀性和抗氧化能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄膜覆盖正面电极的硅太阳能电池及其制造工艺，属于太阳能电池领域。
背景技术
现有的太阳能电池制备技术均是采用先镀膜后印刷的工艺路线，此工艺路线，对硅太阳能电池正面银浆提出很高的技术要求，要求其不但能快速穿透氮化硅薄膜，而且能和硅衬底形成良好的欧姆接触；同时对硅的穿透力要严格控制，避免形成漏电，这一要求，导致硅太阳能正面银浆技术一直被杜邦等国外公司所垄断。如何突破硅太阳能正面银浆技术，成为业内主攻的方向，本发明专利另辟幽径，通过调整工艺路线，成功的降低了硅太阳能电池正面银浆的技术门槛，以下以晶体硅常规太阳能电池为例对本发明进行阐述。常规太阳能电池的主要制备工艺步骤如下：
步骤一、制绒：对硅片进行腐蚀，织构化。
步骤二、扩散：对制绒后的硅片进行扩散，制备PN结。
步骤三、刻蚀：刻蚀扩散后硅片的四周,防止漏电。
步骤四、去PSG：去除硅片表面的PSG。
步骤五、镀减反射膜。
步骤六、制备背面电极,然后烘干。
步骤七、制备背面电场，然后烘干。
步骤八、制备正面电极，然后烘干。
步骤八、烧结。
步骤九、测试分选。
测试分选后,按照不同档位及品质包装入库。
在现有的制备晶体硅太阳能电池时。先对硅片镀减反射膜,然后再进行印刷正面电极和烧结,这种工艺存在如下缺点：
1.正面电极银浆要有良好的穿透性，可以顺利穿透氮化硅薄膜。
2.银浆和硅表面接触时,受到氮化硅薄膜阻挡，接触面积减少，导致串联电阻变大，影响电池转换效率。
3.银浆和硅形成欧姆接触时,要具有较低的穿透力,否则会造成漏电,这和顺利穿透氮化硅薄膜形成了矛盾.
4.电极裸漏在薄膜表面，容易被腐蚀和氧化。
发明内容
发明目的：本发明提出一种薄膜覆盖正面电极的硅太阳能电池制造工艺，该工艺中正面电极银浆具有更好的穿透性，其与硅表面的接触电阻更小，提高了电池转换效率，同时正面电极在减反射膜的覆盖下不易被腐蚀氧化。
技术方案：本发明采用的技术方案为一种薄膜覆盖MWT太阳能电池制造工艺，包括以下步骤：
1）选取具有第一导电类型的硅片，经过在硅片预定位置开设通孔、以及制绒、扩散、通孔背结保护和刻蚀工艺后形成具有通孔的电池衬底；
2）去除所述电池衬底表面的PSG；
3）向该电池衬底上所述通孔内填充浆料，并制备背面电极，然后烘干；
4）制备背面背场，然后烘干；
5）制备电池正面电极，然后烘干；
6）在步骤4）所形成的电池衬底上表面镀减反射膜，该减反射膜完全覆盖正面电极；
7）经烧结后测试分选。
所述步骤9）中所述减反射膜为氮化硅膜。所述步骤5）中利用丝网印刷技术制备正面电极。所述第一导电类型为P型。
一种薄膜覆盖MWT结构SE太阳能电池制造工艺，包括以下步骤：
1）选取具有第一导电类型的硅片，经过在硅片预定位置开设通孔、以及制绒、扩散、通孔背结保护、刻蚀工艺形成具有通孔的电池衬底；
2）在所述电池衬底表面打印掩膜，将电极下方需要重掺杂区域遮蔽起来；
3）刻蚀所述带有掩膜的电池衬底，去除硅片周围多余的PN结；
4）去除所述电池衬底表面的PSG，对未被石蜡掩膜遮蔽的区域进行刨结处理，处理完毕后去除石蜡掩膜；
5）向该电池衬底上所述通孔内填充浆料，并制备背面电极，然后烘干；
6）制备背面背场，然后烘干；
7）制备电池的正面电极，然后烘干；
8）在步骤7）所形成的电池衬底上表面镀减反射膜，该减反射膜完全覆盖正面电极；
9）经烧结后测试分选。
作为该薄膜覆盖MWT结构SE太阳能电池制造工艺的进一步改进，所述减反射膜为氮化硅膜。所述第一导电类型为P型。所述步骤5）采用喷墨打印制作电池的正面电极。
一种薄膜覆盖MWT太阳能电池，包括减反射膜和正面电极，该电池正面的减反射膜完全覆盖正面电极。所述减反射膜为氮化硅膜。
有益效果：本发明在制造MWT背接触太阳能电池时，将减反射膜完全覆盖住正面电极，即正面电极不需要穿透减反射膜直接与硅片接触，降低了串联电阻，提高了电池转换效率。同时印刷正面电极银浆时的穿透深度也更加容易控制，使得工艺简化。正面电极在减反射膜的完全覆盖下，不与外界直接接触，提高了该正面电极的抗腐蚀性和抗氧化能力。
附图说明
图1为本发明一种薄膜覆盖MWT太阳能电池制造工艺所制成的太阳能电池片结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1：本实施例提供了一种薄膜覆盖MWT太阳能电池制造工艺，经过以下工艺步骤完成：
1）打孔:使用激光在选取的P型硅片上的预定位置开设直径200-300微米通孔1，所谓预定位置就是太阳能电池正面电极3所在的位置，通孔的数量也与正面电极3的数量相同。
2)制绒:使用HF和HNO3对硅片进行腐蚀,在硅片表面形成1-3微米大小的虫卵结构。
3)扩散:使用三氯氧磷和氧气在高温下对硅片进行磷扩散,扩散方阻85欧姆，形成PN结。
4) 通孔背结保护:在太阳能电池通孔背部印刷石蜡掩膜,保护通孔及直径3mm内的PN结,避免在刻蚀时遭到破坏.
5)刻蚀,去石蜡掩膜及去除磷硅玻璃:使用刻蚀工艺将电池衬底1四周多余的N型层去除,并去除电池衬底1表面的磷硅玻璃。
6）利用丝网印刷工艺，在电池衬底内的通孔填满浆料，并印刷背面电极5，然后烘干。
7) 利用丝网印刷工艺,印刷背场4,然后烘干.
8）利用丝网印刷工艺制作正面电极3，然后烘干。
9）在电池衬底1的正面镀上氮化硅膜2，该氮化硅薄膜2将电池衬底1正面和正面电极3完全覆盖住。
10）烧结:在各个电极与电池衬底1之间形成欧姆接触，然后进行测试分选,按不同电性能进行分档，并包装出售。
一种薄膜覆盖MWT太阳能电池，包括减反射膜和正面电极，该电池正面的减反射膜完全覆盖正面电极。所述减反射膜为氮化硅膜。
实施例2：本实施例提出了一种薄膜覆盖MWT结构SE太阳能电池制造工艺，包括以下步骤：
1）打孔:使用激光在选取的P型硅片上的预定位置开设直径200-300微米通孔1，所谓预定位置就是太阳能电池正面电极3所在的位置，通孔的数量也与正面电极3的数量相同。
2)制绒:使用HF和HNO3对硅片进行腐蚀,在硅片表面形成1-3微米大小的虫卵结构。
3)扩散:使用三氯氧磷和氧气在高温下对硅片进行磷扩散,扩散方阻85欧姆，形成PN结。
4) 通孔背结保护:在太阳能电池通孔背部印刷石蜡掩膜,保护通孔及直径3mm内的PN结,避免在刻蚀时遭到破坏。
5)打印石蜡掩膜: 在电池衬底上表面喷墨打印石蜡掩膜，该石蜡掩膜具有与正面栅线图形相同的图案。
6)刻蚀,刨结,去石蜡掩膜及去除磷硅玻璃:利用腐蚀液将掩膜以外的掺杂层表层刻蚀掉一个薄层形成浅扩散层，同时也将电池衬底四周多余的部分去除，再洗掉石蜡,去除衬底1表面的磷硅玻璃。
7）利用丝网印刷工艺，在电池衬底内的通孔填满浆料，并印刷背面电极5，然后烘干。
8) 利用丝网印刷工艺,印刷背场4,然后烘干。
9）利用喷墨打印工艺制作正面电极3，然后烘干。
10）在电池衬底1的正面镀上氮化硅膜2，该氮化硅薄膜2将电池衬底1正面和正面电极3完全覆盖住。
11）烧结:在各个电极与电池衬底1之间形成欧姆接触，然后进行测试分选,按不同电性能进行分档，并包装出售。
Claims (9)
1.一种薄膜覆盖MWT太阳能电池制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）选取具有第一导电类型的硅片，经过在硅片预定位置开设通孔、以及制绒、扩散、通孔背结保护和刻蚀工艺后形成具有通孔的电池衬底；
2）去除所述电池衬底表面的PSG；
3）向该电池衬底上所述通孔内填充浆料，并制备背面电极，然后烘干；
4）制备背面背场，然后烘干；
5）制备电池正面电极，然后烘干；
6）在步骤4）所形成的电池衬底上表面镀减反射膜，该减反射膜完全覆盖正面电极；
7）经烧结后测试分选。
2.根据权利要求1所述的薄膜覆盖MWT太阳能电池制造工艺，其特征在于，所述步骤6）中所述减反射膜为氮化硅膜。
3.根据权利要求1所述的薄膜覆盖MWT太阳能电池制造工艺，其特征在于，所述步骤5）中利用丝网印刷技术制备正面电极。
4.一种薄膜覆盖MWT结构SE太阳能电池制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）选取具有第一导电类型的硅片，经过在硅片预定位置开设通孔、以及制绒、扩散、通孔背结保护、刻蚀工艺形成具有通孔的电池衬底；
2）在所述电池衬底表面打印掩膜，将电极下方需要重掺杂区域遮蔽起来；
3）刻蚀所述带有掩膜的电池衬底，去除硅片周围多余的PN结；
4）去除所述电池衬底表面的PSG，对未被石蜡掩膜遮蔽的区域进行刨结处理，处理完毕后去除石蜡掩膜；
5）向该电池衬底上所述通孔内填充浆料，并制备背面电极，然后烘干；
6）制备背面背场，然后烘干；
7）制备电池的正面电极，然后烘干；
8）在步骤7）所形成的电池衬底上表面镀减反射膜，该减反射膜完全覆盖正面电极；
9）经烧结后测试分选。
5.根据权利要求4所述的薄膜覆盖MWT太阳能电池制造工艺，其特征在于，所述步骤8）中所述减反射膜为氮化硅膜。
6.根据权利要求1或4所述的薄膜覆盖MWT太阳能电池制造工艺，其特征在于，所述第一导电类型为P型。
7.根据权利要求4所述的薄膜覆盖MWT太阳能电池制造工艺，其特征在于，所述步骤7）采用喷墨打印制作电池的正面电极。
8.一种根据权利要求1至3中任意一项所述的薄膜覆盖MWT太阳能电池制造工艺生产的薄膜覆盖MWT太阳能电池，包括减反射膜和正面电极，其特征在于，该电池的减反射膜完全覆盖正面电极。
9.根据权利要求8所述的一种薄膜覆盖MWT太阳能电池，其特征在于，所述减反射膜为氮化硅膜。
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