CN103474516A - N型双面太阳电池的制作方法 - Google Patents

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贾河顺
姜言森
方亮
任现坤
徐振华
张春艳
马继磊
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Abstract

本发明公开了一种N型双面晶硅太阳电池的制作方法，包括以下步骤：①晶硅表面制绒；②在晶硅的背面局部印刷遮挡层；③双面硼扩散；④去除遮挡层和硼硅玻璃层；⑤双面减反射膜制备；⑥丝网印刷及烧结。本方法与传统晶硅太阳电池制作方法比较，不但一次性扩散就可以实现双面受光晶硅太阳电池，增加太阳电池的PN结面积，提高发电效率，而且可以减少边缘隔离工艺。

Description

N型双面太阳电池的制作方法
技术领域
本发明公开了一种晶硅太阳电池的制作方法，具体涉及一种N型双面太阳电池的制作方法。 
背景技术
从现在太阳电池发展环境上来说，随着太阳电池的发展，设备折旧和效率提升是越来越多的生产企业必须关注的重点问题，在不改变现有设备或者经过设备改造的方法提高现有产线的效率、提高产能是企业生存发展的动力；设备的整合和再利用也是减少固定资产浪费、提高企业竞争的一种方法。 
从技术上来说，传统晶硅双面受光太阳电池采用两次扩散在太阳电池的两个表面(正面和背面)分别形成PN结，不但要在在两个不同的设备进行不同的工艺操作，增加机台；并且在进行第二次扩散的同时要保护第一次扩散的表面不受污染，需要更多的操作工艺才能取得预期的效果。由于工艺本身的局限性，晶硅双面太阳电池还不能大量应用于生产。即使被看好的Sanyo 双面HIT太阳电池也要在太阳电池的背面至少沉积两层薄膜。这些工艺流程一般比较复杂，对设备以要求都很高。 
发明内容
本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供的一种N型晶硅双面太阳电池的制备方法，对传统产线进行改造升级，实现太阳电池产品由单面太阳电池向双面太阳电池的转变，增加太阳电池的PN结面积，提高太阳光的利用率,增加太阳电池的闭路电流，达到提高效率的目的。 
本发明的一种N型双面太阳电池的制作方法技术方案为，依次包括以下步骤： 
①晶硅表面制绒；
②在晶硅的背面局部印刷遮挡层；
③双面硼扩散；
④去除遮挡层和硼硅玻璃层；
⑤双面减反射膜制备；
⑥丝网印刷及烧结。
步骤②中在晶硅背面用丝网印刷、喷涂或旋涂方法形成局部遮挡层。 
步骤②中遮挡层为石蜡和/或氧化硅。 
步骤③的太阳电池的两个表面都要充分暴露在扩散气氛中，这样在没有遮挡层的部分形成太阳电池的P型层。 
步骤④中去除遮挡层用HF、HCl和HNO3混合液进行化学腐蚀。 
步骤⑤的减反射膜为氮化硅、氧化硅、氧化铝中的一种或者几种。 
步骤⑥中，正面丝网印刷Ag或Al电极。 
步骤⑥中，在步骤②的遮挡层位置丝网印刷背面电极a。 
步骤⑥中，在遮挡层之外的位置印刷背面电极b。 
步骤⑥中，背面电极a为Ag电极，背面电极b为Ag或Al电极。。 
本发明的有益效果为：本发明的一种N型晶硅双面太阳电池的制备方法，对传统产线进行改造升级，实现太阳电池产品由单面太阳电池向双面太阳电池的转变，增加太阳电池的PN结面积，提高太阳光的利用率,增加太阳电池的闭路电流，达到提高效率的目的。 
本发明方法与传统晶硅太阳电池制作方法比较，不但一次性扩散就可以实现双面受光晶硅太阳电池，增加太阳电池的PN结面积，提高发电效率，而且可以减少边缘隔离工艺。该结构太阳电池经PC1D软件模拟，得到的太阳电池主要参数为：短路电流55.2mA/cm2，效率24.21%（传统n型太阳电池短路电流40mA/cm2左右，效率19%），经过产线升级和设备改造，可以大幅提高太电池的效率。 
经过产线小量实验，得到如下结果：短路电流可以提高到45mA/cm2，效率可以达到21.2%，相对提高效率2%以上。 
附图说明：
图1所示为本发明N型双面太阳电池结构示意图。
图中，1.正面减反射层，2.正面电极，3.正面发射极层，4.基底，5.合金共融层，6.背面电极a，7.背面减反射层，8.背面发射极层，9.背面电极b。 
  
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
实施例1 
本发明的一种N型双面太阳电池的制作方法，依次包括以下步骤：
①在N型基底4的晶硅表面制绒；
②在晶硅的背面用丝网印刷、喷涂或旋涂方法印刷50条相互平行的宽度为1.5mm的条状遮挡层，条状遮挡层之间的间隔为3.3mm，遮挡层为石蜡；
③双面硼扩散，晶硅的两个表面都要充分暴露在扩散气氛中，这样在没有遮挡层的部分形成太阳电池的正面发射极层3和背面发射极层8。
④去除遮挡层和硼硅玻璃层；去除遮挡层用HF、HCl和HNO3混合液进行化学腐蚀。 
⑤正面减反射层1和背面减反射层7制备：在上表面用PECVD/原子层沉积（ALD）形成10nm氧化铝和75nmSiNx：H双层正面减反射层1，在太阳电池的背面用PECVD 形成85nm SiNx：H单层背面减反射层。 
⑥丝网印刷及烧结，正面丝网印刷Ag或Al电极作为正面电极2；在去除了遮挡层的原遮挡层位置上方丝网印刷Ag，烧结后形成合金共融层5和合金共融层上方的背面电极a6；在背面的遮挡层之外的位置平行于背面电极a6印刷Ag或Al，烧结后形成背面电极b9。 
该结构太阳电池经PC1D软件模拟，得到的太阳电池主要参数为：短路电流55.2mA/cm2，效率24.21%（传统n型太阳电池短路电流40mA/cm2左右，效率19%），经过产线升级和设备改造，可以大幅提高太电池的效率。 
经过产线小量实验，得到如下结果：短路电流可以提高到48mA/cm2，效率可以达到22.2%，相对提高效率2%以上。 
电性能参数表1所示。 
表1 实施例1电性能主要参数表 
Figure 2013104664204100002DEST_PATH_IMAGE001
。
实施例2 
本发明的一种N型双面太阳电池的制作方法，依次包括以下步骤：
①在N型基底4的晶硅表面制绒；
②在晶硅的背面用丝网印刷、喷涂或旋涂方法印刷45条相互平行的宽度为1.56mm的条状遮挡层，条状遮挡层之间的间隔为3.45mm，遮挡层为氧化硅；
③双面硼扩散，晶硅的两个表面都要充分暴露在扩散气氛中，这样在没有遮挡层的部分形成太阳电池的正面发射极层3和背面发射极层8。
④去除遮挡层和硼硅玻璃层；去除遮挡层用HF、HCl和HNO3混合液进行化学腐蚀。 
⑤正面减反射层1和背面减反射层7制备：减反射膜在上表面用PECVD/原子层沉积（ALD）形成5nm氧化铝和100nm氧化硅双层正面减反射层1，在太阳电池的背面用PECVD形成85nm SiNx：H单层背面减反射层。 
⑥丝网印刷及烧结，正面丝网印刷Ag或Al电极作为正面电极2；在去除了遮挡层的原遮挡层位置上方丝网印刷Ag，烧结后形成合金共融层5和合金共融层上方的背面电极a6；在背面的遮挡层之外的位置平行于背面电极a6印刷Ag或Al，烧结后形成背面电极b9。 
该结构太阳电池经PC1D软件模拟，得到的太阳电池主要参数为：短路电流54.4mA/cm2，效率23.95%（传统n型太阳电池短路电流40mA/cm2左右，效率19%），经过产线升级和设备改造，可以大幅提高太电池的效率。 
经过产线小量实验，得到如下结果：短路电流可以提高到44.5mA/cm2，效率可以达到21.3%，相对提高效率2%以上。 
电性能参数表2所示。 
表2 
Figure 2013104664204100002DEST_PATH_IMAGE002
。

Claims (9)

1.一种N型双面太阳电池的制作方法，依次包括以下步骤：
①晶硅表面制绒；
②在晶硅的背面局部印刷遮挡层；
③双面硼扩散；
④去除遮挡层和硼硅玻璃层；
⑤双面减反射膜制备；
⑥丝网印刷及烧结。
2. 根据权利要求1所述的N型双面太阳电池的制作方法，其特征在于，步骤②中在晶硅背面用丝网印刷、喷涂或旋涂方法形成局部遮挡层。
3. 根据权利要求1所述的N型双面太阳电池的制作方法，其特征在于，步骤②中遮挡层为石蜡和/或氧化硅。
4. 根据权利要求1所述的N型双面太阳电池的制作方法，其特征在于，步骤④中去除遮挡层用HF、HCl和HNO3混合液进行化学腐蚀。
5. 根据权利要求1所述的N型双面太阳电池的制作方法，其特征在于，步骤⑤的减反射膜为氮化硅、氧化硅、氧化铝中的一种或者几种。
6. 根据权利要求1所述的N型双面太阳电池的制作方法，其特征在于，步骤⑥中，正面丝网印刷Ag或Al电极。
7. 根据权利要求1所述的N型双面太阳电池的制作方法，其特征在于，步骤⑥中，在步骤②的遮挡层位置丝网印刷背面电极a。
8. 根据权利要求7所述的N型双面太阳电池的制作方法，其特征在于，步骤⑥中，在遮挡层之外的位置印刷背面电极b。
9. 根据权利要求7所述的N型双面太阳电池的制作方法，其特征在于，步骤⑥中，背面电极a为Ag电极，背面电极b为Ag或Al电极。
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