CN104201217A - 背面铝箔点接触的perc晶体硅太阳能电池制备方法 - Google Patents

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高艳涛
崔会英
钱亮
何锐
张斌
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Abstract

本发明提供了一种背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法,在硅片的背面铺贴铝箔,采用激光烧蚀,使铝箔与硅基体局部熔融形成局部欧姆接触;本发明提出可以利用廉价的铝箔替代铝浆,采用激光将铝箔与硅基体局部熔融,解决了铝浆印刷碎片率高的问题,节约了生产成本,废料回收方便,更环保。

Description

背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池的制备方法,具体涉及一种背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法。
背景技术
现代化太阳能电池工业化生产朝着高效低成本化方向发展,背钝化与金属化区域局域重掺杂技术相结合作为高效低成本发展方向的代表,其优势在于:
(1)优异的背反射器:由于电池背面介质膜的存在使得内背反射从常规全铝背场65%增加到92-95%。一方面增加的长波光的吸收,另一方面尤其对未来薄片电池的趋势提供了技术上的保证;
(2)介质薄膜优越的背面钝化技术:由于背面介质膜的良好的钝化作用,介质薄膜区域的背面复合速率降低至10-50cm/s;
目前背面点接触多数在激光薄膜钻孔后,采用丝网印刷铝浆的方法在电池背面印刷铝层,然后在薄膜的空洞处形成局部的铝硅接触。但这种方案的缺点是铝浆印刷这一步骤的成本相对较高,且碎片率高。
发明内容
发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术的不足,提供一种背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法。
技术方案:为了实现以上目的,本发明公开了一种背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法,在硅片的背面铺贴铝箔,采用激光烧蚀,使铝箔与硅基体局部熔融形成局部欧姆接触;本发明提出可以利用廉价的铝箔替代铝浆,采用激光将铝箔与硅基体局部熔融,解决了铝浆印刷碎片率高的问题,同时由于铝箔的成本比铝浆的成本低很多,节约生产成本,解决了碎片率高的问题,再则铝浆成本高且废料处理回收较难,采用铝箔后,废料回收方便,更环保。
本发明中所述铝箔的形状和硅片相同,将铝箔的形状等同硅片的形状,能够在保证激光烧蚀面积的基础上有效节约铝箔的用量。
本发明中所述激光烧蚀的图形为线阵列,或点阵列,采用上述设计铝硅接触效果好。
本发明所述的背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法,具体步骤如下:
(1)硅片去损伤并制绒;
(2)磷扩散;
(3)背面磷硅玻璃去除,并实现背面抛光,清洗;
(4)背面氧化铝薄膜生长;
(5)正面减反射薄膜生长;
(6)正面印刷银栅线,烧结; 
(7)在硅片的背面铺贴铝箔,采用激光烧蚀,使铝箔与硅基体局部熔融形成局部欧姆接触。
本发明中将在硅片的背面铺贴铝箔,采用激光烧蚀,使铝箔与硅基体局部熔融形成局部欧姆接触;本发明提出可以利用廉价的铝箔替代铝浆,采用激光将铝箔与硅基体局部熔融,解决了铝浆印刷碎片率高的问题。
本发明中所述步骤(3)背面磷硅玻璃去除,背面抛光方法为:采用在线滚轮式设备,单面去除PSG,抛光时正面发射结被PSG保护,实现背面抛光。
本发明中所述步骤(4)为背面钝化薄膜的生长,采用PECVD,ALD或者APCVD方法实现,所述钝化膜厚度为1-50nm,最优值为10nm。
本发明中所述步骤(2)磷扩散方法为管式磷扩散,其方阻值为30-180ohm/sq,最优值为90ohm/sq。
本发明中所述步骤(3)中清洗方法为采用氢氟酸溶液进行清洗,其溶液浓度为0.1-20%,最优值为1%。
本发明中所述步骤(5)中减反射膜其折射率为1.9-2.3,最优值为2.07,厚度40-120nm,最优值为78nm。
本发明中所述线阵列的线宽10-100um,最优值为35um,线间距0.3-2.5mm,最优值为1mm;点阵列的直径50-400um,最优值为160um,点间距0.1-2mm,最优值为0.8mm。
本发明的背面氧化铝钝化膜可以为其他薄膜作为保护膜,如SiNx,TiOx,SiOx,也可以不需要保护膜。
有益效果:本发明与现有技术相比,具有以下优点:
本发明提出可以利用廉价的铝箔替代铝浆,采用激光将铝箔与硅基体局部熔融形成局部欧姆接触,解决了铝浆印刷碎片率高的问题,同时由于铝箔的成本比铝浆的成本低很多,再则铝浆成本高且废料处理回收较难,采用铝箔后,节约了生产成本,解决了碎片率高的问题,废料回收方便,更环保。
附图说明
图1为本发明中背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池的结构示意图。
图中,正面Ag电极1、SiNx减反膜2、磷扩散层3、P型硅基体4、氧化铝5、铝箔6、激光烧蚀形成的铝硅局部接触7。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明进行详细说明,但同时说明本发明的保护范围并不局限于本实施例的具体范围,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
实施例1
一种背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池,以156mm P型单晶硅片为基体材料,制造方法的具体步骤如下:
(1)P型硅片去损伤并制绒,清洗;
(2)管式磷扩散,扩散方阻90ohm/sq;
(3)湿法in line设备背面磷硅玻璃(PSG)去除,背面抛光,去除正面PSG后采用1%HF溶液清洗;
(4)在硅片的背表面生长氧化铝钝化膜,厚度10nm;
(5)在硅片的前表面用PECVD的方法生长氮化硅减反膜,折射率2.07,厚度78nm;
(6)在硅片的正面丝网印刷银栅线,并烧结;
(7)在硅片的背面铺贴铝箔,铝箔的形状和硅片相同,宽度为154mm;
(8)激光烧蚀,使铝箔与硅基体局部熔融形成局部欧姆接触,烧蚀图形是线阵列,线阵列的线宽35um,线间距1mm。
该实例中,优化的单晶电池转换效率批次平均效率达到19.9%。
 
实施例2
一种背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池,以156mm P型单晶硅片为基体材料,制造方法的具体步骤如下:
(1)P型硅片去损伤并制绒,清洗;
(2)管式磷扩散,扩散方阻30ohm/sq;
(3)湿法in line设备背面磷硅玻璃(PSG)去除,背面抛光,去除正面PSG后采用1%HF溶液清洗;
(4)在硅片的背表面生长氧化铝钝化膜,厚度1nm;
(5)在硅片的前表面用PECVD的方法生长氮化硅减反膜,折射率1.90,厚度120nm;
(6)在硅片的正面丝网印刷银栅线,并烧结;
(7)在硅片的背面铺贴铝箔,铝箔的形状和硅片相同,宽度为154mm;
(8)激光烧蚀,使铝箔与硅基体局部熔融形成局部欧姆接触,烧蚀图形是线阵列,线阵列的线宽10um,线间距0.3mm。
该实例中,优化的单晶电池转换效率批次平均效率达到19.6%。
 
实施例3
一种背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池,以156mm P型单晶硅片为基体材料,制造方法的具体步骤如下:
(1)P型硅片去损伤并制绒,清洗;
(2)管式磷扩散,扩散方阻180ohm/sq;
(3)湿法in line设备背面磷硅玻璃(PSG)去除,背面抛光,去除正面PSG后采用1%HF溶液清洗;
(4)在硅片的背表面生长氧化铝钝化膜,厚度50nm;
(5)在硅片的前表面用PECVD的方法生长氮化硅减反膜,折射率2.30,厚度40nm;
(6)在硅片的正面丝网印刷银栅线,并烧结;
(7)在硅片的背面铺贴铝箔,铝箔的形状和硅片相同,宽度为154mm;
(8)激光烧蚀,使铝箔与硅基体局部熔融形成局部欧姆接触,烧蚀图形是点阵列,线阵列的线宽50um,线间距2.5mm。
该实例中,优化的单晶电池转换效率批次平均效率达到19.8%。

Claims (10)

1.一种背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法,其特征在于:在硅片的背面铺贴铝箔,采用激光烧蚀,使铝箔与硅基体局部熔融形成局部欧姆接触。
2.根据权利要求1所述的背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法,其特征在于:所述铝箔的形状和硅片相同。
3.根据权利要求1所述的背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法,其特征在于:所述激光烧蚀的图形为线阵列,或点阵列。
4.根据权利要求1所述的背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法,其特征在于:具体步骤如下:
(1)硅片去损伤并制绒;
(2)磷扩散;
(3)背面磷硅玻璃去除,并实现背面抛光,清洗;
(4)背面氧化铝钝化膜生长;
(5)正面减反射膜生长;
(6)正面印刷银栅线,烧结; 
(7)在硅片的背面铺贴铝箔,采用激光烧蚀,使铝箔与硅基体局部熔融形成局部欧姆接触。
5.根据权利要求4所述的背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法,其特征在于:所述步骤(3)背面磷硅玻璃去除,背面抛光方法为:采用在线滚轮式设备,单面去除PSG。
6.根据权利要求4所述的背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法,其特征在于:所述步骤(4)为背面钝化膜的生长,采用PECVD,ALD或者APCVD方法实现,所述钝化膜厚度为1-50nm。
7.根据权利要求4所述的背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法,其特征在于:所述步骤(2)磷扩散方法为管式磷扩散,其方阻值为30-180ohm/sq。
8.根据权利要求4所述的背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中清洗方法为采用氢氟酸溶液进行清洗,其溶液浓度为0.1-20%。
9.根据权利要求4所述的背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法,其特征在于:所述步骤(5)中减反射膜其折射率为1.9-2.3,厚度40-120nm。
10.根据权利要求3所述的背面铝箔点接触的PERC晶体硅太阳能电池制备方法,其特征在于:所述线阵列的线宽10-100um,线间距0.3-2.5mm;所述点阵列的直径50-400um,点间距0.1-2mm。
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