CN105489710A - 一种全背电极太阳能电池的生产工艺 - Google Patents

一种全背电极太阳能电池的生产工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN105489710A
CN105489710A CN201610046118.7A CN201610046118A CN105489710A CN 105489710 A CN105489710 A CN 105489710A CN 201610046118 A CN201610046118 A CN 201610046118A CN 105489710 A CN105489710 A CN 105489710A
Authority
CN
China
Prior art keywords
diffusion layer
production technology
solar cell
oxide
front surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610046118.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105489710B (zh
Inventor
李运钧
朱航
杨蔚
曾国平
杨墨熹
李昕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SICHUAN YINHE STARSOURCE TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
SICHUAN YINHE STARSOURCE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SICHUAN YINHE STARSOURCE TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical SICHUAN YINHE STARSOURCE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201610046118.7A priority Critical patent/CN105489710B/zh
Publication of CN105489710A publication Critical patent/CN105489710A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105489710B publication Critical patent/CN105489710B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0682—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种全背电极太阳能电池的生产工艺，包括：(1)在n型硅衬底硅片背面形成具有指状交叉排列的背面n+扩散层区域、背面p+扩散层区域；在n型硅衬底硅片前表面形成前表面n+扩散层；(2)将n型硅衬底硅片进行退火氧化处理形成氧化层；(3)在n型硅衬底硅片的前表面和背面沉积钝化层；在前表面钝化层上沉积增反层；(4)将导电浆料印刷在背面钝化层上，烧结后，分别在背面p+扩散层区域和背面n+扩散层区域上形成接触电极，完成全背电极太阳能电池的制造。本发明将单一导电浆料同时印刷在背面p+扩散层和n+扩散层上的钝化层上，烧结后在p+扩散层和n+扩散层上形成低接触电阻的指状交叉导电电极，简化了IBC电池的生产工艺，降低了IBC电池的生产成本。

Description

一种全背电极太阳能电池的生产工艺
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种全背电极太阳能电池的生产工艺。
背景技术
当下，第三次工业革命的核心是新能源革命，提高太阳能电池效率技术作为提高太阳能利用率的关键，代表了先进的技术发展方向，对我国光伏产业的结构调整和可持续发展具有重要影响，属于当前应该发展的重大技术之一。
目前的晶体硅太阳能电池由n型或p型硅制造而成。就p型晶体硅太阳能电池来讲，由于烧穿正面银浆和背场铝浆的应用，导致硅片电池工艺简单，成本较低，所以p型晶体硅太阳能电池是当前的主流产品,目前主流的p型硅太阳能电池效率已经可以稳定在19％以上，但要想在不改变电池结构和金属化工艺的情况下进一步提高效率已非常困难。
n型硅片通常载流子寿命较长，电池效率可以做得更高，同时光致衰减小，电池的总发电量也高，是今后高效晶体硅太阳能电池的主要方向，其中以下三种n型型硅太阳能电池在未来几年内可能会成为主流的太阳能电池，它们是，(1)指叉型背接触(IBC)太阳能电池：SunPower公司，可生产25％的最高转化效率的IBC太阳能电池。Solexel的柔性太阳能电池，也属于IBC电池，目前利用四川银河星源科技有限公司开发的导电浆料做电接触，效率可达21.5％。(2)n型硅型双面太阳能电池：英利太阳能，熊猫电池，效率>20％。(3)n型硅异质结太阳能电池：日本松下，25.6％，最佳的效率。以上三种类型的太阳能电池都有取代目前传统的硅太阳能电池的潜力。其中，全背电极(指叉型背接触)IBC晶硅太阳能电池的特点是正面无栅状电极，正负极交叉排列在背后。这种把正面金属栅极去掉的电池结构有很多优点：(1)减少正面遮光损失，相当于增加了有效半导体面积；(2)组件装配成本降低；(3)IBC电池组件的可靠性优越；(4)若银的线宽足够小，IBC电池可用双面电池使用，可进一步提高整体电池效率。但是这种太阳能电池的制备过程中需要印刷不同的导电浆料以形成正负极，制备工艺相对复杂。
目前的晶体硅太阳能电池一般用烧穿银浆技术，分别只能在p+扩散层或n+扩散层上形成电接触，很难同时在p+扩散层和n+扩散层上形成电接触。而在p+硅扩散层上的电接触用烧穿导电银浆，目前世界上只有杜邦和贺力士才有该类产品，一般叫银铝浆，需要在银浆中要加如铝粉来减小接触电阻，但铝的加入会增加烧结后银电极的电阻率，从而增加太阳能电池的串阻，是提高电池的效率的技术瓶颈之一。另外，银铝浆(导电浆料)在p-型硅上可形成电接触时，一般需要在银浆中要加较多的铝粉来减小接触电阻，例如美国专利US2013/0061919和US2012/0031484，都详细叙述了银浆中的铝粉的含量比例，铝的含量至少大于1％，由于较多铝粉的加入，在高温烧结条件下，铝的快速扩散又会伤害电池的PN结，特别是铝粉所产生的铝“spiking”,可导致太阳电池的开路电压和并联电阻减小，从而减小电池的转化效率。
本发明中采用的银浆(导电浆料)，不需要添加铝粉或含量小于0.2％的铝粉，便可在p-型硅上可形成低接触电阻的电接触，同时由于只含有小于0.2％的铝粉而减小银浆烧结后的电极电阻率，减小电池的串联电阻，从而可大大提高太阳能电池的转换效率。更重要的是本发明的银浆，既可在p+扩散层形成电接触又可在n+扩散层上形成电接触，这样可实现单一浆料，单次印刷来实现IBC电池的制造。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种全背电极太阳能电池的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一、在n型硅衬底硅片背面分别进行磷、硼局部扩散，形成具有指状交叉排列的背面n+扩散层区域、背面p+扩散层区域；在n型硅衬底硅片前表面进行磷扩散，形成前表面n+扩散层；
步骤二、将n型硅衬底硅片进行退火氧化处理，在n型硅衬底硅片的前后表面形成氧化层；
步骤三、在n型硅衬底硅片的前表面和背面沉积钝化层，形成前表面钝化层和背面钝化层；在前表面钝化层上沉积增反层，形成前表面增反层；
步骤四、将导电浆料单次印刷在背面指状交叉的p+扩散层区域和背面n+扩散层区域的钝化层上，然后烧结，烧结后，所述导电浆料同时烧穿背面钝化层并分别在背面p+扩散层区域和背面n+扩散层区域上形成接触电极，完成全背电极太阳能电池的制造。
优选的是，所述导电浆料包括以下重量百分比的各组分：银粉80-90％，无机玻璃粉0.1-10％，有机载体1-15％，有机添加剂0.1-10％，铝粉0.0-0.2％；功能性添加剂0.05-5％。
优选的是，所述导电浆料包括以下重量百分比的各组分：银粉87％，无机玻璃粉3％，有机载体含量为8％，有机添加剂1.5％，功能性添加剂0.5％。
优选的是，所述无机玻璃粉的成分按重量百分比计包括：5～50％氧化铅，2～15％氧化硅，3～20％氧化硼，5～50％氧化铋，10～50％氧化碲，1～20％氧化铝，0.05～20％氧化锶，0.05～5％氧化钠，0.5～10％氧化锂，0.05～5％氧化镁，0.05～5％氧化钨，0.05～9％氧化锰，1～20％氧化锌，0.05～5％氟化钠，0.01～5％氟化铝，0.01～50％氟化铅。
优选的是，所述有机载体的成分按重量百分比计包括：改性纤维素衍生物10～15％，有机溶剂55～85％，分散剂1～5％，粘度调节剂5～10％；所述分散剂为1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-丁基-3-甲基氯化咪唑、1-正十六烷基-3甲基溴化咪唑、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种；采用离子液体作为分散剂，其能够有效防止导电浆料中各种粒子的团聚，使各组分均匀分散于浆料中。
优选的是，所述改性纤维素衍生物的制备方法为：按重量份，取2～8份羟丙基甲基纤维素加入80～100份离子液体中，于8～100℃温度下搅拌1～2小时，然后加入2～3份三乙胺，并0.1～0.5份/min的滴加速递将5～15份的苯甲酰氯加入，在80～100℃的条件下以300～500r/min搅拌反应8～10小时，得反应混合物；将反应混合物冷却至室温后，加入反应混合物3倍体积的乙醇混合，过滤，固体物用体积百分比浓度为95％的乙醇水溶液洗涤3次后，干燥，即制得改性纤维素衍生物；所述离子液体为1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-丁基-3-甲基氯化咪唑、1-正十六烷基-3甲基溴化咪唑、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种。
优选的是，所述n型硅衬底硅片为n型单晶硅，其电阻率在1-12Ω·cm，厚度为100-150微米；所述背面n+扩散层的方块电阻为80Ω/□。
优选的是，所述前表面钝化层和背面钝化层为单层膜或叠层膜；所述背面钝化层的厚度为50～80nm；所述单层膜为SiNx膜，所述叠层膜为SiO2/Si3N4叠层膜、SiO2/Al2O3/Si3N4叠层膜、Al2O3/Si3N4叠层膜中的一种；
优选的是，所述步骤二中，退火温度控制在800-1000℃，退火时间控制在20-60分钟，在n型硅片的前后表面形成氧化层，所述氧化层厚度为3-15nm。
优选的是，所述步骤四中，烧结采用红外带式烧结炉。
本发明中，所述银粉的颗粒是球形的，颗粒的大小D50为1.5～2.5微米。
本发明中，所述导电银浆中含有不大于0.2％的铝粉或不含铝粉，所述铝粉为纯铝粉或铝合金粉，铝合金粉为铝硅合金粉，铝镁硅合金粉，铝锌合金粉，纳米铝颗粒、纳米铝合金颗粒，铝粉或铝合金粉的颗粒大小(D50)为1～12微米，或小于1微米，或小于0.1微米。
在本发明中，所述玻璃粉的制备方法采用本领域技术人员常用的玻璃粉的制备方法，例如采用混合机将各组成玻璃粉的氧化物粉末混合均匀，转入刚玉坩埚或白金坩埚中，并置于高温炉中。将高温炉炉内升温至550℃，保温0.5h，再升温至1250℃，保温2-4小时，水淬过滤得到玻璃颗粒，将玻璃颗粒装入球磨罐，用氧化锆球湿磨,过滤后烘干，得到玻璃粉。
本发明中有机载体的作用为金属粉体和起粘结作用的玻璃粉(或氧化物)的运载体，起着调节浆料粘度，控制浆料的流变性的作用。并使固态的各种粉体混合物分散成具有流体特性的浆料，以便于通过丝网印刷机高速、高精度地印刷到基体上，形成所需要的线条。本发明中有机载体为改性纤维素衍生物、分散剂、粘度调节剂和有机溶剂，其中改性纤维素衍生物具有优良的增稠作用，并且其在一定温度下溶剂挥发后能成坚膜，烧结后膜层无裂缝出现，在高温下能够热分解逸出而无残留灰分。
在本发明中，所述有机溶剂为二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、正丁醇、松油醇、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或几种的混合。
在本发明中，所述有机添加剂为乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氰硅油中的一种或几种的混合。
在本发明中，所述改性纤维素衍生物由有机树脂替代，其中有机树脂为乙基纤维素、硝基纤维素、酚醛树脂，中的一种或几种的混合；分散剂为离子型的分散剂或非离子型的分散剂，具体为邻苯二甲酸二乙酯、司班80、十六醇、BYK-2155，BYK-111，BYK-430，BYK-410中的一种。
在本发明中，所述粘度调节剂为松节油、乙二醇丁醚、邻苯二甲酸二丁酯、柠檬酸三丁酯、磷酸三丁酯中的一种或几种按任意比例的组合。
在本发明中，功能性添加剂为流平剂、分散剂、消泡剂、触变剂、增稠剂、防沉淀剂、抗老化剂等中的一种或几种的混合。这些功能性添加剂均为本领域技术人员所公知的一类物质，其中流平剂包括丙烯酸树脂类流平剂、脲醛树脂类流平剂、三聚氰胺甲醛树脂类流平剂等；分散剂包括脂肪酸类、脂肪族酰胺类、酯类、石蜡类、硬脂酸盐类等；消泡剂包括酰胺类消泡剂、聚醚类消泡剂、亚胺类消泡剂等；触变剂包括氢化蓖麻油类、聚酰胺蜡微粉、改性脲类物质等；增稠剂包括聚异乙烯、聚乙烯乙醇、聚甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等；防沉淀剂包括季铵盐高分子共聚物、阴离子羧酸共聚体、非离子聚氨酯类等；抗老化剂包括辛癸酸二亚甲基锡、二甲基锡、三丁基锡、三苯基锡等。
本发明至少包括以下有益效果：采用将本发明的同一种导电浆料同时印刷在n型硅衬底硅片p+扩散层和n+扩散层上的钝化层上，并采用同样烧结条件同时烧穿，在p+扩散层和n+扩散层上形成低接触电阻的导电电极，形成的接触电阻率较小，同时大大简化了IBC电池的生产工艺，降低了IBC电池的生产成本。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明：
图1为本发明实施例1制备的全背电极太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1：
一种全背电极太阳能电池的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一、选取电阻率在1-12Ω·cm的n型单晶硅，厚度为100-150微米；采用扩散炉对n型单晶硅背表面进行硼扩散，形成背面p+扩散层区域；采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)方式在硼扩散的背表面沉积掩膜SiNx层；通过激光刻蚀的方法蚀刻去掉背面n+型区域的掩膜SiNx层；在n型单晶硅的前表面及背面刻蚀的开膜区域进行织构化处理，形成绒面；去除背面的掩膜SiNx层；在n型单晶硅的前表面进行磷扩散，形成前表面n+扩散层；在背面激光刻蚀后的开孔区域进行磷扩散，形成背面n+扩散层区域，即在n型单晶硅的背面形成具有指状交叉排列的背面n+扩散层区域、背面p+扩散层区域；
步骤二、将n型硅衬底硅片进行退火氧化处理，在n型硅衬底硅片的前后表面形成氧化层；退火温度控制在800-1000℃，退火时间控制在20-60分钟，在n型硅片的前后表面形成氧化层，所述氧化层厚度为3-15nm；
步骤三、在n型硅衬底硅片的前表面和背面用PECVD进行SiNx的沉积，形成前表面钝化层和背面钝化层；在前表面钝化层上沉积增反层，形成前表面增反层；
步骤四、将导电浆料单次印刷在背面指状交叉的p+扩散层区域和背面n+扩散层区域的钝化层上，然后利用红外带式烧结炉烧结，烧结后，所述导电浆料烧穿背面钝化层并分别在背面p+扩散层区域和背面n+扩散层区域上形成接触指插状电极，完成全背电极太阳能电池的制造；其中红外加热的带式烧结炉在空气中烧结，不同的烧结炉的设定温度是不同的，但一般要求烧结时，硅片上的实际峰值温度在700-860℃，大于800℃的时间不要超过5秒。
其中，所述导电浆料重量百分比的成分如表1所示；
表1
成分 实施例1
银粉 87％
无机玻璃粉 3％
有机载体 8％
有机添加剂 1.5％
铝粉 -
功能性添加剂 0.5％
在实施例1中所述无机玻璃粉包括以下重量百分比的各组分：20％氧化铅，5％氧化硅，5％氧化硼，8％氧化铋，10％氧化碲，2％氧化铝，3％氧化锶，1％氧化钠，2％氧化锂，3％氧化镁，3％氧化钨，8％氧化锰，10％氧化锌，2％氟化钠，3％氟化铝，15％氟化铅。
在实施例1中所述有机载体的成分按重量百分比计包括：改性纤维素衍生物10％，二乙二醇丁醚83％，1-乙基-3-甲基氯化咪唑2％，柠檬酸三丁酯5％，其中改性纤维素衍生物的制备方法为：按重量份，取5份羟丙基甲基纤维素加入100份1-乙基-3-甲基氯化咪唑中，于60℃温度下搅拌2小时，然后加入2份三乙胺，并0.1份/min的滴加速递将10份的苯甲酰氯加入，在80℃的条件下以500r/min搅拌反应8小时，得反应混合物；将反应混合物冷却至室温后，加入反应混合物3倍体积的乙醇混合，过滤，固体物用体积百分比浓度为95％的乙醇水溶液洗涤3次后，干燥，即制得改性纤维素衍生物。
在实施例1中所述有机添加剂为乙基硅油与苯基硅油按重量比1:1混合；所述功能性添加剂为分散剂与流变剂按重量比2:1混合。
其中，实施例1中的导电浆料的制备方法为将改性纤维素衍生物、分散剂和粘度调节剂加入有机溶剂中，搅拌混匀，然后加入银粉、无机玻璃粉、有机添加剂，搅拌均匀，再经过三辊研磨机研磨，使研磨后浆料的细度小于6um，调节浆料粘度至130～300Pa.s，使浆料具有较好的印刷性，能够用设计线宽为38微米的印刷网板印刷，印刷宽度可在46微米到60微米之间。
本发明的导电银浆不仅能够在IBC太阳能电池的背面p+扩散层上形成较低的接触电阻率，而且在n+扩散层上也能形成低欧姆接触，接触接触电阻率同样较低，将导电浆料印刷在有n+扩散层的p-硅上，n+扩散层的方块电阻为80Ω/□，n+扩散层的上有钝化层SiNx层，厚度约50-80纳米，印刷的图形为TLM图形，用TLM方法来测试银浆烧结后在n+扩散层接触电阻率接触电阻率ρc。本发明中的导电浆料在烧结后可烧穿钝化层SiNx层，在n+扩散层上形成低欧姆接触，接触电阻率和在p+硅扩散层接触电阻率ρc相当，如表2所示。
表2
实施例2：
一种全背电极太阳能电池的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一、选取电阻率在3Ω·cm的n型单晶硅，厚度为120微米；在n型单晶硅背面分别进行磷、硼局部扩散，形成具有指状交叉排列的背面n+扩散层区域、背面p+扩散层区域；在n型硅衬底硅片前表面进行磷扩散，形成前表面n+扩散层；
步骤二、将n型硅衬底硅片进行退火氧化处理，在n型硅衬底硅片的前后表面形成氧化层；退火温度控制在900℃，退火时间控制在40分钟，在n型单晶硅的前后表面形成氧化层，所述氧化层厚度为8nm；
步骤三、在n型硅衬底硅片的前表面和背面用PECVD进行SiNx的沉积，形成前表面钝化层和背面钝化层；在前表面钝化层上沉积增反层，形成前表面增反层；
步骤四、将导电浆料单次印刷在背面指状交叉的p+扩散层区域和背面n+扩散层区域的钝化层上，然后利用红外带式烧结炉烧结，烧结后，所述导电浆料烧穿背面钝化层并分别在背面p+扩散层区域和背面n+扩散层区域上形成接触指插状电极，完成全背电极太阳能电池的制造；其中红外加热的带式烧结炉在空气中烧结，不同的烧结炉的设定温度是不同的，但一般要求烧结时，硅片上的实际峰值温度在700-860℃，大于800℃的时间不要超过5秒，其中图1示出了实施例1制备的全背电极太阳能电池的结构示意图，图中1为导电浆料烧结后形成的接触电极。
其中，所述导电浆料重量百分比的成分如表3所示；
表3
成分 实施例2
银粉 85％
无机玻璃粉 3％
有机载体 9％
有机添加剂 1.5％
铝粉 -
功能性添加剂 1.5％
在实施例2中所述无机玻璃粉包括以下重量百分比的各组分：20％氧化铅，5％氧化硅，5％氧化硼，8％氧化铋，10％氧化碲，2％氧化铝，3％氧化锶，1％氧化钠，2％氧化锂，3％氧化镁，3％氧化钨，8％氧化锰，10％氧化锌，2％氟化钠，3％氟化铝，15％氟化铅。
在实施例2中所述有机载体的成分按重量百分比计包括：改性纤维素衍生物10％，二乙二醇丁醚83％，1-乙基-3-甲基氯化咪唑2％，柠檬酸三丁酯5％，其中改性纤维素衍生物的制备方法为：取5kg羟丙基甲基纤维素加入100kg1-乙基-3-甲基氯化咪唑中，于60℃温度下搅拌2小时，然后加入2kg三乙胺，并0.1kg/min的滴加速递将10kg的苯甲酰氯加入，在80℃的条件下以500r/min搅拌反应8小时，得反应混合物；将反应混合物冷却至室温后，加入反应混合物3倍体积的乙醇混合，过滤，固体物用体积百分比浓度为95％的乙醇水溶液洗涤3次后，干燥，即制得改性纤维素衍生物。
在实施例2中所述有机添加剂为乙基硅油与苯基硅油按重量比1:1混合；所述功能性添加剂为分散剂、防沉淀剂、抗老化剂、流变剂按重量比1：1：1：1混合。
其中，实施例2中的导电浆料的制备方法为将改性纤维素衍生物、分散剂和粘度调节剂加入有机溶剂中，搅拌混匀，然后加入银粉、无机玻璃粉、有机添加剂，搅拌均匀，再经过三辊研磨机研磨，使研磨后浆料的细度小于6um，调节浆料粘度至130～300Pa.s，使浆料具有较好的印刷性，能够用设计线宽为38微米的印刷网板印刷，印刷宽度可在46微米到60微米之间。
在本发明制备全背电极太阳能电池的生产工艺中，采用将同一种导电浆料同时印刷在n型硅衬底硅片p+扩散层和n+扩散层上的钝化层上，并采用同样烧结条件同时烧穿，在p+扩散层和n+扩散层上形成低接触电阻的的导电电极，形成的接触电阻率较小，同时大大简化了IBC电池的生产工艺，降低了IBC电池的生产成本。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、在n型硅衬底硅片背面分别进行磷、硼局部扩散，形成具有指状交叉排列的背面n+扩散层区域、背面p+扩散层区域；在n型硅衬底硅片前表面进行磷扩散，形成前表面n+扩散层；
步骤二、将n型硅衬底硅片进行退火氧化处理，在n型硅衬底硅片的前后表面形成氧化层；
步骤三、在n型硅衬底硅片的前表面和背面沉积钝化层，形成前表面钝化层和背面钝化层；在前表面钝化层上沉积增反层，形成前表面增反层；
步骤四、将导电浆料单次印刷在背面指状交叉的p+扩散层区域和背面n+扩散层区域的钝化层上，然后烧结，烧结后，所述导电浆料同时烧穿背面钝化层并分别在背面p+扩散层区域和背面n+扩散层区域上形成接触电极，完成全背电极太阳能电池的制造。
2.如权利要求1所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述导电浆料包括以下重量百分比的各组分：银粉80-90％，无机玻璃粉0.1-10％，有机载体1-15％，有机添加剂0.1-10％，铝粉0.0-0.2％；功能性添加剂0.05-5％。
3.如权利要求2所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述导电浆料包括以下重量百分比的各组分：银粉87％，无机玻璃粉3％，有机载体含量为8％，有机添加剂1.5％，功能性添加剂0.5％。
4.如权利要求2所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述无机玻璃粉的成分按重量百分比计包括：5～50％氧化铅，2～15％氧化硅，3～20％氧化硼，5～50％氧化铋，10～50％氧化碲，1～20％氧化铝，0.05～20％氧化锶，0.05～5％氧化钠，0.5～10％氧化锂，0.05～5％氧化镁，0.05～5％氧化钨，0.05～9％氧化锰，1～20％氧化锌，0.05～5％氟化钠，0.01～5％氟化铝，0.01～50％氟化铅。
5.如权利要求2所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述有机载体的成分按重量百分比计包括：改性纤维素衍生物10～15％，有机溶剂55～85％，分散剂1～5％，粘度调节剂5～10％；所述分散剂为1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-丁基-3-甲基氯化咪唑、1-正十六烷基-3甲基溴化咪唑、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种。
6.如权利要求5所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述改性纤维素衍生物的制备方法为：按重量份，取2～8份羟丙基甲基纤维素加入80～100份离子液体中，于8～100℃温度下搅拌1～2小时，然后加入2～3份三乙胺，并0.1～0.5份/min的滴加速递将5～15份的苯甲酰氯加入，在80～100℃的条件下以300～500r/min搅拌反应8～10小时，得反应混合物；将反应混合物冷却至室温后，加入反应混合物3倍体积的乙醇混合，过滤，固体物用体积百分比浓度为95％的乙醇水溶液洗涤3次后，干燥，即制得改性纤维素衍生物；所述离子液体为1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-丁基-3-甲基氯化咪唑、1-正十六烷基-3甲基溴化咪唑、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种。
7.如权利要求1所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述n型硅衬底硅片为n型单晶硅，其电阻率在1-12Ω·cm，厚度为100-150微米；所述背面n+扩散层的方块电阻为80Ω/□。
8.如权利要求1所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述前表面钝化层和背面钝化层为单层膜或叠层膜；所述背面钝化层的厚度为50～80nm；所述单层膜为SiNx膜，所述叠层膜为SiO2/Si3N4叠层膜、SiO2/Al2O3/Si3N4叠层膜、Al2O3/Si3N4叠层膜中的一种。
9.如权利要求1所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述步骤二中，退火温度控制在800-1000℃，退火时间控制在20-60分钟，在n型硅片的前后表面形成氧化层，所述氧化层厚度为3-15nm。
10.如权利要求1所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述步骤四中，烧结采用红外带式烧结炉。
CN201610046118.7A 2016-01-22 2016-01-22 一种全背电极太阳能电池的生产工艺 Expired - Fee Related CN105489710B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610046118.7A CN105489710B (zh) 2016-01-22 2016-01-22 一种全背电极太阳能电池的生产工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610046118.7A CN105489710B (zh) 2016-01-22 2016-01-22 一种全背电极太阳能电池的生产工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105489710A true CN105489710A (zh) 2016-04-13
CN105489710B CN105489710B (zh) 2018-05-29

Family

ID=55676570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610046118.7A Expired - Fee Related CN105489710B (zh) 2016-01-22 2016-01-22 一种全背电极太阳能电池的生产工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105489710B (zh)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106561510A (zh) * 2016-11-17 2017-04-19 重庆文洪水产品养殖有限公司 一种鲢鱼的季节区别化养殖方法
CN106562128A (zh) * 2016-11-08 2017-04-19 重庆文洪水产品养殖有限公司 一种基于贝壳颗粒的沉性水产诱食颗粒及其制备方法
CN106562119A (zh) * 2016-10-27 2017-04-19 重庆文洪水产品养殖有限公司 一种可降解多阶段控释水产诱食颗粒及其制备方法
CN106562127A (zh) * 2016-11-08 2017-04-19 重庆文洪水产品养殖有限公司 一种基于纤维素气凝胶的浮性水产诱食颗粒及其制备方法
CN106721624A (zh) * 2016-12-07 2017-05-31 重庆文洪水产品养殖有限公司 一种抗氧化沉性水产诱食颗粒及其制备方法
CN106952971A (zh) * 2017-01-22 2017-07-14 泰州乐叶光伏科技有限公司 基于丝网印刷的ibc电池电极形成方法
CN108598215A (zh) * 2018-04-24 2018-09-28 通威太阳能（安徽）有限公司 一种新型ibc太阳能电池的简易制备方法
CN108735334A (zh) * 2017-04-18 2018-11-02 E.I.内穆尔杜邦公司 导电糊料组合物及用其制成的半导体装置
WO2018201375A1 (zh) * 2017-05-04 2018-11-08 无锡帝科电子材料股份有限公司 用于制备太阳能电池电极的玻璃粉料、包括其的糊剂组合物、太阳能电池电极及太阳能电池
CN109168323A (zh) * 2016-04-18 2019-01-08 大洲电子材料（株） 太阳能电池背面电极用糊组合物
CN109244194A (zh) * 2018-11-06 2019-01-18 东方日升（常州）新能源有限公司 一种低成本p型全背电极晶硅太阳电池的制备方法
WO2019183930A1 (zh) * 2018-03-30 2019-10-03 深圳市首骋新材料科技有限公司 晶硅太阳能电池正面导电浆料及其制备方法和太阳能电池
CN110534227A (zh) * 2019-08-26 2019-12-03 广州市儒兴科技开发有限公司 一种应用于TOPCon电池N+层的高性能银浆
TWI687386B (zh) * 2018-04-09 2020-03-11 南韓商三星Ｓｄｉ股份有限公司 製造太陽能電池指狀電極的方法以及太陽能電池指狀電極
CN111454674A (zh) * 2019-01-21 2020-07-28 磐采股份有限公司 导电胶及应用所述导电胶的太阳能电池
WO2020220393A1 (zh) * 2019-04-29 2020-11-05 南通天盛新能源股份有限公司 一种玻璃粉及包括该玻璃粉的n型双面太阳能电池正面用银铝浆
CN113045207A (zh) * 2021-03-10 2021-06-29 浙江奕成科技有限公司 一种用于topcon晶体硅太阳能电池背面银浆的玻璃粉及其制备方法
CN114122164A (zh) * 2021-11-24 2022-03-01 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种叠瓦电池结构及制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102931255A (zh) * 2012-11-20 2013-02-13 上饶光电高科技有限公司 一种背接触太阳能电池及其制造方法
US20130061919A1 (en) * 2011-03-18 2013-03-14 E I Du Pont Nemours And Company Method of manufacturing solar cell electrode
CN104756263A (zh) * 2012-09-04 2015-07-01 E.I.内穆尔杜邦公司 用于制造具有选择性掺杂的背面的光伏电池的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130061919A1 (en) * 2011-03-18 2013-03-14 E I Du Pont Nemours And Company Method of manufacturing solar cell electrode
CN104756263A (zh) * 2012-09-04 2015-07-01 E.I.内穆尔杜邦公司 用于制造具有选择性掺杂的背面的光伏电池的方法
CN102931255A (zh) * 2012-11-20 2013-02-13 上饶光电高科技有限公司 一种背接触太阳能电池及其制造方法

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109168323A (zh) * 2016-04-18 2019-01-08 大洲电子材料（株） 太阳能电池背面电极用糊组合物
CN106562119A (zh) * 2016-10-27 2017-04-19 重庆文洪水产品养殖有限公司 一种可降解多阶段控释水产诱食颗粒及其制备方法
CN106562128A (zh) * 2016-11-08 2017-04-19 重庆文洪水产品养殖有限公司 一种基于贝壳颗粒的沉性水产诱食颗粒及其制备方法
CN106562127A (zh) * 2016-11-08 2017-04-19 重庆文洪水产品养殖有限公司 一种基于纤维素气凝胶的浮性水产诱食颗粒及其制备方法
CN106561510A (zh) * 2016-11-17 2017-04-19 重庆文洪水产品养殖有限公司 一种鲢鱼的季节区别化养殖方法
CN106721624A (zh) * 2016-12-07 2017-05-31 重庆文洪水产品养殖有限公司 一种抗氧化沉性水产诱食颗粒及其制备方法
CN106952971A (zh) * 2017-01-22 2017-07-14 泰州乐叶光伏科技有限公司 基于丝网印刷的ibc电池电极形成方法
CN108735334A (zh) * 2017-04-18 2018-11-02 E.I.内穆尔杜邦公司 导电糊料组合物及用其制成的半导体装置
WO2018201375A1 (zh) * 2017-05-04 2018-11-08 无锡帝科电子材料股份有限公司 用于制备太阳能电池电极的玻璃粉料、包括其的糊剂组合物、太阳能电池电极及太阳能电池
WO2019183930A1 (zh) * 2018-03-30 2019-10-03 深圳市首骋新材料科技有限公司 晶硅太阳能电池正面导电浆料及其制备方法和太阳能电池
TWI687386B (zh) * 2018-04-09 2020-03-11 南韓商三星Ｓｄｉ股份有限公司 製造太陽能電池指狀電極的方法以及太陽能電池指狀電極
CN108598215A (zh) * 2018-04-24 2018-09-28 通威太阳能（安徽）有限公司 一种新型ibc太阳能电池的简易制备方法
CN109244194A (zh) * 2018-11-06 2019-01-18 东方日升（常州）新能源有限公司 一种低成本p型全背电极晶硅太阳电池的制备方法
CN109244194B (zh) * 2018-11-06 2023-09-01 东方日升（常州）新能源有限公司 一种低成本p型全背电极晶硅太阳电池的制备方法
CN111454674A (zh) * 2019-01-21 2020-07-28 磐采股份有限公司 导电胶及应用所述导电胶的太阳能电池
WO2020220393A1 (zh) * 2019-04-29 2020-11-05 南通天盛新能源股份有限公司 一种玻璃粉及包括该玻璃粉的n型双面太阳能电池正面用银铝浆
CN110534227A (zh) * 2019-08-26 2019-12-03 广州市儒兴科技开发有限公司 一种应用于TOPCon电池N+层的高性能银浆
CN110534227B (zh) * 2019-08-26 2021-05-07 广州市儒兴科技开发有限公司 一种应用于TOPCon电池N+层的高性能银浆
CN113045207A (zh) * 2021-03-10 2021-06-29 浙江奕成科技有限公司 一种用于topcon晶体硅太阳能电池背面银浆的玻璃粉及其制备方法
CN114122164A (zh) * 2021-11-24 2022-03-01 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种叠瓦电池结构及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105489710B (zh) 2018-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105489710A (zh) 一种全背电极太阳能电池的生产工艺
CN105679400B (zh) 一种用于太阳能电池的导电浆料及制备方法
US10593438B2 (en) Solar cell front side silver paste doped with modified graphene and preparation method thereof
CN104966761B (zh) 一种晶体硅太阳能电池的制造方法
TWI460868B (zh) 用於太陽能電池電極之漿料組成物與包括其之太陽能電池
TWI461496B (zh) 太陽能電池及用於其之背電極的漿料組合物
CN107746184B (zh) 一种玻璃粉组合物及含有其的导电银浆和制备方法
CN101931014B (zh) 一种太阳能电池用导电浆料及其制备方法
CN102760512B (zh) 晶硅太阳能电池正面电极形成用无铅银导电浆料及其制备方法
CN104867537B (zh) 低铅高方阻硅太阳能电池正面银电极浆料及其制备方法
CN102324267A (zh) 高光电转化效率晶体硅太阳能电池铝浆及其制备方法
CN114822910B (zh) 导电银铝浆、制备方法、电极及电池
CN104751942B (zh) 太阳能电池细线丝网印刷用无铅导电浆料及其制备方法
CN105913897B (zh) 一种低银含量的晶体硅太阳能电池银浆及其制备方法
TW201003676A (en) Aluminum pastes and use thereof in the production of silicon solar cells
JP2005243500A (ja) 導電性ペースト、太陽電池及び太陽電池の製造方法
TW201110398A (en) Process of forming a grid electrode on the front-side of a silicon wafer
CN105118578B (zh) 太阳能电池用无铅正面电极银浆的制备工艺
TW201529513A (zh) 太陽電池用導電性糊組成物及其製造方法
CN104658634A (zh) 一种晶体硅太阳能电池背电极银浆及其制备方法
CN102782810A (zh) 形成低电阻硅金属触点的方法
CN103545017B (zh) 一种太阳能电池正面电极用导电浆料及其制备方法
CN106024095A (zh) 一种太阳能电池无氧玻璃导电浆料
WO2020252829A1 (zh) 一种全铝背场晶体硅太阳能电池用低温烧结型背面银浆
CN104835552A (zh) 一种n型太阳能电池金属化用掺杂浆料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180529

Termination date: 20200122

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee