CN109427920A - 一种perc无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法，它以单晶硅片为基材，依次通过制绒，扩散，刻蚀，背钝化，镀减反射膜，背面激光开槽，背电极、背电场、正电极印刷，烧结，降光衰步骤制得；所述背钝化步骤是在硅片背面镀Al2O3和SiNX，镀减反射膜步骤是在硅片正面镀SiNX，背电极、背电场、正电极印刷步骤采用丝网印刷，正电极印刷网版采用无网结印刷网版。本发明提供的一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法，可将电池片的LID可降低至1％附近，提高了组件成品的功率，转换效率高，品位和电性能都有明显的提升。

Description

一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池制备技术领域，具体涉及一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法。
背景技术
随着全球能源的日趋紧张，太阳能以无污染、市场空间大等独有的优势受到世界各国的广泛重视。太阳能电池又称“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用光生伏特效应将太阳能直接转化为电能的器件，主要有晶硅电池、半导体电池、无机电池、有机电池等，其中晶硅太阳能电池居市场主流主导地位。
晶硅太阳能电池目前的主流技术是PERC(Passivated Emitter Rear Cell)——发射极及背面钝化电池技术，它通过在电池的后侧上添加一个电介质钝化层来提高转换效率。PERC电池通过在电池背面实行钝化技术，增强光线在硅基的内背反射，降低了背面复合，最大化跨越了P-N结的电势梯度，使得电子更稳定的流动，减少了电子重组，从而使PERC电池的效率得到有效提高。但现有的PERC电池普遍存在光至衰减(LID)问题，LID能导致组件功率衰减高达10％以上。
发明内容
有鉴于此，针对上述现有技术的不足，本发明提供一种能够降光衰的PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法，它以单晶硅片为基材，依次通过A.制绒，B.扩散，C.刻蚀，D.背钝化，E.镀减反射膜，F.背面激光开槽，G.背电极、背电场、正电极印刷，H.烧结，I.降光衰步骤制得；所述D.背钝化步骤是在硅片背面镀Al2O3和SiNX，E.镀减反射膜步骤是在硅片正面镀SiNX，G.背电极、背电场、正电极印刷步骤采用丝网印刷，正电极印刷网版采用无网结印刷网版。
进一步的，所述I.降光衰步骤具体包括以下步骤：
a.将烧结后的太阳能电池片放入光衰炉；
b.为太阳能电池片加热；
c.对太阳能电池片进行光照；
d.对太阳能电池片进行降温；
e.出炉。
上述步骤b中加热温度为278-282℃以及293-295℃。
上述步骤c中采用模拟太阳光对太阳电池片进行光照，光照的光强为5.0-6.9SUN，光照的时间为38-42秒。
本发明通过上述降光衰工艺，使得电池片光衰(LID)大幅度的降低。目前业界单晶光衰基本在2％以上更有甚者达到3％以上，而在经过上述光衰工艺后，电池片的LID可降低至1％附近，提高了组件成品的功率。另外电池片在过光源炉前后的效率基本无变化或差异很小，并且对生产并无额外副作用。
进一步的，所述B.扩散步骤中具体包括以下步骤：
a.将制绒后的单晶硅片放入扩散炉，并往扩散炉中通入大氮；
b.将扩散炉炉腔升温至第一温度，并持续通入大氮；
c.将炉腔维持在第一温度，并向炉腔内通入大氮和氧气对电池片进行氧化；
d.在第一温度下进行低温扩散，此过程中持续向炉腔内通入大氮、小氮、氧气；
e.将扩散炉炉腔升温至第二温度同时推进磷原子，继续通入大氮；
f.将炉腔维持在第二温度并进行高温扩散，此过程中持续向炉腔内通入大氮、小氮、氧气；
g.将扩散炉炉腔升温至第三温度同时推进磷原子，继续通入大氮
h.在第三温度下持续推进磷原子，此过程中持续向炉腔内通入大氮、氧气；
i.降温并进行氧化同时推进磷原子，此过程中持续向炉腔内通入大氮、氧气；
j.出炉；
其中，第一温度<第二温度<第三温度。
上述步骤a中将扩散炉初始温度设置在590-610℃，所述的第一温度为770-790℃，所述第二温度为807-827℃，所述第三温度为840-860℃。
上述步骤b中，以0.18-0.22℃/s的速度将炉腔温度升至第一温度；步骤e中，以0.18-0.22℃/s的速度将炉腔温度升至第二温度；步骤g中，以0.18-0.22℃/s的速度将炉腔温度升至第三温度；步骤i中以0.18-0.22℃/s的速度降温。升温和降温太快硅片易碎，而且太快的降温会析出一些多余的杂质在表面作为陷阱态捕获电子。
上述步骤a至步骤i中大氮通入的流量均为1800-2200ml/min。
上述步骤c中氧气通入的流量为80-120ml/min；步骤d中氧气通入的流量为180-220ml/min；步骤f中氧气通入的流量为180-220ml/min；步骤h中氧气通入的流量为180-220ml/min；步骤i中氧气通入的流量为180-220ml/min；步骤c、d、f中通氧的目的不同，因此需要的通氧量有差别。步骤c的目的是形成一层很薄的sio2层，使之后的扩散更加均匀。步骤d、f中的氧作为生成磷源的反应气体，反应式如下：
4POCL3+3O2＝2P2O5+6CL2
2P2O5+5Si＝5SiO2+4P
步骤f中通入氧气的目的是生成的SiO2与表面重掺杂的过量磷反应。
上述步骤d中小氮通入的流量为180-220ml/min；步骤f中小氮通入的流量为80-120ml/min。步骤d至步骤h，通入的小氮量是在逐步减小直至h步骤中小氮量为零，目的是减小P原子在表面的掺杂浓度。
上述步骤c中通入氧气进行氧化的时间为180-220s；步骤d中低温扩散的时间为480-520s；步骤f中高温扩散的时间为280-320s；步骤h中磷原子推进的时间为180-220s。
太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换，而扩散炉即为制造太阳能电池PN结的专用设备。管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。扩散一般用三氯氧磷液态源作为扩散源。把P型硅片放在管式扩散炉的石英容器内，在850---900摄氏度高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器，通过三氯氧磷和硅片进行反应，得到磷原子。经过一定时间，磷原子从四周进入硅片的表面层，并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散，形成了N型半导体和P型半导体的交界面，也就是PN结。这种方法制出的PN结均匀性好,方块电阻的不均匀性小于百分之十,少子寿命可大于10ms。制造PN结是太阳电池生产最基本也是最关键的工序。因为正是PN结的形成，才使电子和空穴在流动后不再回到原处，这样就形成了电流，用导线将电流引出，就是直流电。
扩散是晶体硅太阳能电池片生产过程中的一道重要工序，传统扩散工艺对晶体硅太阳能电池片的表面均匀掺杂，为了减少接触电阻、提高电池带负载能力，太阳能电池片的表面掺杂浓度较高，但表面杂质浓度过高导致扩散区能带收缩、晶格畸变、缺陷增加、“死层”明显、电池短波响应差；为了得到良好短波响应的高效晶体硅太阳能电池片，晶体硅片的扩散朝高方阻方向发展。目前采用的晶体硅太阳能电池片的扩散方法为：将晶体硅片放置于卧式扩散炉腔内，通入混合气体，混合气体由氮气和三氯氧磷按比例混合而成，在常压状态下对晶体硅片进行扩散，扩散加工后得到的晶体硅片内的表面方块电阻均匀性差，在进行高表面方块电阻制作时，容易导致后续的生产过程出现低效率的晶体硅太阳能电池片。
本发明采用上述的扩散工艺，经过低温、高温两次扩散，并进行升温、降温两次有氧推进，在降低硅片表面杂质浓度的同时提高了扩散的均匀性，提高了太阳能电池对光的吸收率，从而提高了太阳能电池的转换效率。通过低温、高温两阶扩散，以及间隔在两阶扩散之间的推进，将P原子从表面推入PN结内，尽可能降低表面P浓度。而现有技术中的扩散和推进方式，相比本发明而言P原子的表面浓度要高。高浓度P原子会在表面形成死层，捕获电子，电池片的光电转换效率降低。而相对于现有技术，本发明保证杂质磷原子由硅片表面向硅片内部扩散的同时，避免了因硅片表面二氧化硅层过厚，而影响杂质的扩散以及磷硅玻璃去除的问题，并且采用本发明提供的扩散方法，增加了扩散杂质的浓度梯度分布和载流子寿命，在降低硅片表面杂质浓度的同时提高了扩散的均匀性，从而提高了太阳能电池在短波段内的光谱响应度，提高了太阳能电池对光的吸收率，进而提高了太阳能电池的转换效率。另外，本发明还具有如下优点，1、更均匀的PN结；2、单管炉内硅片间隔可以小，产量更大；3、省源省气。
进一步的，上述丝网印刷中正电极印刷所用的网版为无网结印刷网版，它包括网框以及张接固定于所述网框中的网纱，网纱由多根经线和纬线编织而成，所述网纱中的每一经线与纬线分别平行或垂直于网框，所述网纱上设置有印刷区和非印刷区，所述印刷区的图形包括多个间隔平行分布的用于印刷副栅线的副栅线孔和多个间隔平行分布的用于印刷主栅线的主栅线孔以及用于印刷外围边框线的外围边框线孔，所述副栅线孔位于相邻两根纬线之间，每个主栅线孔与多个副栅线孔均连通，主栅线孔与副栅线孔相互垂直设置，外围边框线孔设置在主栅线孔和副栅线孔的四周，外围边框线孔的形状为波浪形或锯齿形。
优选的，所述网框的材质为铝合金。
优选的，所述网纱的经线和纬线的材质为不锈钢或镍基合金。
优选的，所述网纱的经线或纬线的线径为16mm。
优选的，所述网纱的目数为325目。
优选的，所述网纱印刷区上副栅线孔的数量为90～130个。
优选的，所述网纱印刷区上任一副栅线孔的宽度均为20～35μm。
优选的，所述网纱印刷区上相邻副栅线孔的间距为1.0～2.0mm。
优选的，所述网纱印刷区上任一主栅线孔的宽度均为0.4～1.5mm。
本发明正电极印刷采用零度张网技术，副栅处能有效的避开网结，解决了现有技术中网布上经纬线所形成的网结严重影响印刷浆料通过，造成印刷线型均匀性差、易堵网、线条图形缺失形成虚印和断栅、栅线宽度不能做太窄等问题，同时正电极边框线型采用波浪或锯齿型，避开了经纬线的遮挡，解决了由于经纬线遮挡边框线容易虚印的问题，没有网结的阻碍和经纬线的遮挡，其透墨性可增加20％以上，使印刷更流畅，印刷的线性更为平滑，减少了断栅现象的发生，使副栅细线化，网版副栅线宽最细可做到20μm，高宽比大，减小了栅线对光的遮盖面积，提高了太阳能电池片的品位和电性能。
综上，本发明提供的一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法，可将电池片的LID可降低至1％附近，提高了组件成品的功率，转换效率高，品位和电性能都有明显的提升。
附图说明
图1为本发明无网结印刷网版的结构示意图；
图2为图1中A的放大示意图(边框线为波浪形)；
图3为图1中A的放大示意图(边框线为锯齿形)；
图4为经过25KWH光照后，LID与输送带进行速度的关系图；
图5为经过25KWH光照后，LID与温度之间的关系图；
图6为实验I的数据图；
图7为实验II的数据图。
图例说明：
1-网框、2-网纱、3-印刷区、4-非印刷区；21-经线、22-纬线；31-副栅线孔、32-主栅线孔、33-边框线孔。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和优选实施方式对本发明作进一步的详细说明。应当指出的是，下述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
本发明提供了一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法，它以单晶硅片为基材，包括以下步骤：
A.制绒—单晶硅绒面的制备是利用硅的各向异性腐蚀，在每平方厘米硅表面形成几百万个四面方锥体也即金字塔结构。由于入射光在表面的多次反射和折射，增加了光的吸收，提高了电池的短路电流和转换效率。硅的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液，可用的碱有氢氧化钠，氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。大多使用廉价的浓度约为1％的氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅，腐蚀温度为70-85℃。为了获得均匀的绒面，还应在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂，以加快硅的腐蚀。制备绒面前，硅片须先进行初步表面腐蚀，去除机械损伤层，在腐蚀绒面后，进行一般的化学清洗。制绒腐蚀深度控制在2.8-3.5um。经过表面准备的硅片都不宜在水中久存，以防沾污，应尽快扩散制结。
B.扩散—具体包括以下步骤：
(1)将电池片放入扩散炉，并往扩散炉中通入大氮；在放入电池片之前，将扩散炉初始温度设置在590-610℃。电池片最好在石英舟中背对背放置，将石英舟置入扩散炉中。大氮的通入量为1800-2200ml/min，其目的在于调节反应的压强，使得反应过程中，扩散炉炉腔内的压强保持在100-140mbar。
(2)将扩散炉炉腔升温至第一温度，并持续通入大氮；该步骤中，以0.18-0.22℃/s的速度将炉腔温度升至770-790℃，持续以1800-2200ml/min向炉腔内通入大氮，使得炉腔内的压强保持在100-140mbar。
(3)将炉腔维持在第一温度，并向炉腔内通入大氮和氧气对电池片进行氧化；该步骤中，通入氧气进行氧化的时间为180-220s；氧气通入的流量为80-120ml/min；大氮通入的流量为1800-2200ml/min。炉腔内的压强保持在100-140mbar。该步骤的目的在于在电池片表面形成均匀的氧化层，让后续扩散更加的均匀。
(4)在第一温度下进行低温扩散，此过程中持续向炉腔内通入大氮、小氮、氧气；电池片表面形成一层含磷的SiO2层。该步骤中，在770-790℃下进行低温扩散，低温扩散的时间为480-520s；小氮通入的流量为180-220ml/min；氧气通入的流量为180-220ml/min；大氮通入的流量为1800-2200ml/min。炉腔内的压强保持在100-140mbar。POCl3在高温下大于600℃时分解生成五氯化磷(PCl5)和五氧化二磷(P2O5)；生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅(SiO2)和磷原子。POCl3热分解时，如果没有外来的氧(O2)参与其分解是不充分的，生成的PCl5是不易分解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态。但在有外来O2存在的情况下，PCl5会进一步分解成P2O5并放出氯气(Cl2)。生成的P2O5又进一步与硅作用，生成SiO2和磷原子，由此可见，在磷扩散时，为了促使POCl3充分的分解和避免PCl5对硅片表面的腐蚀作用，必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气。有氧气存在时，POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面，P2O5与硅反应生成SiO2和磷原子，并在硅片表面形成一层磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中进行扩散。
(5)将扩散炉炉腔升温至第二温度同时推进磷原子，继续通入大氮；边升温边推进。该步骤中，以0.18-0.22℃/s的速度将炉腔温度升至807-827℃；大氮通入的流量为1800-2200ml/min。炉腔内的压强保持在100-140mbar。
(6)将炉腔维持在第二温度并进行高温扩散，此过程中持续向炉腔内通入、小氮、氧气；该步骤中，在807-827℃下进行高温扩散，高低温扩散的时间为280-320s s；小氮通入的流量为80-120ml/min；氧气通入的流量为180-220ml/min；大氮通入的流量为1800-2200ml/min。炉腔内的压强保持在100-140mbar。
(7)将扩散炉炉腔升温至第三温度同时推进磷原子，继续通入大氮；该步骤中，以0.18-0.22℃/s的速度将炉腔温度升至840-860℃。大氮通入的流量为1800-2200ml/min。炉腔内的压强保持在100-140mbar。
(8)在第三温度下持续推进磷原子，此过程中持续向炉腔内通入大氮、氧气；该步骤中，在840-860℃下持续推进磷原子180-220s。氧气通入的流量为180-220ml/min；大氮通入的流量为1800-2200ml/min。炉腔内的压强保持在100-140mbar。高温下可使将表面高浓度的P原子向基体中扩散，减小表面死层。通入氧气的目的是生成的SiO2与表面重掺杂去过量的P反应，生成后续能用酸清洗掉的PSG(磷硅玻璃)。
(9)降温并进行氧化同时推进磷原子，此过程中持续向炉腔内通入大氮、氧气；以0.18-0.22℃/s的速度降至室温，氧气通入的流量为180-220ml/min；大氮通入的流量为1800-2200ml/min。炉腔内的压强保持在100-140mbar。
(10)出炉。整个过程中，第一温度<第二温度<第三温度。
本发明采用了低温扩散、高温扩散、升温推进、高温持续推进、最后降温氧化同时推进的方式。低温扩散时，磷原子会堆积在硅片表面，此时晶界扩散起主要作用，杂质原子会通过晶界和位错"管道"逸出，但吸杂的效果不明显；第二步高温扩散，可以快速有效的溶解金属沉淀和金属复合体使杂质原子从不同的形态变为可以快速移动的间隙原子，但此高温下,在多晶硅衬底和在重磷扩散区域内的分凝系数差别不大，所以就需要进一步高温再推进，最后降温增加吸杂的驱动力(此时金属在不同区域的分凝系数相差很大)，最终达到改善原材料的目的。
以下是依照上述方法进行扩散与常规方案进行扩散后电池片方阻数据。
C.刻蚀—由于在扩散过程中，即使采用背靠背扩散，硅片的所有表面包括边缘都将不可避免地扩散上磷。PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路。因此，必须对太阳能电池周边的掺杂硅进行刻蚀，以去除电池边缘的PN结。通常采用等离子刻蚀技术完成这一工艺。等离子刻蚀是在低压状态下，反应气体CF4的母体分子在射频功率的激发下，产生电离并形成等离子体。等离子体是由带电的电子和离子组成，反应腔体中的气体在电子的撞击下，除了转变成离子外，还能吸收能量并形成大量的活性基团。活性反应基团由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面，在那里与被刻蚀材料表面发生化学反应，并形成挥发性的反应生成物脱离被刻蚀物质表面，被真空系统抽出腔体。
D.背钝化—采用ALD设备沉积Al2O3，原子层沉积ALD(Atomic layer deposition)是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法。原子层沉积与普通的化学沉积有相似之处。但在原子层沉积过程中，新一层原子膜的化学反应是直接与之前一层相关联的，这种方式使每次反应只沉积一层原子。ALD Al2O3具有负的束缚电荷，特别适合于p型硅片表面的钝化。
E.镀减反射膜—经过制绒后硅表面的反射率为20％左右,为了进一步减少表面反射,提高电池的转换效率,需要沉积一层氮化硅减反射膜。现在工业生产中常采用PECVD设备制备减反射膜。PECVD即等离子增强型化学气相沉积。它的技术原理是利用低温等离子体作能量源，样品置于低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体SiH4和NH3，气体经一系列化学反应和等离子体反应，在样品表面形成固态薄膜即氮化硅薄膜。一般情况下，使用这种等离子增强型化学气相沉积的方法沉积的薄膜厚度在70nm-90nm左右。这样厚度的薄膜具有光学的功能性。利用薄膜干涉原理，可以使光的反射大为减少，电池的短路电流和输出就有很大增加，效率也有相当的提高。
F.背面激光开槽—Al2O3背钝化电池与常规电池的不同之处在于其在硅片表面镀了一层Al2O3薄膜进行背表面钝化，Al2O3薄膜外面再镀一层SiN薄膜，然后使用激光在硅片背面进行开槽。由于Al2O3薄膜与SiN薄膜均为绝缘层无法导电，激光的作用主要就是将背面的Al2O3薄膜与SiN薄膜划开使硅基体露出，在完成背电场印刷烧结后使得硅基体能够和铝背场形成良好的欧姆接触。
G.背电极、背电场、正电极印刷—具体包括以下步骤：
(1)印刷背面电极：采用银铝浆，印刷厚度为20μm，宽度为4mm的金属条；
(2)印刷铝背场：采用铝浆，印刷厚度为20μm，应防止硅片的过度弯曲，以及在烧结过程中形成铝球及电池背面形成铝的凸起；
(3)印刷正电极：采用无网结印刷网版丝网印刷，参见图1、图2和图3，本发明提供的无网结丝网印刷网版包括网框1以及张接固定于所述网框1中的网纱2，网纱2由多根经线21和纬线23编织而成，所述网纱2中的每一经线21与纬线22分别平行或垂直于网框1，所述网纱2上设置有印刷区3和非印刷区4，所述印刷区3的图形包括多个间隔平行分布的用于印刷副栅线的副栅线孔31和多个间隔平行分布的用于印刷主栅线的主栅线孔32以及用于印刷外围边框线的外围边框线孔33，所述副栅线孔31位于相邻两根纬线22之间，每个主栅线孔32与多个副栅线孔31均连通，主栅线孔32与副栅线孔31相互垂直设置，外围边框线孔33设置在主栅线孔32和副栅线孔31的四周，外围边框线孔33的形状为波浪形或锯齿形。
优选的，所述网框1的材质为铝合金。
优选的，所述网纱的经线21和纬线22的材质为不锈钢或镍基合金。
优选的，所述网纱的经线21或纬线22的线径为16mm。
优选的，所述网纱2的目数为325目。
优选的，所述网纱印刷区上副栅线孔31的数量为90～130个。
优选的，所述网纱印刷区上任一副栅线孔31的宽度均为20～35μm。
优选的，所述网纱印刷区上相邻副栅线孔31的间距为1.0～2.0mm。
优选的，所述网纱印刷区上任一主栅线孔32的宽度均为0.4～1.5mm。
本发明印刷网版的制作方法同现有技术相同，都是将网布经过一定的拉力拉伸后，粘接于网框上，网布上的经纬线分别与网框平行或垂直，然后再经过预处理去除油脂、杂质后进行感光胶涂布，经晒版固化、显影冲洗形成本发明印刷区上的图案。
H.烧结—印刷在基片上的浆料通过烧结工艺形成厚膜导体，烧结参数和设备可参照现有技术选用。
I.降光衰步骤—包括以下步骤：
(1)将烧结后的太阳能电池片放入光衰炉；采用输送带将太阳能电池片输送到光衰炉内。输送带的行进速度为6000-6500mm/min。
(2)为太阳能电池片加热；加热温度为278-282℃以及293-295℃。
(3)对太阳能电池片进行光照；采用模拟太阳光对太阳电池片进行光照，光照的光强为5.0-6.9SUN，光照的时间为38-42秒。
(4)对太阳能电池片进行降温。
(5)出炉。
光衰炉进行通风，包括送风和抽风。送风的风机转速为2100-2500转/分。抽风的风机转速为1300-1700转/分。
业界普遍认为光衰(LID)<2％为合格。
太阳能电池片因掺硼缘故会在机体中形成硼氧复合体，这种硼和氧的复合体会使少子寿命下降，从而导致电池片效率降低。如果利用光衰工艺，让电池片在印刷烧结后经过光源炉，在一定的温度下对电池片进行光照处理，可在退火环境下增强电池的氢钝化效果，减少硼氧复合体降低少子寿命的影响，从而降低太阳能电池片的光衰并且能够保证电池片在光源炉前后效率几乎无差异。
本发明将光衰炉添加在丝网印刷段烧结炉之后，工艺运行稳定。结合设备硬件及厂务设施，调节光衰炉运行参数，实现了过光源后的光衰(LID)大幅度的降低。目前业界单晶光衰基本在2％以上更有甚者达到3％以上，而在经过光源炉作用光衰工艺后，我司电池片的LID可降低至1％附近，提高了组件成品的功率。另外电池片在过光衰炉前后的效率基本无变化或差异很小，并且对生产并无额外副作用。
下面我们通过实验来验证本发明所提供的工艺对LID的提升。
图4-图5是经过25KWH光照后，LID与输送带进行速度(以下简称带速)、温度之间的关系。实验为两次并取平均值。
通过图4我们可以看出，LID与带速成正比，并且在6000-6500mm/s时，LID值较低并且涨势也较缓。
通过图5我们可以看出，LID成波浪形分布，并且在278-282℃以及293-295℃区间内较低，最低值出现在280℃。
图6是实验I光照强度、LID以及带速6000/6500时的关系图。其中BL为对照组，选用的是最大光照强度为10SUN的光衰机，Y轴为LID，X轴为最大光照强度百分比。从图6中我们可以看到，BL效率衰减在2％左右；过LID炉后衰减明显降低约在1％左右。带速6000：LID后效率在光源为54、63、69时衰减较低。带速6500：LID后效率在光源为51、57、63、69时衰减较低。
图7是实验II的结果图。其中BL为没经过降低光衰工艺的对照组。Y轴为LID，X轴为最大光照强度(10SUN)百分比。光源66时LID 8KWH后效率衰减最低约1.29％(且在LID炉后效率无衰减)，我们可以确定出较佳参数：光源强度66/带速6500/温度280。
下面我们再通过实验验证本发明提供的无网结网版对栅线宽度的影响。
实验选取156mm×156mm单晶硅片，厚度为200μm，电阻率为1-3Ω同批次硅片400片，按照本发明提供的“制绒—扩散—刻蚀—背钝化—镀减反射膜—背面激光开槽—背电极、背电场、正电极印刷—烧结—降光衰”工艺制得太阳能电池片，不同的是该400片硅片随机分成试验组和对照组两组各200片，选用同一条印刷线分别更换本发明无网结网版(试验组)和常规22.5°斜交网版(对照组)进行正电极印刷，再经同一台烧结炉和测试仪进行烧结测试，具体数据见下表所示。
表1.电池片副栅线的高宽
线宽(μm) 线高(μm) 高宽比
试验组(无网结) 44.84 18.36 40.9％
对照组(22.5°斜交) 50.09 16.5 32.9％
表2.电池片电性能数据
从上表中可以看出，采用本发明无网结印刷网版印刷出的副栅线线型较常规网版相比，宽度更窄，高度更大，高宽比得到了明显的提升，从而使电池片的短路电流得到了提升，其中Isc、FF均高于常规网版，因而转换效率较常规网版也有0.07％的提高，采用本发明网版印刷得到的太阳能电池片的电学性能更加优越。

Claims (10)

1.一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法，其特征在于：它以单晶硅片为基材，依次通过A.制绒，B.扩散，C.刻蚀，D.背钝化，E.镀减反射膜，F.背面激光开槽，G.背电极、背电场、正电极印刷，H.烧结，I.降光衰步骤制得；所述D.背钝化步骤是在硅片背面镀Al2O3和SiNX，E.镀减反射膜步骤是在硅片正面镀SiNX，G.背电极、背电场、正电极印刷步骤采用丝网印刷，正电极印刷网版采用无网结印刷网版。
2.根据权利要求1所述的一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法，其特征在于：所述I.降光衰步骤又包括以下步骤：
a.将烧结后的太阳能电池片放入光衰炉；
b.为太阳能电池片加热；
c.对太阳能电池片进行光照；
d.对太阳能电池片进行降温；
e.出炉。
3.根据权利要求2所述的一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法，其特征在于：所述步骤b中加热温度为278-282℃以及293-295℃。
4.根据权利要求2所述的一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法，其特征在于：所述步骤c中采用模拟太阳光对太阳电池片进行光照，光照的光强为5.0-6.9SUN，光照的时间为38-42秒。
5.根据权利要求1所述的一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法，其特征在于：所述B.扩散步骤中又包括以下步骤：
a.将制绒后的单晶硅片放入扩散炉，并往扩散炉中通入大氮；
b.将扩散炉炉腔升温至第一温度，并持续通入大氮；
c.将炉腔维持在第一温度，并向炉腔内通入大氮和氧气对电池片进行氧化；
d.在第一温度下进行低温扩散，此过程中持续向炉腔内通入大氮、小氮、氧气；
e.将扩散炉炉腔升温至第二温度同时推进磷原子，继续通入大氮；
f.将炉腔维持在第二温度并进行高温扩散，此过程中持续向炉腔内通入大氮、小氮、氧气；
g.将扩散炉炉腔升温至第三温度同时推进磷原子，继续通入大氮
h.在第三温度下持续推进磷原子，此过程中持续向炉腔内通入大氮、氧气；
i.降温并进行氧化同时推进磷原子，此过程中持续向炉腔内通入大氮、氧气；
j.出炉；
其中，第一温度<第二温度<第三温度。
6.根据权利要求5所述的一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法，其特征在于：所述步骤a中将扩散炉初始温度设置在590-610℃,所述的第一温度为770-790℃，所述第二温度为807-827℃，所述第三温度为840-860℃。
7.根据权利要求5所述的一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法，其特征在于：所述步骤b中，以0.18-0.22℃/s的速度将炉腔温度升至第一温度；步骤e中，以0.18-0.22℃/s的速度将炉腔温度升至第二温度；步骤g中，以0.18-0.22℃/s的速度将炉腔温度升至第三温度；步骤i中以0.18-0.22℃/s的速度降温。
8.根据权利要求5所述的一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法，其特征在于：所述步骤a至步骤i中大氮通入的流量均为1800-2200ml/min；
步骤c中氧气通入的流量为80-120ml/min；步骤d中氧气通入的流量为180-220ml/min；步骤f中氧气通入的流量为180-220ml/min；步骤h中氧气通入的流量为180-220ml/min；步骤i中氧气通入的流量为180-220ml/min；
步骤d中小氮通入的流量为180-220ml/min；步骤f中小氮通入的流量为80-120ml/min。
9.根据权利要求5所述的一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法，其特征在于：所述步骤c中通入氧气进行氧化的时间为180-220s；步骤d中低温扩散的时间为480-520s；步骤f中高温扩散的时间为280-320s；步骤h中磷原子推进的时间为180-220s。
10.根据权利要求1所述的一种PERC无网结印刷单晶太阳能电池片的制备方法，其特征在于：所述无网结印刷网版包括网框以及张接固定于所述网框中的网纱，网纱由多根经线和纬线编织而成，所述网纱中的每一经线与纬线分别平行或垂直于网框，所述网纱上设置有印刷区和非印刷区，所述印刷区的图形包括多个间隔平行分布的用于印刷副栅线的副栅线孔和多个间隔平行分布的用于印刷主栅线的主栅线孔以及用于印刷外围边框线的外围边框线孔，所述副栅线孔位于相邻两根纬线之间，每个主栅线孔与多个副栅线孔均连通，主栅线孔与副栅线孔相互垂直设置，外围边框线孔设置在主栅线孔和副栅线孔的四周，外围边框线孔的形状为波浪形或锯齿形。
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