P型PERC双面太阳能电池对位印刷方法、制备方法及电池
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术,尤其涉及一种P型PERC双面太阳能电池对位印刷方法,还涉及使用该对位印刷方法的P型PERC双面太阳能电池的制备方法,另涉及使用该制备方法制备的P型PERC双面太阳能电池。
背景技术
晶硅太阳能电池是一种有效吸收太阳辐射能,利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件。当太阳光照射在半导体P-N结上时,会形成新的空穴-电子对,在P-N结电场的作用下,空穴由N区流向P区,电子由P区流向N区,接通电路后就形成了电流。
常规电池的背面设有背银电极和铝背场,尽管铝背场可以在硅片背表面形成P+P的高低结,但是背面的少数载流子复合仍然很严重,限制了转换效率的提升。
随着对晶硅太阳能电池光电转换效率的要求越来越高,人们开始研究PERC背钝化太阳电池技术。目前,业界主流厂家的焦点集中在单面PERC太阳能电池的量产化。而对于双面PERC太阳能电池而言,由于其光电转换效率高,同时双面吸收太阳光,发电量更高,在实际应用中具有更大的使用价值。
现有的PERC双面太阳能电池包括从下至上依次设置的背电极、背面氮化硅膜、氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极,背电极主要由呈垂直相交的背极主栅线和背极副栅线相连而成,背极副栅线通常是铝栅线,在背面氮化硅膜上开有贯通背面氮化硅膜和氧化铝膜的开槽构成激光开槽区,铝栅线位于开槽内的部分与P型硅相连。
在PERC双面太阳能电池的制备过程中,一般在背激光开槽图案上设置Mark点(基准点、位置识别点),在背面印刷铝浆时,利用摄像头抓取Mark点实现背铝栅线与背激光开槽区的对准印刷,保证背铝栅线完全覆盖住激光开槽区。但是,这种印刷方式存在着以下缺点:在实际印刷时,背铝栅线可以覆盖住背激光开槽区,但不能实现背铝栅线与背极主栅线的准确连接。
这是因为:背铝栅线的印刷是通过摄像头抓取激光开槽图案上的Mark点来实现背铝栅线和激光开槽图形的对准,但是激光开槽图形是通过激光设备的设置来定位于硅片正中心,而背银电极的印刷是通过人工调试网版将背极主栅网版图案定位于硅片正中心,由于背激光设备的激光开槽图形定位与人工调试的背极主栅图形定位之间存在误差,导致印刷在硅片背面的背铝栅线与背极主栅线的连接出现脱离的情况,从而影响电池性能。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种工艺简单、生产成本低、可使背铝栅线与背极主栅线准确对位实现二者有效连接、降低电池不良率的P型PERC双面太阳能电池对位印刷方法。
本发明的第一个目的通过如下的技术方案来实现:一种P型PERC双面太阳能电池对位印刷方法,其特征在于:在硅片上依次制作背面激光开槽区、背极主栅线和背铝栅线的工序中,先在背激光开槽图案上设置Mark1点,并在硅片上制作带有Mark1点的背面激光开槽区,再在背极主栅线网版上设置Mark2点,并在硅片上印刷带有Mark2点的背极主栅线;然后,利用硅片上的Mark1点,通过调整硅片的位置,使背面激光开槽区对准背铝栅线网版上的背铝栅线,再利用Mark2点,通过横向移动硅片,使背铝栅线网版上的背铝栅线与背极主栅线对准,再印刷背铝栅线,使背铝栅线覆盖住背面激光开槽区,且与背极主栅线连接。
本发明通过在硅片上制作带有Mark1点的激光开槽区和带有Mark2点的背极主栅线,在印刷背铝栅线时,先利用Mark1点,通过调整X(横轴),Y(纵轴),θ(角度)三个参数调整硅片的位置,将背铝栅线网版上的背铝栅线与激光开槽区对准,再利用Mark2点,通过在X(横轴)上调整硅片的位置,将背铝栅线网版上的背铝栅线与背极主栅线对准,从而确保硅片的背铝栅线与背极主栅线实现有效连接,避免背铝栅线与背极主栅线脱离的情况发生,可有效降低双面PERC太阳能电池的不良率。而且,本发明工艺步骤简单,生产成本低、易于实现,适合于大规模量产。
本发明的第二个目的在于提供一种使用上述P型PERC双面太阳能电池对位印刷方法的P型PERC双面太阳能电池制备方法。
本发明的第二个目的通过如下的技术方案来实现:
一种P型PERC双面太阳能电池制备方法,使用上述的P型PERC双面太阳能电池对位印刷方法。
具体而言,一种使用上述P型PERC双面太阳能电池对位印刷方法的P型PERC双面太阳能电池制备方法,其特征在于包括以下步骤:
⑴在P型硅的正面形成绒面;
⑵在由步骤⑴所得产品的正面进行扩散,形成N型发射极;
⑶利用扩散后的磷硅玻璃为磷源,在由步骤⑵所得产品的正面进行激光掺杂,形成正面激光开槽区;
⑷去除由步骤⑶所得产品在扩散过程形成的磷硅玻璃和周边PN结;
⑸对步骤⑷所得产品进行退火处理;
⑹在由步骤⑸所得产品的背面依次沉积氧化铝膜和背面氮化硅膜,再在正面沉积正面氮化硅膜,或者在由步骤⑸所得产品的正面沉积正面氮化硅膜,再在背面依次沉积氧化铝膜和背面氮化硅膜;
⑺在背激光开槽图案上设置Mark1点,在由步骤⑹所得产品上制作带有Mark1点的背面激光开槽区;
⑻利用设置了Mark2点的背极主栅线网版,在由步骤⑺所得产品的背面印刷带有Mark2点的背极主栅线;
⑼利用Mark1点,通过调整由步骤⑻所得产品的位置,使背面激光开槽区对准背铝栅线网版上的背铝栅线,再利用Mark2点,通过横向移动由步骤⑻所得产品,使背铝栅线网版上的背铝栅线与背极主栅线对准,在由步骤⑻所得产品的背面上印刷背铝栅线,背铝栅线覆盖住背面激光开槽区,并与背极主栅线连接;
⑽在由步骤⑼所得产品的正面激光开槽区上印刷正电极浆料,正电极浆料覆盖住正面激光开槽区;
⑾将由步骤⑽所得产品进行高温烧结,形成背面电极和正面电极;
⑿对由步骤⑾所得产品抗LID(光致衰减)退火即得。
本发明的第三个目的通过如下的技术方案来实现:一种使用上述P型PERC双面太阳能电池制备方法制备的P型PERC双面太阳能电池。
具体而言,一种使用上述P型PERC双面太阳能电池制备方法制备的P型PERC双面太阳能电池,包括从下至上依次设置的背电极、背面氮化硅膜、氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极,所述背电极主要由呈垂直相交的背极主栅线和背铝栅线相连而成,在所述背面氮化硅膜上开有数条贯通背面氮化硅膜和氧化铝膜的开槽构成背面激光开槽区,所述P型硅露于所述开槽中,所述背铝栅线位于开槽中的部分与P型硅相连,其特征在于:所述背极主栅线带有Mark2点,其采用设置了Mark2点的背极主栅线网版印刷而成,通过在背激光开槽图案上设置Mark1点,并制作带有Mark1点的背面激光开槽区,利用Mark1点,使背面激光开槽区对准背铝栅线网版上的背铝栅线,再利用Mark2点,使背铝栅线网版上的背铝栅线与背极主栅线对准,印刷背铝栅线,使背铝栅线覆盖住背面激光开槽区,并与背极主栅线连接。
作为本发明的一种优选实施方式,Mark1点设置在背面氮化硅膜上,所述Mark1点和背面激光开槽区的相对位置预先设定,通过定位Mark1点并根据背面激光开槽区与Mark1点之间的相对位置进行背面激光开槽区和背铝栅线的对位;所述Mark2点设置在背面氮化硅膜上,所述Mark2点和背极主栅线的相对位置预先设定,通过定位Mark2点并根据背极主栅线与Mark2点之间的相对位置进行背极主栅线和背铝栅线的对位。
作为本发明的一种优选实施方式,所述Mark1点和Mark2点均为四个,分别位于太阳能电池的四个边角。
作为本发明的一种实施方式,单个Mark1点的形状为十字形、三角形、圆形、方形、五边形或六边形等。
作为本发明的一种实施方式,单个Mark2的形状为十字形、圆形、三角形或星形等。星形是指五角星或六角星等。
作为本发明的一种优选实施方式,所述Mark1点与所述Mark2点之间的距离小于1mm。
作为本发明的一种优选实施方式,所述Mark2点位于圆形的Mark1点内。
与现有技术相比,本发明具有如下显著的效果:
⑴本发明通过在硅片上制作带有Mark1点的激光开槽区和带有Mark2点的背极主栅线,在印刷背铝栅线时,先利用Mark1点,通过调整X(横轴),Y(纵轴),θ(角度)三个参数调整硅片的位置,将背铝栅线网版上的背铝栅线与激光开槽区对准,再利用Mark2点,通过在X(横轴)上调整硅片的位置,将铝栅线网版上的背铝栅线与背极主栅线对准,从而确保硅片的背铝栅线与背极主栅线实现有效连接,避免背铝栅线与背极主栅线脱离的情况发生,可有效降低双面PERC太阳能电池的不良率。
⑵本发明工艺步骤简单,与现有技术相比,仅需要在现有SE-PERC电池生产线的背银电极网版上设置Mark2标记即可,无需另增设备,生产成本低,易于实现,适合于大规模量产。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明在硅片上制作带有Mark1点的背面激光开槽区的示意图;
图2是本发明带有Mark2点的背极主栅线网版图;
图3是在图1所示硅片上印刷带有Mark2点的背极主栅线的示意图;
图4是本发明背铝栅线网版图;
图5是在图3所示硅片上印刷背铝栅线的示意图;
图6是图5中A局部放大示意图。
具体实施方式
本发明一种P型PERC双面太阳能电池对位印刷方法,在硅片上依次制作背面激光开槽区、背极主栅线和背铝栅线的工序中,先在背激光开槽图案上设置Mark1点,并在硅片上制作带有Mark1点的背面激光开槽区,再在背极主栅线网版上设置Mark2点,并在硅片上印刷带有Mark2点的背极主栅线;然后,利用硅片上的Mark1点,通过X(横轴),Y(纵轴),θ(角度)三个参数调整硅片的位置,使背面激光开槽区对准背铝栅线网版上的背铝栅线,再利用Mark2点,通过在X(横轴)上调整硅片的位置,将背铝栅线网版上的背铝栅线与背极主栅线对准,再印刷背铝栅线,使背铝栅线覆盖住激光开槽区,并与背极主栅线连接。
一种使用上述P型PERC双面太阳能电池对位印刷方法的P型PERC双面太阳能电池制备方法,包括以下步骤:
⑴在P型硅1的正面形成绒面;
⑵在由步骤⑴所得产品的正面进行扩散,形成N型发射极,扩散方阻大于100Ω/□;
⑶利用扩散后的磷硅玻璃为磷源,在由步骤⑵所得产品的正面进行激光掺杂,形成正面激光开槽区;
⑷去除由步骤⑶所得产品在扩散过程形成的磷硅玻璃和周边PN结;根据实际情况决定是否对硅片的背面抛光,若需要抛光,则在对硅片背面进行抛光后,转入步骤⑸。
⑸对步骤⑷所得产品进行退火处理;
⑹在由步骤⑸所得产品的背面依次沉积氧化铝膜和背面氮化硅膜,再在正面沉积正面氮化硅膜,或者在由步骤⑸所得产品的正面沉积正面氮化硅膜,再在背面依次沉积氧化铝膜和背面氮化硅膜;
⑺在背激光开槽图案上设置Mark1点3,在本实施例中,Mark1点3为圆形,为四个,分别位于太阳能电池的四个边角。在由步骤⑹所得产品上制作带有Mark1点3的背面激光开槽区2,如图1所示;
⑻利用背极主栅线网版,该背极主栅线网版图参见图2,背极主栅线网版上设置了Mark2点4和背极主栅线5(分段,而非直线);在由步骤⑺所得产品的背面印刷带有Mark2点4的背极主栅线5,参见图3,在本实施例中,Mark2点4为十字形,且对应位于圆形的Mark1点3内,即Mark2点3也为四个,分别位于太阳能电池的四个边角。
⑼利用Mark1点3(摄像头抓取硅片上的Mark1点3,识别激光开槽区2的位置),通过调整由步骤⑻所得产品的位置,将背面激光开槽区2对准背铝栅线网版(参见图4,背铝栅线网版图案包括背铝栅线6和灰色区域8,并且设置了镂空区7,即镂空区不会被印刷铝浆。灰色区域8的区域也会印刷铝浆,目的是为了与背极主栅线连接紧密,背极主栅线的两侧部分被灰色区域8覆盖为背极主栅线5与铝浆的重叠区9,参见图6)上的背铝栅线6,再利用Mark2点4(摄像头抓取硅片上的Mark2点4,识别背极主栅线5的位置),通过横向移动由步骤⑻所得产品,使背铝栅线网版上的背铝栅线6与背极主栅线5对准,在由步骤⑻所得产品的背面上印刷背铝栅线6,背铝栅线6覆盖住激光开槽区,并与背极主栅线5连接,参见图5和图6;印刷后,一起检测背铝栅线与背面激光开槽区的对准以及背铝栅线与背极主栅线的对准。
在本实施例中,Mark1点3设置在背面氮化硅膜上,Mark1点3和背面激光开槽区2的相对位置预先设定,通过定位Mark1点3并根据背面激光开槽区2与Mark1点3之间的相对位置进行背面激光开槽区2和背铝栅线的对位。具体可以是,通过定位Mark1点3并通过激光开槽区2最外侧的那条开槽分别与和其最靠近的Mark1点3之间的相对位置进行对位。
在本实施例中,Mark2点4和背极主栅线5的相对位置预先设定,通过定位Mark2点4并根据背极主栅线5与Mark2点4之间的相对位置进行背铝栅线与背极主栅线5的对位。具体可以是,通过定位Mark2点4并通过最外侧的那条背极主栅线5分别与和其最靠近的Mark2点4之间的相对位置进行对位。
即便Mark2点不在Mark1点内,二者也不能相离太远,优选地,Mark1点与Mark2点之间的距离小于1mm,目的是灰色区域8的铝浆可以盖住Mark2点,如果二者离得太远,Mark2点处在硅片上背极主栅线和背铝栅线以外的位置上,就会遮挡住部分太阳光,影响电池效率,同时影响电池的外观。
⑽在由步骤⑼所得产品的正面激光开槽区上印刷正电极浆料,正电极浆料覆盖住正面激光开槽区;
⑾将由步骤⑽所得产品进行高温烧结,形成背面电极和正面电极;
⑿对由步骤⑾所得产品抗LID(光致衰减)退火即得。
一种使用上述P型PERC双面太阳能电池制备方法制备的P型PERC双面太阳能电池,包括从下至上依次设置的背电极、背面氮化硅膜、氧化铝膜、P型硅1、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极,背电极主要由呈垂直相交的背极主栅线5和背铝栅线6相连而成,在背面氮化硅膜上开有数条贯通背面氮化硅膜和氧化铝膜的开槽构成背面激光开槽区2,P型硅露于开槽中,背铝栅线6位于开槽中的部分与P型硅1相连,背极主栅线5带有Mark2点,其采用设置了Mark2点4的背极主栅线网版印刷而成,通过在背激光开槽图案上设置Mark1点3,并制作带有Mark1点的背面激光开槽区2,利用Mark1点3,使背面激光开槽区2对准背铝栅线网版上的背铝栅线6,再利用Mark2点4,使背铝栅线网版上的背铝栅线6与背极主栅线5对准,印刷背铝栅线6,使背铝栅线6覆盖住背面激光开槽区,并与背极主栅线5连接。
在其它实施例中,单个Mark1点的形状为十字形、三角形、方形、五边形或六边形等。单个Mark2点的形状为圆形、三角形或星形等。
本发明的实施方式不限于此,根据本发明的上述内容,按照本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本发明上述基本技术思想前提下,本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更,均落在本发明权利保护范围之内。