CN110854238A - 单晶硅小片电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单晶硅小片电池的制备方法，包括如下步骤：1）将单晶硅圆棒切成可制备电池整片的长方体状硅块；该硅块包括：一对相背设置的端面，以及位于该对端面之间的四个侧面；2）沿垂直于硅块一对端面且平行于硅块四个侧面中一个侧面的方向，将长方体状硅块切割出用于制备小片电池的长方体状小硅块；该小硅块包括一对相背设置的端面；3）沿平行于小硅块端面的方向，对小硅块进行切片，切割出小片硅片；4）将小片硅片制备成小片电池。小片硅片制备过程中存在的损伤层都能在制绒和背面刻蚀步骤中去除；而且后续的热氧化、叠层钝化膜沉积、SiNx薄膜沉积等步骤能够提供介质钝化和H钝化，大幅降低小片电池横断面的少子复合。
Description
技术领域
本发明涉及光伏领域，具体涉及一种单晶硅小片电池的制备方法。
背景技术
随着太阳能电池技术的发展，出现了小片电池，现有小片电池一般都是由制备完成的电池整片切割而成，如将电池整片（方片或准方片）等分切割成两个或两个以上的小片电池。例如半片组件所使用的半片电池，叠瓦组件或者拼片组件所使用的五分之一或者六分之一电池。
目前一般采用激光来对电池整片进行划片，在激光划片过程中，不可避免地对电池片带来局部热冲击损伤，激光划片完成后还需要对电池片进行裂片，裂片过程会产生额外的机械损伤，且裂片产生的横断面是裸露的界面，使得小片电池在横断面上有较多的缺陷态，这些缺陷态没有得到任何的钝化，导致横断面少子复合严重，小片电池的转换效率损失0.1个百分点以上，严重的情况下，损失的转换效率可接近甚至超过0.2个百分点。
发明内容
为解决现有技术中的缺陷，本发明提供一种单晶硅小片电池的制备方法，包括如下步骤：
1）将单晶硅圆棒切成可制备电池整片的长方体状硅块；该硅块包括：一对相背设置的端面，以及位于该对端面之间的四个侧面；
2）沿垂直于硅块一对端面且平行于硅块四个侧面中一个侧面的方向，将长方体状硅块切割出用于制备小片电池的长方体状小硅块；该小硅块包括一对相背设置的端面；
3）沿平行于小硅块端面的方向，对小硅块进行切片，切割出小片硅片；
4）将小片硅片制备成小片电池。
优选的，所述小硅块的端面为硅块端面的六分之一至三分之二。
优选的，所述小硅块的端面为硅块端面的六分之一、五分之一、四分之一、三分之一、二分之一或三分之二。
优选的，所述小片电池为P型SE-BSF电池、P型PERC电池、P型PERC双面电池、N型双面电池、N型Topcon电池或HJT电池。
优选的，所述小片电池为P型SE-BSF电池；所述将小片硅片制备成小片电池包括如下具体步骤：制绒，磷扩散，激光掺杂，背面刻蚀和去PSG，热氧化退火，正面沉积SiNx薄膜，丝网印刷，烧结。
优选的，所述小片电池为P型PERC电池或P型PERC双面电池；所述将小片硅片制备成小片电池包括如下具体步骤：制绒，磷扩散，激光掺杂，背面刻蚀抛光和去PSG，热氧化退火，背面沉积叠层钝化膜以及正面沉积SiNx薄膜，背面激光开槽，丝网印刷，烧结。
优选的，所述小片电池为N型双面电池；所述将小片硅片制备成小片电池包括如下具体步骤：制绒，硼扩散，单面刻蚀，磷扩散，周边刻蚀，去PSG，正面沉积叠层钝化膜，背面沉积SiNx薄膜，丝网印刷，烧结。
本发明并非由电池整片切片形成小片电池，而是先将单晶硅圆棒切割出小片硅片，再直接将小片硅片制备成小片电池。将小片硅片制备成小片电池的过程中至少有两道湿化学工艺：一是制绒工艺，二是背面刻蚀工艺。制绒工艺可以去除损伤层，背面刻蚀工艺也有去损伤的作用。小片硅片制备过程中存在的损伤层都能在制绒和背面刻蚀步骤中去除；而且后续的热氧化、叠层钝化膜沉积、SiNx薄膜沉积等步骤能够提供介质钝化和H钝化，大幅降低小片电池横断面的少子复合。相比由电池整片切片形成的小片电池，本发明小片电池的转换效率能够增加0.1-0.2个百分点，采用本发明小片电池制作的光伏组件，功率能够提升近3W。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
本发明提供一种单晶硅小片电池的制备方法，包括如下步骤：
1）将单晶硅圆棒切成可制备电池整片的长方体状硅块；该硅块包括：一对相背设置的端面，以及位于该对端面之间的四个侧面；
2）沿垂直于硅块一对端面且平行于硅块四个侧面中一个侧面的方向，将长方体状硅块切割出用于制备小片电池的长方体状小硅块；该小硅块包括一对相背设置的端面；小硅块的端面为硅块端面的六分之一、五分之一、四分之一、三分之一、二分之一或三分之二；
3）沿平行于小硅块端面的方向，对小硅块进行切片，切割出小片硅片；
4）将小片硅片制备成小片电池；小片电池可以是P型SE-BSF电池、P型PERC电池、P型PERC双面电池、N型双面电池、N型Topcon电池或HJT电池。
实施例2
在实施例1的基础上，区别在于：
所述小片电池为P型SE-BSF电池；
所述将小片硅片制备成小片电池包括如下具体步骤：制绒，磷扩散，激光掺杂，背面刻蚀和去PSG，热氧化退火，正面沉积SiNx薄膜，丝网印刷，烧结。
实施例3
在实施例1的基础上，区别在于：
所述小片电池为P型PERC电池或P型PERC双面电池；
所述将小片硅片制备成小片电池包括如下具体步骤：制绒，磷扩散，激光掺杂，背面刻蚀抛光和去PSG，热氧化退火，背面沉积叠层钝化膜以及正面沉积SiNx薄膜，背面激光开槽，丝网印刷，烧结。
实施例4
在实施例1的基础上，区别在于：
所述小片电池为N型双面电池；
所述将小片硅片制备成小片电池包括如下具体步骤：制绒，硼扩散，单面刻蚀，磷扩散，周边刻蚀，去PSG，正面沉积叠层钝化膜，背面沉积SiNx薄膜，丝网印刷，烧结。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，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。
Claims (7)
1.单晶硅小片电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将单晶硅圆棒切成可制备电池整片的长方体状硅块；该硅块包括：一对相背设置的端面，以及位于该对端面之间的四个侧面；
2）沿垂直于硅块一对端面且平行于硅块四个侧面中一个侧面的方向，将长方体状硅块切割出用于制备小片电池的长方体状小硅块；该小硅块包括一对相背设置的端面；
3）沿平行于小硅块端面的方向，对小硅块进行切片，切割出小片硅片；
4）将小片硅片制备成小片电池。
2.根据权利要求1所述的单晶硅小片电池的制备方法，其特征在于，所述小硅块的端面为硅块端面的六分之一至三分之二。
3.根据权利要求2所述的单晶硅小片电池的制备方法，其特征在于，所述小硅块的端面为硅块端面的六分之一、五分之一、四分之一、三分之一、二分之一或三分之二。
4.根据权利要求1所述的单晶硅小片电池的制备方法，其特征在于，所述小片电池为P型SE-BSF电池、P型PERC电池、P型PERC双面电池、N型双面电池、N型Topcon电池或HJT电池。
5.根据权利要求4所述的单晶硅小片电池的制备方法，其特征在于，所述小片电池为P型SE-BSF电池；所述将小片硅片制备成小片电池包括如下具体步骤：制绒，磷扩散，激光掺杂，背面刻蚀和去PSG，热氧化退火，正面沉积SiNx薄膜，丝网印刷，烧结。
6.根据权利要求4所述的单晶硅小片电池的制备方法，其特征在于，所述小片电池为P型PERC电池或P型PERC双面电池；所述将小片硅片制备成小片电池包括如下具体步骤：制绒，磷扩散，激光掺杂，背面刻蚀抛光和去PSG，热氧化退火，背面沉积叠层钝化膜以及正面沉积SiNx薄膜，背面激光开槽，丝网印刷，烧结。
7.根据权利要求4所述的单晶硅小片电池的制备方法，其特征在于，所述小片电池为N型双面电池；所述将小片硅片制备成小片电池包括如下具体步骤：制绒，硼扩散，单面刻蚀，磷扩散，周边刻蚀，去PSG，正面沉积叠层钝化膜，背面沉积SiNx薄膜，丝网印刷，烧结。
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