CN111081823A - 一种减少绕镀和色差的perc太阳能电池制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种减少绕镀和色差的PERC太阳能电池制作方法，包括制绒、扩散、正面激光、刻蚀、退火、背面沉积钝化膜、正面沉积减反膜、背面激光、丝网印刷和烧结步骤，所述背面沉积钝化膜步骤在硅片背面依次沉积背面氧化铝膜、背面氧化硅膜、第一层背面氮化硅膜，在所述正面沉积减反膜步骤之后、所述背面激光步骤之前增加背面沉积第二层氮化硅膜步骤，所述背面沉积第二层氮化硅膜步骤在硅片背面沉积折射率低但膜厚较厚的第二层背面氮化硅膜。采用本方法制成的电池片，正面外观颜色较深且偏黑，边缘绕镀较少，正面膜色均匀无色差出现，能满足黑背板组件对电池片正面外观膜色严苛的要求。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其是一种减少绕镀和色差的PERC太阳能电池制作方法。
背景技术
单晶PERC太阳能电池的工艺简单、成本较低，是目前市场上最流行的高效太阳能电池之一。目前单晶PERC电池的制造流程主要是：制绒——扩散——SE正面激光——刻蚀抛光——退火——背面沉积钝化膜——正面沉积减反膜——激光开孔——背电极印刷——背电场印刷——正电极印刷——烧结。
太阳能电池片背面沉积钝化膜、面沉积减反膜两个步骤目前主要使用PECVD法沉积正背面氮化硅膜层，其中管式PECVD法镀膜时需要借助石墨舟为载体，利用石墨卡点将硅片限制在石墨腔内，只允许硅片的一个面暴露在石墨腔的工艺气氛内，但是在实际中，为了保证硅片顺利插入石墨卡点内且保证不能划伤硅片，石墨卡点的留隙大小会大于硅片厚度；在镀膜工艺过程中，硅片由于受热发生膨胀，不能完全保持与石墨壁贴合状态，反应气体会沿着由于热膨胀引起的硅片与石墨壁之间的缝隙在硅片另一面沉积目标膜层，这些额外沉积的膜层主要分布在与目标沉积面的相对面的边缘位置，导致下一工序对硅片另一面镀膜时出现边缘较厚的情况，在外观上表现为电池片边缘位置比中间位置膜色偏黄或偏白，这种现象称为绕镀；使用板式PECVD法镀膜也会出现轻微的绕镀现象。
太阳能电池片使用PECVD法沉积正背面氮化硅膜层时，由于硅片电阻率、镀膜温度和石墨舟的饱和状态的差异，会引起镀膜不均匀的现象，电阻率低、镀膜温度高的区域沉积速率快，如果石墨舟完全达到饱和状态，石墨舟与硅片接触位置就不会形成沉积竞争，影响镀膜均匀性。因此，在实际生产过程中无论是沉积正面氮化硅膜层还是背面氮化硅膜层，都会产生一定的镀膜不均现象，由于氮化硅膜厚度变化会导致其颜色变化，最后导致太阳能电池片出现颜色差异，这种颜色差异称为色差。
随着光伏行业的发展，客户端对太阳能电池片的质量要求越来越高，不仅要求其具有更高的转化效率，还要求太阳能电池片具有一致的外观颜色，另外，黑背板组件由于对比色鲜明，更加暴露了电池片的绕镀和色差问题，因此，这对太阳能电池片的工艺技术提出了更高的要求，特别是使用管式PECVD镀膜的厂家，如何控制色差和绕镀问题成了研究的热点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：传统PECVD镀膜方法产生绕镀和色差等问题
本发明解决该技术问题采用的技术方案是：
一种减少绕镀和色差的PERC太阳能电池制作方法，包括制绒、扩散、正面激光、刻蚀、退火、背面沉积钝化膜、正面沉积减反膜、背面激光、丝网印刷和烧结步骤，其特征在于：所述背面沉积钝化膜步骤在硅片背面依次沉积背面氧化铝膜、背面氧化硅膜、第一层背面氮化硅膜，在所述正面沉积减反膜步骤之后、所述背面激光步骤之前增加背面沉积第二层氮化硅膜步骤，所述背面沉积第二层氮化硅膜步骤在硅片背面沉积折射率低但膜厚较厚的第二层背面氮化硅膜。
作为优选，所述背面沉积钝化膜步骤形成的所述背面氧化铝膜厚度为5至15纳米，背面氧化硅膜的厚度为12至35纳米。
作为优选，所述背面沉积钝化膜步骤形成的第一层背面氮化硅膜为折射率高膜厚偏低的膜层，所述第一层背面氮化硅膜折射率为2.18至2.25、膜厚为10至30纳米。
作为优选，所述第二层背面氮化硅膜折射率为1.95至2.05、膜厚为30至80纳米。
作为优选，所述正面沉积减反膜步骤在硅片正面依次沉积高折射率的第一层正面氮化硅膜、低折射率的第二层正面氮化硅膜、折射率低于所述第二层正面氮化硅膜的第一层正面氮氧化硅膜、折射率低于所述第一层正面氮氧化硅膜的第二层正面氮氧化硅膜、折射率低于所述第二层正面氮氧化硅膜的正面氧化硅膜。
作为优选，所述第一层正面氮化硅膜折射率为2.15至2.25、膜厚为12至24纳米，所述第二层正面氮化硅膜折射率为1.95至2.10、膜厚为32至55纳米，所述第一层正面氮氧化硅膜折射率为1.85至1.95、膜厚为5至20纳米，所述第二层正面氮氧化硅膜折射率为1.61至1.82、膜厚为5至20纳米，所述正面氧化硅膜折射率为1.31至1.52、膜厚为5至20纳米。
本发明的有益效果是：
相较传统方法，本发明增加了背面沉积第二层氮化硅膜步骤，在硅片背面沉积一层折射率低但膜厚较厚的氮化硅层。经过背面沉积钝化膜步骤，高温石墨舟内的制程片会产生一定程度的翘曲，然后进行正面沉积减反膜步骤，在石墨舟内的制程片也会产生一定的翘曲，但是这两次产生的翘曲方向刚好相反，可以互相抵消热应力，再进行背面沉积第二层氮化硅膜步骤后边缘绕镀减少，提高产品良率。
背面沉积钝化膜步骤在硅片背面依次沉积背面氧化铝膜、背面氧化硅膜、第一层背面氮化硅膜，其中背面氧化铝膜为钝化层，背面氧化硅膜为过渡层也起钝化作用，背面第一层氮化硅膜为保护层同时也为体钝化提供氢离子。
正面沉积减反膜步骤，完成镀膜后会在硅基体正面沉积形成折射率依次降低的介质膜，使制程片正面颜色整体偏黑，具有视觉屏蔽色差的优点。
经过上述所有流程所制成的电池片，正面外观颜色较深且偏黑，边缘绕镀较少，正面膜色均匀无色差出现，能满足黑背板组件对电池片正面外观膜色严苛的要求。
附图说明
图1是本发明实施例膜层示意图
1.硅片，2.第一层正面氮化硅膜，3.第二层正面氮化硅膜，4.第一层正面氮氧化硅膜，5. 第二层正面氮氧化硅膜，6.正面氧化硅膜，7.背面氧化铝膜，8.背面氧化硅膜，9.第一层背面氮化硅膜，10. 第二层背面氮化硅膜。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
一种减少绕镀和色差的PERC太阳能电池制作方法，包括以下步骤：
S1:制绒，将硅片1放在KOH溶液中进行制绒；
S2:扩散，扩散制备PN结；
S3:正面激光，在硅片1正面进行选择性激光掺杂；
S4:刻蚀，去除硅片1背表面和侧面的PSG和N型硅，去除正面PSG层；
S5:退火，使用热氧化退火工艺进行退火处理。
S6：背面沉积钝化膜，本步骤所用的沉积介质膜的设备为管式等离子体沉积设备，利用PECVD法进行镀膜，硅片1的载体为石墨舟，在硅片1背面依次沉积背面氧化铝膜7、背面氧化硅膜8、第一层背面氮化硅膜9，背面氧化铝膜7厚度为7纳米，背面氧化硅膜8的厚度为25纳米，第一层背面氮化硅膜9折射率为2.19、膜厚为19纳米，背面氧化铝膜7为钝化层，背面氧化硅膜8为过渡层也起钝化作用，背面第一层氮化硅膜9为保护层同时也为体钝化提供氢离子；
S7:正面沉积减反膜，本步骤所用的沉积介质膜的设备为管式等离子体沉积设备，利用PECVD法进行镀膜，硅片1的载体为石墨舟，在硅片1正面依次沉积第一层正面氮化硅膜2、第二层正面氮化硅膜3、第一层正面氮氧化硅膜4、第二层正面氮氧化硅膜5、正面氧化硅膜6，第一层正面氮化硅膜2折射率为2.18、膜厚为18纳米，第二层正面氮化硅膜3折射率为1.99、膜厚为45纳米，第一层正面氮氧化硅4膜折射率为1.95、膜厚为8纳米，第二层正面氮氧化硅膜5折射率为1.72、膜厚为7纳米，正面氧化硅膜6折射率为1.42、膜厚为6纳米，完成镀膜后便在硅片1正面沉积形成折射率依次降低的介质膜，使制程片正面颜色整体偏黑，具有视觉屏蔽色差的优点；
S8:背面沉积第二层氮化硅膜，本步骤所用的沉积介质膜的设备为管式等离子体沉积设备，利用PECVD法进行镀膜，制程片的载体为石墨舟，本步骤在硅片1背面沉积折射率低但膜厚较厚的第二层背面氮化硅膜10，第二层背面氮化硅膜10为折射率低膜厚偏厚的膜层，其折射率为1.96，膜厚为58纳米；
S9:背面激光，利用激光对硅片1背面进行开槽，使铝硅形成欧姆接触；
S10:丝网印刷和烧结，使用背银浆料、铝浆料和正银浆料在硅片1背面形成银背电极和铝背电场，硅片1正面形成银正电极，烧结烘干形成良好的欧姆接触。
经过上述所有流程所制成的电池片，正面外观颜色较深且偏黑，边缘绕镀较少，正面膜色均匀无色差出现，能满足黑背板组件对电池片正面外观膜色严苛的要求。
本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围。所有这样的对所述领域技术人员显而易见的修改将包括在本权利要求的范围之内。
Claims (6)
1.一种减少绕镀和色差的PERC太阳能电池制作方法，包括制绒、扩散、正面激光、刻蚀、退火、背面沉积钝化膜、正面沉积减反膜、背面激光、丝网印刷和烧结步骤，其特征在于：所述背面沉积钝化膜步骤在硅片背面依次沉积背面氧化铝膜、背面氧化硅膜、第一层背面氮化硅膜，在所述正面沉积减反膜步骤之后、所述背面激光步骤之前增加背面沉积第二层氮化硅膜步骤，所述背面沉积第二层氮化硅膜步骤在硅片背面沉积折射率低但膜厚较厚的第二层背面氮化硅膜。
2.如权利要求1所述的减少绕镀和色差的PERC太阳能电池制作方法，其特征在于：所述背面沉积钝化膜步骤形成的所述背面氧化铝膜厚度为5至15纳米，背面氧化硅膜的厚度为12至35纳米。
3.如权利要求1所述的减少绕镀和色差的PERC太阳能电池制作方法，其特征在于：所述背面沉积钝化膜步骤形成的第一层背面氮化硅膜为折射率高膜厚偏低的膜层，所述第一层背面氮化硅膜折射率为2.18至2.25、膜厚为10至30纳米。
4.如权利要求1所述的减少绕镀和色差的PERC太阳能电池制作方法，其特征在于：所述第二层背面氮化硅膜折射率为1.95至2.05、膜厚为30至80纳米。
5.如权利要求1所述的减少绕镀和色差的PERC太阳能电池制作方法，其特征在于：所述正面沉积减反膜步骤在硅片正面依次沉积高折射率的第一层正面氮化硅膜、低折射率的第二层正面氮化硅膜、折射率低于所述第二层正面氮化硅膜的第一层正面氮氧化硅膜、折射率低于所述第一层正面氮氧化硅膜的第二层正面氮氧化硅膜、折射率低于所述第二层正面氮氧化硅膜的正面氧化硅膜。
6.如权利要求5所述的减少绕镀和色差的PERC太阳能电池制作方法，其特征在于：所述第一层正面氮化硅膜折射率为2.15至2.25、膜厚为12至24纳米，所述第二层正面氮化硅膜折射率为1.95至2.10、膜厚为32至55纳米，所述第一层正面氮氧化硅膜折射率为1.85至1.95、膜厚为5至20纳米，所述第二层正面氮氧化硅膜折射率为1.61至1.82、膜厚为5至20纳米，所述正面氧化硅膜折射率为1.31至1.52、膜厚为5至20纳米。
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