CN112259621A - 一种高效perc太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效PERC太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。本发明的一种高效PERC太阳能电池，包括硅片基体以及位于硅片基体正面的发射极、氧化层、钝化及减反射层和正面电极，所述正面电极的副栅线由依次交替分布的非金属化区和金属化区组成，氧化层与钝化及减反射层上加工有与金属化区对应分布的激光开孔区，金属化区穿过对应的激光开孔与发射极形成欧姆接触。本发明通过工艺优化，从而可以在确保良好欧姆接触的条件下，进一步降低正面金属化区域的复合，从而能够有效提升电池的光电转换效率。

Description

一种高效PERC太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，更具体地说，涉及一种高效PERC太阳能电池及其制备方法。
背景技术
晶硅太阳能电池是一种利用PN结的光生伏特效应将光能转换成电能的器件，其中PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)太阳能电池最早起源于上世纪八十年代，由澳洲新南威尔士大学的Martin Green研究组开发而成。有别于常规太阳能电池，其在电池背表面采用了介质膜钝化和局域金属接触的技术，使得背表复合速率显著降低、增加电池的背反射，从而大幅提升了电池的长波效应。本世纪初，用于P型PERC电池背面的AlOx介质膜的钝化作用的发现及研究，使得PERC电池的产业化逐步成为可能。随后随着沉积AlOx产业化制备技术和设备的成熟，加上激光技术的引入，PERC技术开始逐步走向产业化。由于工艺简单、成本较低，2017年以后，PERC电池已逐步发展成市场上主流的高效太阳能电池产品和技术。
最近一两年内，PERC电池进一步结合高质量掺镓单晶硅片、SE(SelectiveEmitter)，MBB、碱抛和双面等技术，即行业所称的PERC+技术，将PERC电池的光电转换效率从初期的21.5％提升到23％左右，电池片的双面率可达75％以上。目前主流单晶PERC太阳能电池的制造流程主要是：制绒—扩散—激光SE—热氧—去PSG—碱抛—退火—背面沉积钝化膜—正面沉积减反膜—背面激光—背电极印刷—背面铝栅线印刷—正电极印刷—烧结。在以上PERC+技术的制程中，主要通过扩散在正面整体形成浅结的发射极；利用扩散后的磷硅玻璃为磷源，对应正电极副栅2的区域进行激光掺杂形成副栅激光掺杂区4(图2)；然后采用高精度丝网印刷方式，在掺杂区上方套印正面电极浆料；最后通过750-800℃的共烧结，浆料穿透正面钝化和氧化层和基体重掺杂区形成欧姆接触，从而实现正面电极(图1)的金属化过程。
如何进一步提升PERC电池的转换效率，缩小与HJT(HeterojunctionTechnology)、TOPCon等高效电池的转换效率差异，维持其综合性价比的优势，这是PERC+技术后续持续面临的问题。正面金属化区域的复合是决定和影响PERC电池转换效率的最主要因素。目前，随着无网结等丝网印刷技术的开发和推广，正电极副栅线宽可以到30-40μm。但进一步减小栅线宽度到20μm以下的难度越来越大，这对正银浆料的性能、网板精度及长寿命下的图形稳定性、激光和丝网印刷机精度等方面的要求都大大增加，以目前的技术来说通过降低线宽的方式显著降低金属化区域的复合难以实现。
因此，如何在确保良好的欧姆接触条件下，进一步降低正面金属化区域的复合，提升电池的光电转换效率，成为目前PERC+技术的难点之一。
经检索，中国专利申请号为201210447363.0的申请案公开了一种太阳能电池及其制作方法，其包括：提供基底，该基底包括本体层、覆盖在本体层正表面上的扩散层；对扩散层进行局部重掺杂，形成第一副栅线；在基底正表面上形成减反射层；在第一副栅线上方形成间断的第二副栅线；在第二副栅线上方形成连续的主栅线和第三副栅线；对基底进行烧结。该申请案使第三副栅线与基底不接触，第二副栅线与基底形成点接触，从而减少了基底表面的载流子的复合，并且通过对扩散层进行局部重掺杂，实现正面电极与基底的局部电学接触处的局部重掺杂。但该申请案由于浆料之间的相互影响，已被验证无法实现局部金属化。
发明内容
1.要解决的问题
本发明的目的在于克服现有太阳能电池的转换效率相对较低，有待进一步提高的不足，提供了一种高效PERC太阳能电池及其制备方法。本发明通过工艺优化，从而可以在确保良好欧姆接触的条件下，进一步降低正面金属化区域的复合，从而能够有效提升电池的光电转换效率。
2.技术方案
本发明的一种高效PERC太阳能电池，包括硅片基体以及位于硅片基体正面的发射极、氧化层、钝化及减反射层和正面电极，所述正面电极的副栅线由依次交替分布的非金属化区和金属化区组成，氧化层与钝化及减反射层上加工有与金属化区对应分布的激光开孔区，金属化区穿过对应的激光开孔与发射极形成欧姆接触。
更进一步的，所述发射极由依次间隔分布的轻掺杂区和重掺杂区组成，其中重掺杂区的位置与激光开孔区及金属化区的位置相对应。
更进一步的，所述金属化区及激光开孔区的图形分布采用一定实虚比或点状的非连续图案。
更进一步的，所述金属化区及激光开孔区的图形分布为单个光斑按一定间距均匀分布的点阵图形，单个光斑的形状为圆形、正方形或不规则图形，其尺寸大小为5-30μm。
更进一步的，所述正面电极采用不烧穿正面钝化膜的正银浆料印刷而成，优选为采用工艺窗口更宽、无铅、高宽比和接触电阻性能更优、烧结温度更低的正银浆料体系。
更进一步的，所述电池优选为PERC电池，该电池正面电极的主栅线与副栅线垂直分布，且主栅线由细主栅、位于细主栅两端的边缘鱼叉细主栅以及位于细主栅上间隔分布的焊点组成。
本发明的高效PERC太阳能电池的制备方法，包括：
对硅片正面进行扩散以形成正面发射极的步骤；
在扩散后硅片的正面且对应副栅线的金属化区进行激光SE，形成重掺杂区，从而在硅片正面形成选择发射极结构的步骤；
通过氧化退火和沉积在正面发射极表面形成氧化层和钝化及减反射层的步骤；
通过激光在氧化层和钝化及减反射层上进行开孔，以形成激光开孔区的步骤；
通过丝网印刷在钝化及减反射层表面制备正面电极的步骤，其中副栅线的金属化区与重掺杂区接触；以及
将印刷了正面电极和背面副栅电极的硅片进行共烧结的步骤。
更进一步的，采用脉宽为皮秒、波长为450-550nm，低损伤激光器在正面制备了钝化及减反射层的硅片上进行激光开孔，激光光斑大小为5-30μm，激光波长优选为532nm。
更进一步的，激光打孔时的功率为10-40W，激光雕刻频率为500-5000KHZ，打标速度为10000-50000mm/s。
更进一步的，控制氧化退火的温度为600-750℃，氧化时间为20-40分钟，氧气流量为2500-4000sccm；共烧结的烧结峰值温度为600-750℃。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种高效PERC太阳能电池，所述正面电极的副栅线由依次交替分布的非金属化区和金属化区组成，通过正面电极图形副栅区的局部金属化设计，从而可以实现在确保载流子收集效果不变甚至更优的情况下，大幅降低副栅区的金属化区域面积及其引起的表面复合，进而显著提升了电池片的短波效应及光电转换效率。而氧化层与钝化及减反射层上加工有与金属化区对应分布的激光开孔区，金属化区穿过对应的激光开孔与发射极形成欧姆接触，从而可以保证副栅区局部金属化的有效实现。
(2)本发明的一种高效PERC太阳能电池，所述发射极由依次间隔分布的轻掺杂区和重掺杂区组成，其中重掺杂区的位置与激光开孔区及金属化区的位置相对应，从而增加了浅扩区面积，降低了激光SE本身引起损伤的区域，提升了短波效应，有利于进一步提升PERC电池片的转换效率。
(3)本发明的一种高效PERC太阳能电池，通过电池结构优化，从而可以有效降低对正面电极浆料的要求和门槛，无需使用能够穿透正面钝化层的浆料，实现了正银浆料的无铅化，有利于环保，且其关键成分玻璃体可以国产化，有利于降低浆料的成本；同时还可以实现正银浆料烧结温度的降低。
(4)本发明的高效PERC太阳能电池的制备方法，通过正面电极图形副栅区的局部金属化设计，可以有效提高PERC太阳能电池的转换效率；而本发明通过在氧化层和钝化及减反射层上进行激光开孔，从而一方面可以保证副栅区局部金属化的效果，另一方面可以降低对正银浆料的要求，有利于实现工业化推广应用。
(5)本发明的高效PERC太阳能电池的制备方法，正面电极正银浆料的烧结温度降低，节能降耗的同时打破了PERC正背面高低温烧结的矛盾，可以实现正背面的同时烧结并提升共烧效果，从而有利于进一步提高PERC电池片的转换效率。此外，采用本发明的制备工艺还可以增加正面氧化层的厚度，从而有利于提升电池片的抗PID性能。
(6)本发明的高效PERC太阳能电池的制备方法，通过对激光打孔器的选型及激光打孔的工艺参数进行优化设计，从而可以有效防止对电池正面，尤其是对PN结造成损伤，因此可以保证最终所得PERC太阳能电池的使用性能。
附图说明
图1为正面电极的图形；
图2为激光SE图形；
图3为现有激光SE图形中副栅激光掺杂区的局部放大图；
图4为本发明激光SE图形中副栅激光掺杂区的局部放大图(一)；
图5为本发明激光SE图形中副栅激光掺杂区的局部放大图(二)；
图6为本发明的正面副栅激光开孔图形；
图7为图6中副栅激光开孔区的局部放大分布图(一)；
图8为图6中副栅激光开孔区的局部放大分布图(二)；
图9为本发明的电池的正面切面图；
图10为本发明的电池的侧面切面图。
图中：1、正面电极；101、金属化区；102、非金属化区；2、副栅线；3、主栅线；4、副栅激光掺杂区；401、单个光斑；5、激光开孔区；501、激光开孔；6、硅片基体；7、发射极；701、重掺杂区；702、轻掺杂区；8、氧化层；9、钝化及减反射层；10、钝化层；11、背面副栅电极。
具体实施方式
基于目前难以通过降低线宽的方式显著减小金属化区域的复合来提高PERC太阳能电池的转换效率的问题，本发明通过正面电极图形副栅区的局部金属化设计，实现在确保载流子收集效果不变甚至更优的情况下，通过大幅降低副栅区的金属化区域面积及其引起的表面复合，从而显著提升了电池片的短波效应及光电转换效率。
具体的，如图9、图10所示，本发明的PERC太阳能电池包括硅片基体6、位于硅片基体6正面的发射极7、氧化层8、钝化及减反射层9和正面电极1，以及位于硅片基体6背面的钝化层10和背面副栅电极11。所述正面电极1由主栅线3和副栅线2组成，其中副栅线2(单条副栅线)由依次交替分布的非金属化区102和金属化区101组成，氧化层8与钝化及减反射层9上加工有与金属化区101对应分布的激光开孔区5，发射极7由依次间隔分布的轻掺杂区702和重掺杂区701组成，其中重掺杂区701的位置与激光开孔区5及金属化区101的位置相对应，金属化区101穿过对应的激光开孔501与重掺杂区701形成欧姆接触，非金属化区102位于钝化及减反射层9的表面(与发射极7不接触)。
上述副栅区局部金属化的图形(即单条副栅区对应的金属化区101的分布)可以采用一定实虚比或点状的非连续图案，如单个光斑401按一定间距均匀分布的点阵图形(如图7)，或者按一定虚实比分布的图案(如图8)。单个金属化单元形状可以是圆形、正方形或不规则图形，尺寸大小在5-30μm不等。
本发明的PERC太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
1、制绒：用碱对硅片基体6进行正面和背面制绒形成绒面结构。
2、扩散：通过扩散在制绒后硅片的正面整体形成浅结的发射极，具体采用三氯氧磷和硅片在高温下进行反应，使正面扩散形成PN发射结(发射极)7，扩散后正表面薄层的方块电阻为120-200Ω/□之间。
3、激光SE：利用扩散后的磷硅玻璃为磷源，在扩散后硅片的正面且对应正电极副栅线2的金属化区域进行激光掺杂，形成重掺杂区701，从而在硅片正面实现选择发射极的结构，重掺杂区的方块电阻为30-90Ω/□之间。此时激光SE的光斑大小减低到30-80μm，与现有激光SE图形(如图3所示)不同，本发明的激光SE图形(图2)采用一定实虚比或点状的非连续图案，如单个光斑按一定间距均匀分布的点阵图形(如图4)，或者按一定虚实比分布的图案(如图5)。此步骤的图案与后续正面激光开孔时的激光图案一一对应。
4、热氧：将激光SE后硅片通氧进行氧化。
5、去PSG：将热氧化后硅片，用HF去除背面及周边PSG。
6、碱抛：将去PSG后的硅片进行背面和边缘抛光，正面去PSG。
7、氧化退火：将碱抛后的硅片，在600-750℃下进行氧化及退火处理；氧化时间20-40分钟，氧气流量2500-4000sccm，在发射极7的表面形成氧化层8。本发明由于局部金属化结构，可以通过氧化退火工序在电池片正表面形成更厚的氧化层，从而提升表面钝化作用和电池片抗PID性能。
8、背面沉积钝化膜：在退火后的硅片背面制备钝化膜10。
9、正面沉积减反膜：在硅片的正面制备钝化及减反射层9。
10、正面激光：本发明采用激光方式在正面钝化及减反膜上进行局部开孔制备局部金属化通道，具体采用脉宽为皮秒、波长为450-550nm的低损伤激光器在正面制备了钝化及减反射层的硅片上进行激光开孔，激光光斑大小5-30μm，激光图案(图6)采用与第3步激光SE图形一一对应的非连续图案，如单个光斑按一定间距均匀分布的点阵图形(如图7)，或者按一定虚实比分布的图案(如图8)。此步骤通过抓拍MARK点的方式，从而可以使得激光开孔图案准确与激光SE的图案重合。激光采用功率10-40W，激光雕刻频率500-5000KHZ，打标速度10000-50000mm/s的工艺参数制备打孔图形。
11、背面激光：在背面制备了钝化膜的硅片上进行激光开孔。
12、背电极印刷：在正反面进行了激光开孔后的硅片上丝网印刷制备背电极。
13、背面副栅印刷：在印刷背电极的硅片上丝网印刷背面副栅电极11。
14、正电极印刷：采用高精度丝网印刷方式，在激光开孔区域套印不烧穿正面钝化及减反膜的正面电极浆料；正面电极浆料由于不烧穿正面钝化膜，技术门槛大幅减低，可以进一步选择工艺窗口更宽、无铅、高宽比和接触电阻性能更优、烧结温度更低的正银浆料体系；采用抓拍MARK点的方式，使得正电极副栅区图形与正面激光开孔图形准确重合。同一根副栅线电极下，局部区域与硅接触且烧结后形成欧姆接触的金属化区101，该区域收集基体光生伏特效应产生的光生载流子；非接触区不烧穿氮化硅，形成非金属化区102，仅起到连接相邻两个局部金属化区101的目的，实现正面电极局部金属化的目的。
15、烧结：将印刷正面电极的硅片进行共烧结，烧结峰值温度600-750℃。本发明采用低于现有技术中所用峰值温度50-100℃的低温烧结，改善了PERC电池正背面不同烧结温度差异的矛盾，有利于进一步提升电池片的转换效率。
16、电注入：将烧结后的电池片进行电注入处理。
17、成品：将产品电池片测试、分选、包装入库。
正面电极金属化的优化是太阳能电池提效的关键点之一，也是每年效率提升的最重要手段。TOPCON技术通过隧穿效应形成接触，是降低金属化区域复合的终极方案，但其工艺路线较为复杂。目前，已有相关研究公开了采用局部金属化的技术来提高电池的转换效率，如申请号为201210447363.0的专利申请通过浆料的方式进行局部金属化，但由于浆料之间的相互影响，已验证无法实现局部金属化。本发明通过采用正面激光开孔方式在PERC电池表面形成局部金属化，以达到提效目的。同时还需要说明的是，由于PERC电池正面PN结的存在，采用激光开槽技术容易对电池正面尤其是PN结造成损伤，从而影响电池的正常使用性能。因此，本发明中激光器的选型以及激光开孔工艺参数的控制至关重要。
本发明通过采用以上技术路线，可以有效实现正面电极金属化区域面积50％以上的降低，显著改善了正面金属化区域的复合，实现PERC电池片光电转换效率0.15％以上的提升，PID性能改善0.5％以上。
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
本实施例的PERC太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
1、制绒：采用单晶掺镓P型硅片，用碱进行正面制绒形成绒面结构，反射率降低到10％。
2、扩散：将制绒后硅片，用三氯氧磷和硅片在高温下进行反应，使正面扩散形成PN发射结，扩散后正表面薄层的方块电阻为160Ω/□。
3、激光SE：采用激光光斑大小为60μm，点阵的激光SE图形(图4)，利用扩散后的磷硅玻璃为磷源，在扩散后硅片的正面且对应正电极栅线的金属化区域进行激光掺杂，激光SE的方块电阻为70Ω/□，其中光斑之间间距70μm。
4、热氧：将激光SE后硅片，在700℃下通氧氧化15min。
5、去PSG：将热氧化后硅片，用HF去除背面及周边PSG。
6、碱抛：将去PSG后的硅片进行背面和边缘抛光，正面去PSG。
7、氧化退火：将碱抛后的硅片，在650℃下进行氧化及退火处理；氧化时间25分钟，氧气流量3500sccm，在形成氧化层8。
8、背面沉积钝化膜：在退火后的硅片背面制备钝化膜10。
9、正面沉积减反膜：在硅片的正面制备钝化及减反射层9。
10、正面激光：采用脉宽为皮秒、波长为532nm的低损伤激光器在正面钝化及减反射层上进行开孔。激光光斑大小10μm，采用第3步激光SE图形一一对应的点阵图形(如图7)。激光采用功率20W，激光雕刻频率3500KHZ，打标速度340000mm/s的工艺参数制备打孔图形。
11、背面激光：在背面制备了钝化膜的硅片上进行激光开孔。
12、背电极印刷：在正反面进行了激光开孔后硅片上丝网印刷制备背电极。
13、背面副栅印刷：在印刷背电极硅片上丝网印刷背面副栅电极11。
14、正电极印刷：采用520目、24线宽的无网结网板；采用无铅的玻璃体、不烧穿氮化硅的正银浆料，在印刷了背面铝栅线的硅片上丝网印刷制备正面电极；采用迈为高精度印刷机、通过抓拍MARK点的方式，将正电极图形与第10步正面激光开孔图形套印。
15、烧结：将印刷正面电极的硅片进行共烧结，烧结峰值温度700℃
16、电注入：将烧结后的电池片进行电注入处理。
17、成品：将产品电池片测试、分选、包装入库。
实施例2
本实施例的PERC太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
1、制绒：采用单晶掺镓P型硅片，用碱进行正面制绒形成绒面结构，反射率降低到10％。
2、扩散：将制绒后硅片，用三氯氧磷和硅片在高温下进行反应，使正面扩散形成PN发射结，扩散后正表面薄层的方块电阻为150Ω/□。
3、激光SE：采用激光光斑大小为60μm，虚实比1：1的激光SE图形(图5)，利用扩散后的磷硅玻璃为磷源，在扩散后硅片的正面且对应正电极栅线的金属化区域进行激光掺杂，激光SE的方块电阻为70Ω/□，其中连续光斑的长度为600μm。
4、热氧：将激光SE后硅片，在700℃下通氧氧化15min。
5、去PSG：将热氧化后硅片，用HF去除背面及周边PSG。
6、碱抛：将去PSG后的硅片进行背面和边缘抛光，正面去PSG。
7、氧化退火：将碱抛后的硅片，在650℃下进行氧化及退火处理；氧化时间25分钟，氧气流量3500sccm，在形成氧化层。
8、背面沉积钝化膜：在退火后的硅片背面制备钝化膜。
9、正面沉积减反膜：在硅片的正面制备钝化及减反射层。
10、正面激光：采用脉宽为皮秒、波长为532nm的低损伤激光器在正面钝化及减反射层上进行开孔。激光光斑大小5μm，采用第3步激光SE图形一一对应的点阵图形(如图8)。激光采用功率20W，激光雕刻频率4500KHZ，打标速度440000mm/s的工艺参数制备打孔图形。
11、背面激光：在背面制备了钝化膜的硅片上进行激光开孔。
12、背电极印刷：在正反面进行了激光开孔后硅片上丝网印刷制备背电极。
13、背面副栅印刷：在印刷背电极硅片上丝网印刷背面副栅电极。
14、正电极印刷：采用520目、24线宽的无网结网板；采用无铅的玻璃体、不烧穿氮化硅的正银浆料，在印刷了背面铝栅线的硅片上丝网印刷制备正面电极；采用迈为高精度印刷机、通过抓拍MARK点的方式，将正电极图形与第10步正面激光开孔图形套印。
15、烧结：将印刷正面电极的硅片进行共烧结，烧结峰值温度700℃
16、电注入：将烧结后的电池片进行电注入处理。
17、成品：将产品电池片测试、分选、包装入库。
实施例3
本实施例的PERC太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
1、制绒：采用单晶掺镓P型硅片，用碱进行正面制绒形成绒面结构，反射率降低到11％。
2、扩散：将制绒后硅片，用三氯氧磷和硅片在高温下进行反应，使正面扩散形成PN发射结，扩散后正表面薄层的方块电阻为140Ω/□。
3、激光SE：采用激光光斑大小为40μm，点阵的激光SE图形(图4)，利用扩散后的磷硅玻璃为磷源，在扩散后硅片的正面且对应正电极栅线的金属化区域进行激光掺杂，激光SE的方块电阻为80Ω/□，其中光斑之间间距50μm。
4、热氧：将激光SE后硅片，在720℃下通氧氧化10min。
5、去PSG：将热氧化后硅片，用HF去除背面及周边PSG。
6、碱抛：将去PSG后的硅片进行背面和边缘抛光，正面去PSG。
7、氧化退火：将碱抛后的硅片，在730℃下进行氧化及退火处理；氧化时间35分钟，氧气流量3300sccm，在形成氧化层8。
8、背面沉积钝化膜：在退火后的硅片背面制备钝化膜10。
9、正面沉积减反膜：在硅片的正面制备钝化及减反射层9。
10、正面激光：采用脉宽为皮秒、波长为532nm的低损伤激光器在正面钝化及减反射层上进行开孔。激光光斑大小20μm，采用第3步激光SE图形一一对应的点阵图形(如图7)。激光采用功率15W，激光雕刻频率4000KHZ，打标速度200000mm/s的工艺参数制备打孔图形。
11、背面激光：在背面制备了钝化膜的硅片上进行激光开孔。
12、背电极印刷：在正反面进行了激光开孔后硅片上丝网印刷制备背电极。
13、背面副栅印刷：在印刷背电极硅片上丝网印刷背面副栅电极11。
14、正电极印刷：采用520目、24线宽的无网结网板；采用无铅的玻璃体、不烧穿氮化硅的正银浆料，在印刷了背面铝栅线的硅片上丝网印刷制备正面电极；采用迈为高精度印刷机、通过抓拍MARK点的方式，将正电极图形与第10步正面激光开孔图形套印。
15、烧结：将印刷正面电极的硅片进行共烧结，烧结峰值温度720℃
16、电注入：将烧结后的电池片进行电注入处理。
17、成品：将产品电池片测试、分选、包装入库。
实施例4
本实施例的PERC太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
1、制绒：采用单晶掺镓P型硅片，用碱进行正面制绒形成绒面结构，反射率降低到12％。
2、扩散：将制绒后硅片，用三氯氧磷和硅片在高温下进行反应，使正面扩散形成PN发射结，扩散后正表面薄层的方块电阻为120Ω/□。
3、激光SE：采用激光光斑大小为80μm，虚实比5：4的激光SE图形(图5)，利用扩散后的磷硅玻璃为磷源，在扩散后硅片的正面且对应正电极栅线的金属化区域进行激光掺杂，激光SE的方块电阻为90Ω/□，其中连续光斑的长度为500μm。
4、热氧：将激光SE后硅片，在750℃下通氧氧化20min。
5、去PSG：将热氧化后硅片，用HF去除背面及周边PSG。
6、碱抛：将去PSG后的硅片进行背面和边缘抛光，正面去PSG。
7、氧化退火：将碱抛后的硅片，在750℃下进行氧化及退火处理；氧化时间20分钟，氧气流量2500sccm，在形成氧化层。
8、背面沉积钝化膜：在退火后的硅片背面制备钝化膜。
9、正面沉积减反膜：在硅片的正面制备钝化及减反射层。
10、正面激光：采用脉宽为皮秒、波长为450nm的低损伤激光器在正面钝化及减反射层上进行开孔。激光光斑大小15μm，采用第3步激光SE图形一一对应的点阵图形(如图8)。激光采用功率10W，激光雕刻频率5000KHZ，打标速度500000mm/s的工艺参数制备打孔图形。
11、背面激光：在背面制备了钝化膜的硅片上进行激光开孔。
12、背电极印刷：在正反面进行了激光开孔后硅片上丝网印刷制备背电极。
13、背面副栅印刷：在印刷背电极硅片上丝网印刷背面副栅电极。
14、正电极印刷：采用520目、24线宽的无网结网板；采用无铅的玻璃体、不烧穿氮化硅的正银浆料，在印刷了背面铝栅线的硅片上丝网印刷制备正面电极；采用迈为高精度印刷机、通过抓拍MARK点的方式，将正电极图形与第10步正面激光开孔图形套印。
15、烧结：将印刷正面电极的硅片进行共烧结，烧结峰值温度750℃
16、电注入：将烧结后的电池片进行电注入处理。
17、成品：将产品电池片测试、分选、包装入库。
实施例5
本实施例的PERC太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
1、制绒：采用单晶掺镓P型硅片，用碱进行正面制绒形成绒面结构，反射率降低到10％。
2、扩散：将制绒后硅片，用三氯氧磷和硅片在高温下进行反应，使正面扩散形成PN发射结，扩散后正表面薄层的方块电阻为200Ω/□。
3、激光SE：采用激光光斑大小为30μm，虚实比3：2的激光SE图形，利用扩散后的磷硅玻璃为磷源，在扩散后硅片的正面且对应正电极栅线的金属化区域进行激光掺杂，激光SE的方块电阻为30Ω/□，其中连续光斑的长度为450μm。
4、热氧：将激光SE后硅片，在680℃下通氧氧化18min。
5、去PSG：将热氧化后硅片，用HF去除背面及周边PSG。
6、碱抛：将去PSG后的硅片进行背面和边缘抛光，正面去PSG。
7、氧化退火：将碱抛后的硅片，在600℃下进行氧化及退火处理；氧化时间40分钟，氧气流量4000sccm，在形成氧化层。
8、背面沉积钝化膜：在退火后的硅片背面制备钝化膜。
9、正面沉积减反膜：在硅片的正面制备钝化及减反射层。
10、正面激光：采用脉宽为皮秒、波长为550nm的低损伤激光器在正面钝化及减反射层上进行开孔。激光光斑大小30μm，采用第3步激光SE图形一一对应的点阵图形(如图8)。激光采用功率40W，激光雕刻频率1000KHZ，打标速度100000mm/s的工艺参数制备打孔图形。
11、背面激光：在背面制备了钝化膜的硅片上进行激光开孔。
12、背电极印刷：在正反面进行了激光开孔后硅片上丝网印刷制备背电极。
13、背面副栅印刷：在印刷背电极硅片上丝网印刷背面副栅电极。
14、正电极印刷：采用520目、24线宽的无网结网板；采用无铅的玻璃体、不烧穿氮化硅的正银浆料，在印刷了背面铝栅线的硅片上丝网印刷制备正面电极；采用迈为高精度印刷机、通过抓拍MARK点的方式，将正电极图形与第10步正面激光开孔图形套印。
15、烧结：将印刷正面电极的硅片进行共烧结，烧结峰值温度600℃
16、电注入：将烧结后的电池片进行电注入处理。
17、成品：将产品电池片测试、分选、包装入库。

Claims (10)

1.一种高效PERC太阳能电池，包括硅片基体(6)以及位于硅片基体(6)正面的发射极(7)、氧化层(8)、钝化及减反射层(9)和正面电极(1)，其特征在于：所述正面电极(1)的副栅线(2)由依次交替分布的非金属化区(102)和金属化区(101)组成，氧化层(8)与钝化及减反射层(9)上加工有与金属化区(101)对应分布的激光开孔区(5)，金属化区(101)穿过对应的激光开孔(501)与发射极(7)形成欧姆接触。
2.根据权利要求1所述的一种高效PERC太阳能电池，其特征在于：所述发射极(7)由依次间隔分布的轻掺杂区(702)和重掺杂区(701)组成，其中重掺杂区(701)的位置与激光开孔区(5)及金属化区(101)的位置相对应。
3.根据权利要求1或2所述的一种高效PERC太阳能电池，其特征在于：所述金属化区(101)及激光开孔区(5)的图形分布采用一定实虚比或点状的非连续图案。
4.根据权利要求3所述的一种高效PERC太阳能电池，其特征在于：所述金属化区(101)及激光开孔区(5)的图形分布为单个光斑(401)按一定间距均匀分布的点阵图形，单个光斑(401)的形状为圆形、正方形或不规则图形，其尺寸大小为5-30μm。
5.根据权利要求1或2所述的一种高效PERC太阳能电池，其特征在于：所述正面电极采用不烧穿正面钝化膜且无铅的正银浆料印刷而成。
6.根据权利要求1或2所述的一种高效PERC太阳能电池，其特征在于：所述电池优选为PERC电池，该电池正面电极(1)的主栅线(3)与副栅线(2)垂直分布，且主栅线(3)由细主栅、位于细主栅两端的边缘鱼叉细主栅以及位于细主栅上间隔分布的焊点组成。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的高效PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
对硅片正面进行扩散以形成正面发射极(7)的步骤；
在扩散后硅片的正面且对应副栅线(2)的金属化区(101)进行激光SE，形成重掺杂区(701)，从而在硅片正面形成选择发射极结构的步骤；
通过氧化退火和沉积在正面发射极(7)表面形成氧化层(8)和钝化及减反射层(9)的步骤；
通过激光在氧化层(8)和钝化及减反射层(9)上进行开孔，以形成激光开孔区(5)的步骤；
通过丝网印刷在钝化及减反射层(9)表面制备正面电极(1)的步骤，其中副栅线(2)的金属化区(101)与重掺杂区(701)接触；以及
将印刷了正面电极(1)和背面副栅电极(11)的硅片进行共烧结的步骤。
8.根据权利要求7所述的高效PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于：采用脉宽为皮秒、波长为450-550nm的低损伤激光器在正面制备了钝化及减反射层的硅片上进行激光开孔，激光光斑大小为5-30μm。
9.根据权利要求7所述的高效PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于：激光打孔时的功率为10-40W，激光雕刻频率为500-5000KHZ，打标速度为10000-50000mm/s。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的高效PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于：控制氧化退火的温度为600-750℃，氧化时间为20-40分钟，氧气流量为2500-4000sccm；共烧结的烧结峰值温度为600-750℃。
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