CN113161449A - 一种perc太阳能电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池生产领域。一种PERC太阳能电池的制备方法，按制绒、扩散、激光SE、去背面PSG、碱刻蚀抛光、去正面PSG、退火、氧化铝、正面沉积减反射膜、背面激光开槽、丝网印刷、烧结的工艺进行，在激光SE后首先进行链式氧化，然后进行臭氧氧化，最后再进行去背面PSG及后续步骤，链式氧化为在激光SE中进行磷掺杂的面镀一层氧化膜，氧化膜厚度控制在10‑100nm,温度控制在500‑800℃，臭氧氧化为在链式氧化产生氧化膜后通入臭氧，加强正面保护效果，臭氧浓度控制在10‑100ppm。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池生产领域。
背景技术
随着全球气候变暖，各种可再生能源迅速发展。其中光伏作为重要的可再生能源，近十五年飞速的发展，各类电池百花齐放，其中单晶高效PERC电池已经初步具备平价上网，对全球新能源发展做出重要贡献。
PERC太阳能电池是目前市场上最主流的的高效电池之一。其中SE-PERC电池是在PERC基础上增加的工序，实现了太阳能电池的选择性掺杂。将正面激光重掺杂技术(SE)与细栅线相结合，大提升了钝化效果，开路电压明显提升，大大提升了太阳能电池的转换效率。SE-PERC太阳能电池从上往下结构包括正电极、氮化硅、氧化硅、N+层、N++层、P型硅、SiNx/Al2O3叠层、背电场、背电极。现有SE-PERC太阳能制备方法有湿法刻蚀工序中一种为碱刻蚀背面抛光，其制备流程为：制绒-扩散- 激光SE-去背面PSG-背面碱刻蚀抛光-去正面PSG-退火-双面镀氧化铝-正面沉积减反膜-背面沉积钝化膜-背面激光开孔-背电极、背电场和正电极印刷-烧结。激光SE要将扩散后的PN结进行重掺杂，导致重掺杂区域的氧化层受损，重掺杂部分PN结会暴露出来。在进行槽式碱抛光背面过程中，抛光液会侵蚀到正面PN结，导致电池转换效率下降。因此有必要通过一种新的工艺来保护PN结不被抛光液侵蚀。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何改善槽式碱抛的缺点，保证PN结不会受损伤。
本发明所采用的技术方案是：一种PERC太阳能电池的制备方法，按制绒、扩散、激光SE、去背面PSG、碱刻蚀抛光、去正面PSG、退火、氧化铝、正面沉积减反射膜、背面激光开槽、丝网印刷、烧结的工艺进行，在激光SE后首先进行链式氧化，然后进行臭氧氧化，最后再进行去背面PSG及后续步骤，链式氧化为在激光SE中进行磷掺杂的面镀一层氧化膜，氧化膜厚度控制在10-100nm,温度控制在500-800℃，臭氧氧化为在链式氧化产生氧化膜后通入臭氧，加强正面保护效果，臭氧浓度控制在10-100ppm。
硅片制绒、清洗并烘干后，减重控制在0.3-0.7g，反射率控制在9-13%。
扩散为磷扩散，扩散后方阻控制在90-150Ω/□，结深控制在100-100nm。
激光SE后方阻控制在50-80Ω/□。
碱刻蚀抛光时，减重控制在0.2-0.5g，背面反射率控制在35-60%。
退火时，退火温度控制在600-900℃，氧化膜厚度控制在3-20nm。
氧化铝为在硅片表面镀双面氧化铝，氧化铝膜厚控制在2-20nm，氧化铝折射率控制在1.6-1.68。
正面沉积减反射膜时，氮化硅的折射率控制在60-85nm，折射率控制在1.95-2.27，钝化膜厚度控制在80-200nm。
背面激光开槽时，光斑大小在20-45um。
烧结时，烧结温度为300-960℃。
本发明的有益效果是：本发明通过制绒、扩散、激光SE、链式氧化+臭氧、去背面PSG、碱抛光、正面去PSG、退火、氧化铝、正面沉积减反膜、背面沉积钝化膜、背面激光开槽、丝网印刷、烧结的工艺，制备得到了高转化效率的PERC太阳能电池；在激光SE后加一层氧化硅可以保护正面PN结不受损伤，减少电池漏电情况；氧化硅具有很强钝化效果，Uoc会有提升，最终转换效率有提升。
具体实施方式
本实施例中高效率PERC太阳能电池的制备方法如下：
制绒：选用1000片的P型1-3Ω.cm的硅片进行清洗、制绒、酸洗、水洗后烘干，减重控制为0.5g，反射率控制为12%；
扩散：对制绒后的硅片进行低压扩散，方阻控制在130Ω/□，结深控制在320nm；
激光SE：使用帝尔激光机台进行激光掺杂，SE后方阻控制在70Ω/□；
链式氧化:对SE后的硅片进行氧化，氧化膜厚度控制在15nm，温度在620℃；
臭氧：臭氧浓度控制在30ppm；
去背面PSG：采用HF去除背面PSG；
碱刻蚀抛光：利用氢氧化钠和添加剂将硅片背面进行碱抛光，减重控制在0.35g，反射率控制在38%；
去正面PSG：采用HF去除正面PSG；
退火：对去正面PSG后硅片进行退火处理，使用温度在850℃，氧化膜厚度控制在6nm；
氧化铝：在硅片双面镀氧化铝，氧化铝厚度控制在3nm，折射率控制在1.62；
正面沉积减反射膜：经过PECVD在正面沉积60nm氮化硅膜，折射率控制在1.95；
背面沉积钝化膜：在PECVD上背面沉积110nm氮化硅膜；
背面激光开槽：对背面氮化硅和氧化铝进行激光开槽，光斑大小控制在25nm；
丝网印刷：对背电极、背电场和正电极进行印刷；
烧结：对丝网印刷后的硅片进行烧结，烧结温度控制在890℃。
实例二
本实施例中高效率PERC太阳能电池的制备方法如下：
制绒：选用1000片的P型1-3Ω.cm的硅片进行清洗、制绒、酸洗、水洗后烘干，减重控制为0.3g，反射率控制为9.5%；
扩散：对制绒后的硅片进行低压扩散，方阻控制在95Ω/□，结深控制在240nm；
激光SE：使用帝尔激光机台进行激光掺杂，SE后方阻控制在50Ω/□；
链式氧化:对SE后的硅片进行氧化，氧化膜厚度控制在20nm，温度在520℃；
臭氧：臭氧浓度控制在50ppm；
去背面PSG：采用HF去除背面PSG；
碱刻蚀抛光：利用氢氧化钠和添加剂将硅片背面进行碱抛光，减重控制在0.45g，反射率控制在50%；
去正面PSG：采用HF去除正面PSG；
退火：对去正面PSG后硅片进行退火处理，使用温度在780℃，氧化膜厚度控制在8nm；
氧化铝：在硅片双面镀氧化铝，氧化铝厚度控制在10nm，折射率控制在1.61；
正面沉积减反射膜：经过PECVD在正面沉积75nm氮化硅膜，折射率控制在2.10；
背面沉积钝化膜：在PECVD上背面沉积160nm氮化硅膜；
背面激光开槽：对背面氮化硅和氧化铝进行激光开槽，光斑大小控制在35nm；
丝网印刷：对背电极、背电场和正电极进行印刷；
烧结：对丝网印刷后的硅片进行烧结，烧结温度控制在900℃。
电性能参数如下：
其中，Uoc是开路电压，Isc是短路电流，Rs是串联电阻，Rsh是并联电阻，FF是填充因子，NCell是电池片的转换效率。实施例1相比仅仅进行链式氧化不进行臭氧氧化，开路电压高3mV，短路电流高了37mA左右，FF基本持平，转换效率提高0.13%。实施例2相比仅仅进行臭氧氧化不进行链式有氧化开路电压高了4mV，短路电流高了37mA，FF基本持平，转换效率提高0.18%。在激光SE前增加链式氧化+臭氧，转换效率提升在0.13%-0.20%之间。
Claims (10)
1.一种PERC太阳能电池的制备方法，按制绒、扩散、激光SE、去背面PSG、碱刻蚀抛光、去正面PSG、退火、氧化铝、正面沉积减反射膜、背面激光开槽、丝网印刷、烧结的工艺进行，其特征在于：在激光SE后首先进行链式氧化，然后进行臭氧氧化，最后再进行去背面PSG及后续步骤，链式氧化为在激光SE中进行磷掺杂的面镀一层氧化膜，氧化膜厚度控制在10-100nm,温度控制在500-800℃，臭氧氧化为在链式氧化产生氧化膜后通入臭氧，加强正面保护效果，臭氧浓度控制在10-100ppm。
2.根据权利要求1所述的一种PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于：硅片制绒、清洗并烘干后，减重控制在0.3-0.7g，反射率控制在9-13%。
3.根据权利要求1所述的一种PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于：扩散为磷扩散，扩散后方阻控制在90-150Ω/□，结深控制在100-100nm。
4.根据权利要求1所述的一种PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于：激光SE后方阻控制在50-80Ω/□。
5.根据权利要求1所述的一种PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于：碱刻蚀抛光时，减重控制在0.2-0.5g，背面反射率控制在35-60%。
6.根据权利要求1所述的一种PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于：退火时，退火温度控制在600-900℃，氧化膜厚度控制在3-20nm。
7.根据权利要求1所述的一种PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于：氧化铝为在硅片表面镀双面氧化铝，氧化铝膜厚控制在2-20nm，氧化铝折射率控制在1.6-1.68。
8.根据权利要求1所述的一种PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于：正面沉积减反射膜时，氮化硅的折射率控制在60-85nm，折射率控制在1.95-2.27，钝化膜厚度控制在80-200nm。
9.根据权利要求1所述的一种PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于：背面激光开槽时，光斑大小在20-45um。
10.根据权利要求1所述的一种PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于：烧结时，烧结温度为300-960℃。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210723 |
|
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