CN114883453A - 一种双面多层钝化膜、制备方法及晶硅太阳能电池 - Google Patents
一种双面多层钝化膜、制备方法及晶硅太阳能电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114883453A CN114883453A CN202210687926.7A CN202210687926A CN114883453A CN 114883453 A CN114883453 A CN 114883453A CN 202210687926 A CN202210687926 A CN 202210687926A CN 114883453 A CN114883453 A CN 114883453A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- double
- sided
- solar cell
- crystalline silicon
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 57
- 238000002161 passivation Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 79
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 72
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 72
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 63
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 55
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 41
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007888 film coating Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000009501 film coating Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 22
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 15
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000013842 nitrous oxide Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 238000005247 gettering Methods 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 3
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 claims description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 42
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 8
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 2
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1868—Passivation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1864—Annealing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种双面多层钝化膜、制备方法及晶硅太阳能电池，所述双面多层钝化膜的制备方法包括以下步骤：S1、取原始硅片，对原始硅片进行镀膜前预处理；S2、将预处理后的原始硅片置入PECVD真空镀膜设备中，通过原始硅片将PECVD真空镀膜设备中的炉管进行分隔，同时在原始硅片的正反两面通入镀膜气体，完成正反面的同步镀膜；在同一炉管中依次进行双面氧化工艺、双面氮氧化硅镀膜工艺、双面氧化铝镀膜工艺、双面氮化硅镀膜工艺，在完成每道镀膜工艺前后均对炉管进行抽真空处理。本发明对晶硅太阳能电池的正反面同时进行多层镀膜，提高镀膜效率的同时，能使晶硅太阳能电池的开路电压、短路电流以及光电转换效率得到提升。
Description
技术领域
本发明涉及晶硅太阳能电池技术领域，尤其是指一种双面多层钝化膜、制备方法及晶硅太阳能电池。
背景技术
晶硅太阳能电池是一种有效吸收太阳辐射能，利用光生伏特效应把光能转换为电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结上，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，接通电路后就形成电流。目前，商品化的太阳电池市场85％以上仍被晶体硅太阳电池产品占据，围绕效率与成本构成的性价比竞争十分激烈。如何以少量的投入，引入新的工艺增加电池光电转换效率是晶硅太阳能电池的研究方向。
近年来，表面钝化是晶硅电池的研究热点，无论是P型还是N型单晶硅太阳能电池，在电池的前表面、背表面制备钝化介质，是高效电池技术开展的基础，也是提高太阳能电池光电转换效率的有效途径之一。PECVD设备是晶硅电池生产线最常用的真空镀膜设备，可以低温制备具有减反射和钝化特性的SiNX薄膜，用于晶硅电池正面发射极钝化。
但是，如何进一步提升晶硅太阳能电池的性能和效率，依旧是研究的重要方向。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中对晶硅电池表面钝化镀膜研究不足的情况，提供一种双面多层钝化膜、制备方法及晶硅太阳能电池，改变现有晶硅太阳能电池镀膜结构和镀膜方法，对晶硅太阳能电池的正反面同时进行多层镀膜，提高镀膜效率的同时，能使晶硅太阳能电池的开路电压、短路电流以及光电转换效率得到提升。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种晶硅太阳能电池双面多层钝化膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、取原始硅片，对原始硅片进行镀膜前预处理；
S2、将预处理后的原始硅片置入PECVD真空镀膜设备中，通过原始硅片将PECVD真空镀膜设备中的炉管进行分隔，同时在原始硅片的正反两面通入镀膜气体，完成正反面的同步镀膜；在同一炉管中依次进行双面氧化工艺、双面氮氧化硅镀膜工艺、双面氧化铝镀膜工艺、双面氮化硅镀膜工艺，在完成每道镀膜工艺前后均对炉管进行抽真空处理。
在本发明的一个实施例中，在所述炉管内设置两片对称的弧形载板，将所述原始硅片放置到弧形载板上，通过弧形载板与原始硅片配合将炉管内的空间分成两个独立的空腔，所述原始硅片的正反面分别位于不同的空腔中。
在本发明的一个实施例中，在步骤S2中，控制以下工艺参数：
在进行双面氧化工艺时，通入氧气，控制温度为650～750℃，控制时间为250s；
在进行双面氮氧化硅镀膜工艺时，通入氧气，笑气和硅烷的混合气体，控制温度为400～500℃，控制时间为300s；
在进行双面氧化铝镀膜工艺时，通入三甲基铝、笑气的混合气体，控制温度为350～450℃，控制时间为300s；
在进行双面氮化硅镀膜工艺时，通入硅烷、氨气的混合气体，控制温度为350～450℃，控制时间为350s。
在本发明的一个实施例中，在步骤S2中，每完成一道工艺后，间隔30～60s后，再进行下一道工艺。
在本发明的一个实施例中，步骤S1中镀膜前的预处理包括以下步骤：
S1-1、先进行脏污和机械损伤层清洗，然后在进行表面金属杂质去除；
S1-2、通过高温退火将硅片杂质进行表面富集，使用链式或者管式高温炉，炉温控制在950-1100℃之间；
S1-3、在原始硅片的表面产生绒面；
S1-4、进行PN结制作，并同时进行吸杂处理；
S1-5、通过激光注入制作选择性发射极；
S1-6、将激光掺杂损伤区域进行氧化层保护；
S1-7、去除边缘PN结，抛光背面，清洗表面杂质层。
在本发明的一个实施例中，在步骤S1-1中，清洗所使用的试剂包括氢氟酸、盐酸、硝酸，先使用HF和HNO3在25度情况下进行表面机械层去除，水洗后，在使用HF和HCL进行表面金属杂质去除。
在本发明的一个实施例中，在步骤S1-2中，在进行加热时，控温1100摄氏度300秒后进行梯度降温至950摄氏度，降温时间60s，在整个过程中使用氩气作为保护气体。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种晶硅太阳能电池双面多层钝化膜，采用上述晶硅太阳能电池双面多层钝化膜的制备方法制成。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种晶硅太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括上述晶硅太阳能电池双面多层钝化膜的制备方法，还包括：
S3、丝网印刷，包括背面激光开槽，背银印刷，背铝印刷，正银印刷；
S4、激光烧结；
S5、光衰处理，包含LID衰减处理以及LETID衰减处理；
S6、将电池片进行检测分档。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种晶硅太阳能电池，采用上述晶硅太阳能电池的制备方法制成。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明提供了一种双面多层钝化膜结构、双面多层钝化膜的制备方法、带有双面多层钝化膜的晶硅太阳能电池、以及双面多层钝化膜的晶硅太阳能电池的制备方法；本发明通过对炉管的结构改进、以及对原始硅片在炉管内设置方式的改变，使原始硅片能够在同一炉管中对正反面同时镀膜，提高了镀膜的效率；并且，本发明通过多层镀膜结构，使晶硅太阳能电池的开路电压、短路电流以及光电转换效率得到提升。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明的晶硅太阳能电池的制备流程图；
图2是本发明的炉管内原始硅片与弧形载板配合的结构示意图；
图3是本发明的双面多层钝化膜的结构示意图。
说明书附图标记说明：
1、弧形载板；
100、隧穿氧化层；200、氮氧化硅层；300、氧化铝层；400、氮化硅层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
参照图1所示，本发明的双面多层钝化膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、取原始硅片，对原始硅片进行镀膜前预处理；
为了保证镀膜的顺利进行，保证镀膜后膜层的完整性，在镀膜前需要对原始硅片的表面进行处理，去除原始硅片表面缺陷，在本实施例中，采用常规的P型硅片作为原始硅片进行镀膜，在其他实施例中，也可以采用其他类型的原始硅片，所述预处理包括依次进行的酸洗工艺、高温退火工艺、制绒工艺、扩散工艺、SE(激光选择性发射极)工艺、氧化工艺、刻蚀工艺；
S1-1、酸洗工艺：先进行脏污和机械损伤层清洗，然后在进行表面金属杂质去除；清洗所使用的试剂包括氢氟酸、盐酸、硝酸，先使用HF和HNO3在25度情况下进行表面机械层去除，水洗后，在使用HF和HCL进行表面金属杂质去除，该步骤的作用是防止表面脏污或杂质在第二步高温退火处理过程中扩散至硅片内部，形成新的缺陷；
S1-2、高温退火工艺：通过高温退火将硅片杂质进行表面富集，方便后续清洗去除，同时在退火过程中，提高硅片的少子寿命，改善掺杂浓度，在本实施例中使用链式或者管式高温炉，炉温控制在950-1100℃之间；
在进行加热时，控温1100摄氏度300秒后进行梯度降温至950摄氏度，降温时间60s。在整个过程中使用氩气作为保护气体，通过梯度降温更加有利于杂质析出；
在本实施例中，需要在进行扩散工艺前进行高温退火处理，因为在进行扩散工艺时，需要引入磷或者硼，高温退火会使使扩散的磷(或者硼)分散不均匀，严重影响扩散效果，并且在进行退火处理时，需要先加热到最高的温度，使所有的杂质都在表面富集后，然后再进行梯度降温处理，使不同的杂质分层顺序固化析出，防止温度骤降导致杂质还未析出就扩散到硅片内部。
S1-3、制绒工艺：将表面杂质进行去除，并在清洗后的表面产生绒面，利用碱异向腐蚀特点，加入适当的添加剂，在硅片上刻蚀出绒面。
S1-4、扩散工艺：引入磷(或者硼)扩散处理，在原始硅片表面进行PN结制作，在本实施例中，在进行扩散工艺时，磷(或者硼)在扩散的同时，未完全去除的杂质也有可能随磷(或者硼)扩散到硅片内部，因此，还引入了吸杂工艺，避免了常规工艺扩散磷(或者硼)的时候一部分未去除的杂质被进一步扩散到硅片内部；因为本实施例中进行了高温退火处理，未去除的杂质两应该是很少的，吸杂工艺在实际制备中，也可以作为一道检验的工艺，用于检验高温退火工艺的处理效果，如果在吸杂工艺中，仍然存在一部分为去除的杂质，则说明高温退火工艺存在缺陷，需要对高温退火工艺进行检查，必要时，还需要重新调整高温退火工艺的工艺参数，使去除的效果达到最佳，本实施例中，控温1100摄氏度300秒后进行梯度降温至950摄氏度，降温时间60s，就是通过多次试验后，发现的最佳的去除杂质的工艺参数，也正是引入了吸杂工艺进行检验，才能够得到精确的工艺参数和工艺步骤。
S1-5、SE(激光选择性发射极)工艺：通过激光注入制作选择性发射极；
S1-6、氧化工艺：将激光掺杂损伤区域进行氧化层保护；
S1-7、刻蚀工艺：去除边缘PN结，抛光背面，清洗表面杂质层；
具体地，上述步骤S1-5、S1-6、S1-7均为现有技术的常规步骤，在此申请中不多加赘述，采用现有技术的方法完成制备即可。
S2、在预处理后，就要对预处理后的原始硅片进行双面多层镀膜处理，包括依次进行的双面氧化处理、双面氮氧化硅(SION)镀膜、双面氧化铝(AL2O3)镀膜和双面氮化硅(SI3N4)镀膜；
具体地，本实施例中镀膜采用的设备为：PECVD真空镀膜机，是一种比较常用的镀膜设备，现有技术使用PECVD真空镀膜机镀膜时，需要使用舟片将原始硅片引入到镀膜机的炉管中，因此，现有技术都是单面镀膜，包括正面钝化镀膜和背面钝化镀膜，即使，需要双面镀膜也是在一面镀膜后，在进行另一面的镀膜，因此本实例为了实现双面镀膜，就需要改变原始硅片在炉管内的放置位置和放置方式，为了解决这一问题，技术人员首先想到的方法是：改变舟片运载的方式，将原始硅片悬挂在炉管内，使原始硅片的上下面都能处于炉管内镀膜的环境中，但是该方法在实际的生产中并不适用，因为在镀膜时需要对原始硅片进行吹气镀膜，对上下两个面同时镀膜时，就要使气体从上方和下方同时吹出，这样就形成了气流对流，造成了气流量波动导致镀膜不均匀，因此，需要将上表面气流和下表面的气流隔绝，技术人员就想到了通过原始硅片将PECVD真空镀膜设备中的炉管进行分隔的技术方案；
具体地，参照图2所示，本实施例中，在所述炉管内设置两片对称的弧形载板1，将所述原始硅片放置到弧形载板1上，通过弧形载板1与原始硅片配合将炉管内的空间分成两个独立的空腔，所述原始硅片的正反面分别位于不同的空腔中，在两个独立的空腔中通气的时候，由于原始硅片的阻隔，从而隔绝上表面与下表面的气流对流，减少气流波动，保证了镀膜的均匀性；并且，本实施例设置的弧形载板1，能够放置不同大小的原始硅片，都能实现对炉管的分隔和气流的阻隔，能够实现对原始硅片的双面同时镀膜。
具体地，在完成每道镀膜工艺前后均对炉管进行抽真空处理，且每完成一道工艺后，间隔30～60s后，再进行下一道工艺，保证在同一炉管内进行的每一道工艺是独立的，在进行工艺切换时，对环境进行控制，保证每一道工艺互不影响。
具体地，在进行每一道工艺时，由于镀膜材料的性质不同，在实现不同膜层镀膜时，采用的工艺参数也不同，具体地，控制以下工艺参数：
在进行双面氧化工艺时，通入氧气，控制温度为650～750℃，控制时间为250s；
在进行双面氮氧化硅镀膜工艺时，通入氧气，笑气和硅烷的混合气体，控制温度为400～500℃，控制时间为300s；
在进行双面氧化铝镀膜工艺时，通入三甲基铝、笑气的混合气体，控制温度为350～450℃，控制时间为300s；
在进行双面氮化硅镀膜工艺时，通入硅烷、氨气的混合气体，控制温度为350～450℃，控制时间为350s。
实施例2
参照图3所示，本实施例公开了一种晶硅太阳能电池双面多层钝化膜，采用上述实施例1公开的晶硅太阳能电池双面多层钝化膜的制备方法制成，所述晶硅太阳能电池双面多层钝化膜包括：原始硅片，在所述原始硅片的两面上依次设置有隧穿氧化层100、氮氧化硅层200、氧化铝层300和氮化硅层400；
具体地，所述原始硅片通过酸洗工艺、高温退火工艺、制绒工艺、扩散工艺、SE(激光选择性发射极)工艺、氧化工艺、刻蚀工艺的预处理后，在预处理后原始硅片的双面进行多层镀膜处理，包括依次进行的双面氧化处理、双面氮氧化硅镀膜、双面氧化铝镀膜和双面氮化硅镀膜；
本实施例的多层镀膜结构，使晶硅太阳能电池的开路电压、短路电流以及光电转换效率得到提升。
实施例3
本实施例公开了一种晶硅太阳能电池的制备方法，包括上述实施例1公开的晶硅太阳能电池双面多层钝化膜的制备方法，在进行双面多层镀膜还有，还需要进行以下步骤：
S3、丝网印刷，包括背面激光开槽，背银印刷，背铝印刷，正银印刷；
S4、激光烧结，采用激光进行烧结处理，烧结速度快，烧结均匀；
S5、光衰处理，包含LID衰减处理以及LETID衰减处理；
S6、检测分选，将电池片进行检测分档，对不同性能的电池片进行归类。
实施例4
本实施例公开了一种晶硅太阳能电池，采用上述实施例3所述的晶硅太阳能电池的制备方法制成。
具体地，在本实例中，为进一步验证采用本实施例制备的晶硅太阳能电池与常规晶硅太阳能电池的性能，采用IEC 61215:2016公开的标准和测试方法对两种电池进行对比测试，测试结果参照表1所示：
表1
对上述测试结果进行分析：
其中，Voc表示开路电压值、Isc表示短路电流值，Voc和Isc并称为太阳能电池额两大最主要的电性能参数，Voc值主要与电池片的掺杂浓度相关，本实施例的Voc高于对比例，说明通过本实施例的处理方法，能够降低掺杂浓度，Isc值跟整个制备工艺的所有工序都相关，本实施例的Isc高于对比例，说明通过本实施例的处理方法，在处理过程中，损耗更低，并且Voc和Isc的值能够直接影响光电转换效率，采用本实施例的方法制备的晶硅太阳能电池中Voc和Isc的值都有提升，说明光电转换的效率也有提升。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种晶硅太阳能电池双面多层钝化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、取原始硅片，对原始硅片进行镀膜前预处理；
S2、将预处理后的原始硅片置入PECVD真空镀膜设备中，通过原始硅片将PECVD真空镀膜设备中的炉管进行分隔，在所述炉管内设置两片对称的弧形载板，将所述原始硅片放置到弧形载板上，通过弧形载板与原始硅片配合将炉管内的空间分成两个独立的空腔，所述原始硅片的正反面分别位于不同的空腔中；同时在原始硅片的正反两面通入镀膜气体，完成正反面的同步镀膜；在同一炉管中依次进行双面氧化工艺、双面氮氧化硅镀膜工艺、双面氧化铝镀膜工艺、双面氮化硅镀膜工艺，在完成每道镀膜工艺前后均对炉管进行抽真空处理。
2.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池双面多层钝化膜的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，控制以下工艺参数：
在进行双面氧化工艺时，通入氧气，控制温度为650～750℃，控制时间为250s；
在进行双面氮氧化硅镀膜工艺时，通入氧气，笑气和硅烷的混合气体，控制温度为400～500℃，控制时间为300s；
在进行双面氧化铝镀膜工艺时，通入三甲基铝、笑气的混合气体，控制温度为350～450℃，控制时间为300s；
在进行双面氮化硅镀膜工艺时，通入硅烷、氨气的混合气体，控制温度为350～450℃，控制时间为350s。
3.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池双面多层钝化膜的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，每完成一道工艺后，间隔30～60s后，再进行下一道工艺。
4.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池双面多层钝化膜的制备方法，其特征在于：在步骤S1中镀膜前的预处理包括以下步骤：
S1-1、先进行脏污和机械损伤层清洗，然后在进行表面金属杂质去除；
S1-2、通过高温退火将硅片杂质进行表面富集，使用链式或者管式高温炉，炉温控制在950-1100℃之间；
S1-3、在原始硅片的表面产生绒面；
S1-4、进行PN结制作，并同时进行吸杂处理；
S1-5、通过激光注入制作选择性发射极；
S1-6、将激光掺杂损伤区域进行氧化层保护；
S1-7、去除边缘PN结，抛光背面，清洗表面杂质层。
5.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池双面多层钝化膜的制备方法，其特征在于：在步骤S1-1中，清洗所使用的试剂包括氢氟酸、盐酸、硝酸，先使用HF和HNO3在25度情况下进行表面机械层去除，水洗后，在使用HF和HCL进行表面金属杂质去除。
6.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池双面多层钝化膜的制备方法，其特征在于：在步骤S1-2中，在进行加热时，控温1100摄氏度300秒后进行梯度降温至950摄氏度，降温时间60s，在整个过程中使用氩气作为保护气体。
7.一种晶硅太阳能电池双面多层钝化膜，其特征在于：采用上述权利要求1～6任意一项所述的晶硅太阳能电池双面多层钝化膜的制备方法制成。
8.一种晶硅太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括上述权利要求1～6任意一项所述的晶硅太阳能电池双面多层钝化膜的制备方法，还包括：
S3、丝网印刷，包括背面激光开槽，背银印刷，背铝印刷，正银印刷；
S4、激光烧结；
S5、光衰处理，包含LID衰减处理以及LETID衰减处理；
S6、将电池片进行检测分档。
9.一种晶硅太阳能电池，其特征在于：采用上述权利要求9所述的晶硅太阳能电池的制备方法制成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210687926.7A CN114883453B (zh) | 2022-06-17 | 2022-06-17 | 一种双面多层钝化膜、制备方法及晶硅太阳能电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210687926.7A CN114883453B (zh) | 2022-06-17 | 2022-06-17 | 一种双面多层钝化膜、制备方法及晶硅太阳能电池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114883453A true CN114883453A (zh) | 2022-08-09 |
| CN114883453B CN114883453B (zh) | 2023-03-28 |
Family
ID=82680690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210687926.7A Active CN114883453B (zh) | 2022-06-17 | 2022-06-17 | 一种双面多层钝化膜、制备方法及晶硅太阳能电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114883453B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2484802A1 (en) * | 2011-02-07 | 2012-08-08 | L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Method of deposition of Al2O3/SiO2 stacks from DMAI and silicon precursors |
| US20160276519A1 (en) * | 2013-11-19 | 2016-09-22 | Institutt For Energiteknikk | Passivation stack on a crystalline silicon solar cell |
| CN107863419A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-03-30 | 国家电投集团西安太阳能电力有限公司 | 一种双面perc晶体硅太阳能电池的制备方法 |
| CN112652681A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-13 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种perc太阳能电池背钝化膜、其制备方法及perc太阳能电池 |
| CN112687762A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-20 | 无锡松煜科技有限公司 | 太阳能电池表面钝化方法 |
| CN112768552A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-05-07 | 宁波尤利卡太阳能股份有限公司 | 一种双面perc电池的制备方法 |
| CN114220882A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-03-22 | 天津爱旭太阳能科技有限公司 | 一种太阳能晶硅电池的制备方法及太阳能晶硅电池 |
-
2022
- 2022-06-17 CN CN202210687926.7A patent/CN114883453B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2484802A1 (en) * | 2011-02-07 | 2012-08-08 | L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Method of deposition of Al2O3/SiO2 stacks from DMAI and silicon precursors |
| US20160276519A1 (en) * | 2013-11-19 | 2016-09-22 | Institutt For Energiteknikk | Passivation stack on a crystalline silicon solar cell |
| CN107863419A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-03-30 | 国家电投集团西安太阳能电力有限公司 | 一种双面perc晶体硅太阳能电池的制备方法 |
| CN112768552A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-05-07 | 宁波尤利卡太阳能股份有限公司 | 一种双面perc电池的制备方法 |
| CN112652681A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-13 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种perc太阳能电池背钝化膜、其制备方法及perc太阳能电池 |
| CN112687762A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-20 | 无锡松煜科技有限公司 | 太阳能电池表面钝化方法 |
| CN114220882A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-03-22 | 天津爱旭太阳能科技有限公司 | 一种太阳能晶硅电池的制备方法及太阳能晶硅电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114883453B (zh) | 2023-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102195596B1 (ko) | 관상의 perc 양면 태양전지 및 그 제조방법과 전용장치 | |
| US8916768B2 (en) | Surface passivation of silicon based wafers | |
| Rohatgi et al. | Comprehensive study of rapid, low-cost silicon surface passivation technologies | |
| US9391230B1 (en) | Method for improving solar cell manufacturing yield | |
| CN1647285A (zh) | 制造串联型薄膜光电转换器件的方法 | |
| CN108231917B (zh) | 一种perc太阳能电池及其制备方法 | |
| CN112510121B (zh) | 一种perc电池碱抛前后保护工艺 | |
| JP2010171263A (ja) | 光起電力装置の製造方法 | |
| EP2534698A1 (en) | Method for single side texturing | |
| CN103022265A (zh) | 太阳能电池片及其扩散方法 | |
| Feldmann et al. | Industrial TOPCon solar cells realized by a PECVD tube process | |
| CN113113510A (zh) | 一种p型双面perc太阳电池及其制备方法和应用 | |
| Raval et al. | Industrial silicon solar cells | |
| JP2011023526A (ja) | 光起電力装置の製造方法 | |
| EP4391091A1 (en) | Solar cell, manufacturing method therefor and battery assembly | |
| CN117153946A (zh) | 硅片除杂方法、硅片及其制备方法和应用 | |
| CN110739366B (zh) | 一种修复perc太阳能电池背膜激光开槽损伤的方法 | |
| Duerinckx et al. | Large‐area epitaxial silicon solar cells based on industrial screen‐printing processes | |
| CN114883453B (zh) | 一种双面多层钝化膜、制备方法及晶硅太阳能电池 | |
| CN105244417B (zh) | 一种晶硅太阳能电池及其制备方法 | |
| CN104009114B (zh) | 准单晶硅太阳能电池片的制造方法 | |
| CN115295659A (zh) | 一种高效hjt电池结构及其制备方法 | |
| CN114823969A (zh) | 一种提升钝化接触结构性能的低温氢等离子体辅助退火方法和TOPCon太阳能电池 | |
| Basu et al. | 19% efficient inline-diffused large-area screen-printed Al-LBSF silicon wafer solar cells | |
| CN109728109B (zh) | 晶体硅双面电池及该晶体硅双面电池的热处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |