CN1885568A - 双面太阳能电池的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供双面太阳能电池制造方法，其特征是，每片硅晶片的背面上涂覆无碱玻璃和银－铝浆料，将两片硅晶片按背面对背面的方式重叠，两个重叠的硅晶片共烧结构成一个整体，成为双面太阳能电池。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池的制造方法，特别涉及双面太阳能电池的制造方法。
背景技术
当前的太阳能电池系统用具有固定角度和固定方向的底板，但是由于太阳移动，而太阳能电池系统是固定的，所以太阳光入射到太阳能电池上的入射角度随着太阳移动而改变，使太阳能电池不能始终在最大的输出电功率下工作。
当前用作太阳能电池起始材料的硅晶片的直径是200mm(8英寸)，用直径为200mm的硅晶片切割成正方形硅晶片，正方形硅晶片的面积分别是156mm×156mm、125mm×125mm、和103mm×103mm。硅晶片的厚度是250μm-300μm。但是希望用厚度为160μm-180μm的薄硅晶片作为太阳能电池的起始材料。硅晶片背面丝网印刷的银浆厚度是25μm-31μm。银浆烧结后会产生应力，由于应力作用造成硅晶片破碎。所以必须减小太阳能电池制造过程中硅晶片上产生的应力。
为了提高太阳能电池的输出电压，使太阳能电池尽可能地在保持最大输出电压的状态下工作，提出在太阳能电池的背面也形成金属层。但是太阳能电池晶片背面形成金属层会产生应力，应力作用会导致薄太阳能电池晶片破碎。
如何改进厚度为160μm-180μm的薄太阳能电池晶片，降低太阳能电池的制造成本，是该行业未来发展的方向。
为了克服上述的现有太阳能电池系统中存在的缺点，提出本发明。
发明内容
本发明的目的是，提出一种双面太阳能电池的制造方法，本发明方法包括以下步骤：
步骤1，检测，用ADE机检测作为制造太阳能电池的起始材料的直径为200mm的P-型硅晶片的电阻率和厚度；
步骤2，预清洗P-型硅晶片，清洗的条件是：清洗P-型硅晶片的溶液是H2SO4∶H2O2＝4∶1，清洗温度是125℃清洗时间是10分钟，然后用去离子水在室温下漂洗10分钟，最后干燥；
步骤3，腐蚀P-型硅晶片，在P-型硅晶片的一边上形成绒面结构，另一边保持光面结构；
步骤4，用化学溶液(RCA)清洁处理，清洁P-型硅晶片的溶液是H2SO4∶H2O2＝4∶1，清洁温度是125℃，清洁时间是10分钟；然后用去离子水在室温度下漂洗10分钟；然后用NH3(水溶液)∶H2O2∶H2O＝1∶1∶10的混合溶液在60℃的温度下清洁10分钟；然后用去离子水在室温度下漂洗10分钟；再用HCl(水溶液)∶H2O2∶H2O＝1∶1∶10的混合溶液在60℃的温度下清洁10分钟；最后用去离子水在室温度下漂洗10分钟，然后干燥；
步骤5，其上有绒面结构的P-型硅晶片进行N+型杂质扩散(例如，磷(P)扩散)，形成N-阱，所形成的N-阱与P-型硅晶片衬底的界面处形成PN结；
步骤6，硅晶片上用等离子体增强化学汽相淀积(PECVD)方法淀积氮化硅(SiN)膜；
步骤7，硅晶片正面上丝网印刷银浆料，硅晶片背面上丝网印刷银-铝浆料；银浆料和银-铝浆料中：固体材料成分是70％～85％，粘度范围是1000~1800泊(poise)，形成的银-铝浆料层厚度是10um～40um；
步骤8，低温干燥，用燧道炉干燥银浆料和银-铝浆料，燧道炉干燥温度范围是100400℃，燧道炉中传送带的传送速度是1250mm/分钟～6250mm/分钟(50英寸/分钟250英寸/分钟)，去除银浆料和银-铝浆料中的溶剂；
步骤9，经过前面的步骤1-8所造成的硅晶片背面喷涂溶液，溶液中包含：颗粒直径为26μm-31μm、颗粒均匀度为10％的无碱玻璃，例如磷硼硅酸盐玻璃(BPSG)70-40％，溶剂，例如，乙醇、甲醇或丙酮等30-60％；
步骤10，低温干燥，用燧道炉干燥银浆料和银-铝浆料，燧道炉干燥温度范围是100~200℃，燧道炉中传送带的传送速度是1250mm/分钟～6250mm/分钟(50英寸/分钟～250英寸/分钟)，去除玻璃溶液中的溶剂；
步骤11，将经过以上工艺步骤制成的两张硅晶片按背面对背面的方式叠在一起，然后进行高温烧结，烧结温度是900℃±20℃，烧结温度从室温上升到900℃用的时间是3-5分钟，在烧结温度900℃±20℃下保温5-25秒，使两个硅晶片重叠在一起，形成双面太阳能电池单元；
步骤12，测试所制成的太阳能电池并进行分类，用阳光模拟器检测I-V曲线，检测项目包括：Voc，Jsc，电阻率，F.F和有效容量Cy；根据Voc，Jsc，电阻率，填充因子(fill facter，以下简称“F.F”)和有效容量Cy值将太阳能电池分成48类；
步骤13，经过上述工艺步骤制成的双面太阳能电池安装在基板上，构成太阳能电池系统，按垂直于地面的方式安装太阳能电池系统，以保持稳定的输出电压。
按照本发明的双面太阳能电池制造方法，将两片硅晶片按背面对背面的方式重叠，每片硅晶片的背面上涂覆无碱玻璃和银-铝浆料，两个重叠的硅晶片共烧结构成一个整体，成为双面太阳能电池。用本发明方法制造的双面太阳能电池，由于硅晶片背面上涂覆的无碱玻璃的膨胀系数大大小于铝的膨胀系数，因此，可以抵消所制成的太阳能电池的应力，减少了太阳能电池的破碎率。而且，与现有的单面太阳能电池比较，本发明方法制造的双面太阳能电池用双面吸收太阳光，太阳移动对太阳能电池的输出功率影响小，太阳能电池的输出功率稳定，双面太阳能电池的输出电压是单面太阳能电池的输出电压的一倍。
以上描述了本发明的双面太阳能电池制造方法。但是本发明不限于本文中的详细描述。本行业的技术人员应了解，本发明能以其他的形式实施。因此，按本发明的全部技术方案，所列举的实施方式只是用于说明本发明而不是限制本发明，并且，本发明不局限于本文中描述的细节。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书界定。
Claims (7)
1、双面太阳能电池的制造方法，包括以下工艺步骤：
步骤1，检测用ADE机检测作为制造太阳能电池的起始材料的直径为200mm的P-型硅晶片的电阻率和厚度；
步骤2，预清洗P-型硅晶片；
步骤3，腐蚀P-型硅晶片，在P-型硅晶片的一边上形成绒面结构，另一边保持光面结构；
步骤4，化学溶液(RCA)清洁处理；
步骤5，其上有绒面结构的P-型硅晶片进行N+型杂质扩散(例如，磷(P)扩散)，形成N-阱，所形成的N-阱与P-型硅晶片衬底的界面处形成PN结；
步骤6，硅晶片上用等离子体增强化学汽相淀积(PECVD)方法淀积氮化硅(SiN)膜；
步骤7，硅晶片正面上丝网印刷银浆料，硅晶片背面上丝网印刷银-铝浆料；
步骤8，低温干燥，去除银浆料和银-铝浆料中的溶剂；
步骤9，经过前面的步骤1-8所造成的硅晶片背面喷涂溶液；
步骤10，低温干燥，干燥温度是100℃-200℃，去除玻璃溶液中的溶剂；
步骤11，将经过以上工艺步骤制成的两张硅晶片按背面对背面的方式叠在一起，然后进行高温烧结使两个硅晶片重叠在一起，形成双面太阳能电池单元；
步骤12，测试所制成的太阳能电池并进行分类；用阳光模拟器检测I-V曲线，检测项目包括：Voc，Jsc，电阻率，F.F和有效容量Cy；根据Voc Jsc，电阻率，F.F和有效容量Cy值将太阳能电池分成48类；
步骤13，经过上述工艺步骤制成的双面太阳能电池安装在基板上，构成太阳能电池系统，按垂直于地面的方式安装太阳能电池系统，以保持稳定的输出电压。
2、按照权利要求1的双面太阳能电池的制造方法，其特征是，步骤2中，预清洗P-型硅晶片的清洗条件是：清洗P-型硅晶片的溶液是H2SO4∶H2O2＝4∶1，清洗温度是125℃清洗时间是10分钟，然后用去离子水在室温下漂洗10分钟，最后干燥。
3、按照权利要求1的双面太阳能电池的制造方法，其特征是，步骤4中，用化学溶液(RCA)清洁处理的条件是：清洁P-型硅晶片的溶液是H2SO4∶H2O2＝4∶1，清洁温度是125℃，清洁时间是10分钟；然后用去离子水在室温度下漂洗10分钟；然后用NH3(水溶液)∶H2O2∶H2O＝1∶1∶10的混合溶液在60℃的温度下清洁10分钟；然后用去离子水在室温度下漂洗10分钟；再用HCl(水溶液)∶H2O2∶H2O＝1∶1∶10的混合溶液在60℃的温度下清洁10分钟；最后用去离子水在室温度下漂洗10分钟，然后干燥。
4、按照权利要求1的双面太阳能电池的制造方法，其特征是，步骤7中，硅晶片正面上丝网印刷银浆料，硅晶片背面上丝网印刷银-铝浆料；银浆料和银-铝浆料组分是：固体材料成分是70％～85％，浆料粘度范围是1000～1800泊(poise)，形成的银-铝浆料层厚度是10um～40um。
5、按照权利要求1的双面太阳能电池的制造方法，其特征是，步骤8中低温干燥的条件是：用燧道炉干燥银浆料和银-铝浆料，燧道炉干燥温度范围是100～400℃，燧道炉中传送带的传送速度是1250mm/分钟～6250mm/分钟(50英寸/分钟～250英寸/分钟)，去除银浆料和银-铝浆料中的溶剂
6、按照权利要求1的双面太阳能电池的制造方法，其特征是，步骤9中，硅晶片背面喷涂溶液，溶液中包含：颗粒直径为26μm-31μm、颗粒均匀度为10％的无碱玻璃，例如磷硼硅酸盐玻璃(BPSG)70-40％，溶剂，例如，乙醇、甲醇或丙酮等30-60％。
7、按照权利要求1的双面太阳能电池的制造方法，其特征是，步骤11中烧结条件是：烧结温度是900℃±20℃，烧结温度从室温上升到900℃用的时间是3-5分钟，在烧结温度900℃±20℃下保温5-25秒。
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