CN1941426A - N－型硅片上制造太阳能电池的方法 - Google Patents

N－型硅片上制造太阳能电池的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1941426A
CN1941426A CNA200510030012XA CN200510030012A CN1941426A CN 1941426 A CN1941426 A CN 1941426A CN A200510030012X A CNA200510030012X A CN A200510030012XA CN 200510030012 A CN200510030012 A CN 200510030012A CN 1941426 A CN1941426 A CN 1941426A
Authority
CN
China
Prior art keywords
type silicon
silicon chip
slurry
silicon wafer
solar cell
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.)
Pending
Application number
CNA200510030012XA
Other languages
English (en)
Inventor
苏晓平
江彤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Original Assignee
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp filed Critical Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority to CNA200510030012XA priority Critical patent/CN1941426A/zh
Publication of CN1941426A publication Critical patent/CN1941426A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明提供用N－型硅片制造太阳能电池的方法，实质上是，在N－型硅晶片正面上丝网印刷铝浆料，通过干燥和焙烧所印刷的铝浆料，在N－型硅片正面上形成铝膜，在N－型硅片中引入三价的杂质铝，在N－型硅片正面上形成P+阱。N－型硅片正面与其上形成的P+阱之间形成PN结。然后用制造太阳能电池的传统工艺制造太阳能电池。

Description

N-型硅片上制造太阳能电池的方法
技术领域
本发明总的涉及太阳能电池的制造方法，具体涉及N-型硅片上制造太阳能电池的方法。
背景技术
除了Sunpower和Sanyo两家之外，当前大多数太阳能电池制造厂商都用P-型硅片作为制造太阳能电池的基材。Sunpower公司用FZ N-型硅片作为制造太阳能电池的基材，这种FZ N-型硅片价格昂贵。而Sanyo公司用N-型硅片，在基板上形成条状绒面，制造太阳能电池，制造成本比较高。
迄今为止，用直径为200mm(8英寸)和75mm(3英寸)的硅晶片组合，可以覆盖太阳能电池封装底板85％的面积，用直径为75mm(3英寸)的硅晶片来补偿太阳能电池的输出电压Voc，可以节约太阳能电池的制造成本。
就目前通用的太阳能电池制造方法，以直径为75mm的P-型硅片作为制造太阳能电池的基材是不现实的，其原因是，在市场上收集直径为75mm的P-型硅晶片极其困难，而且，价格昂贵。而在中国市场上的直径为75mm的硅片大多数是N-型硅晶片。如果用从中国市场上容易获得的直径为75mmN-型硅片作为制造太阳能电池的基材，价格非常便宜。此外，用直径为75mmN-型硅晶片制造太阳能电池，电池的转换效率也不成问题。
发明内容
本发明的目的是，提出一种N-型硅片上制造太阳能电池的方法。用直径为75mmN-型硅晶片作为制造太阳能电池的基材，以充分利用目前国内大多数的制造3寸以下集成电路的厂家用的3寸或以下的N型硅片的大量的淘汰硅片，解决由于太阳能电池的迅猛发展，造成硅材料的极度的缺乏问题。
按本发明的技术方案，用N-型硅片制造太阳能电池的方法，包括以下工艺步骤：
步骤1，目检作为制造太阳能电池基材的直径为3、5、6、8英寸的N-型硅片；
的N-型硅片；
步骤2，清洗硅片；
步骤3，腐蚀硅片，在硅片的表面形成绒面结构；
步骤4，清洗处理；
步骤5，在带有绒面结构的硅片的正面上用丝网印刷机印刷铝导电浆料；
步骤6，低温干燥，去除导电铝浆料中的溶剂；
步骤7，烧结处理，去除导电铝浆料中的分散剂等非金属组分，在N-型硅晶片正面形成铝膜，铝作为P-型杂质扩散到N-型硅晶片中，在N-型硅晶片正面上形成P+阱，N-型硅晶片与其正面上形成的P+-阱之间形成PN结；
步骤8，清洁烧结后的硅片；
步骤9，检查P+-阱质量；
步骤10，用加强等离子化学气相沉积设备制成氮化硅抗反射涂层(ARC)，以减小反射；
步骤11，检查ARC质量，用椭偏仪通过测量氮化硅的厚度和反射率来控制ARC的质量；
步骤12，N-型硅片背面丝网印刷银导电浆料，其工艺条件如表2所示；
步骤13，低温干燥，干燥条件见表2，去除银导电浆料中的溶剂；
步骤14，用目测和称重方法检查银导电浆料的印刷质量；
步骤15，N-型硅晶片正面丝网印刷银-铝(Ag-Al)浆料；
步骤16，低温干燥去除银-铝导电浆料中的溶剂；
步骤17，用目测加称重方法检查银-铝导电浆料的印刷质量；
步骤18，N-型硅片背面上印刷的银导电浆料和N-型硅晶片正面上印刷的银-铝导电浆料共时烧结；和
步骤19，测试所制成的太阳能电池，并用效率分检仪进行效率分类，一般分成15-20个档次。
本发明的优点在于：
1)可充分利用每年淘汰下来的N型硅片来制造太阳能电池。
2)可利用小尺寸的太阳能电池填补大圆片太阳能电池的封装，从而充分利用了封装材料并可做到在尽可能提高单位面积上的发电量。
具体实施方式
[实施例1]
按照本发明的技术方案，提供一种利用N-型硅片制造太阳能电池的方法，包括以下工艺步骤：
步骤1，目检作为制造太阳能电池基材的直径为75mmN-型硅片，检测内容包括：N-型硅片的完整性、N-型硅片上是否有膜、硅片的厚薄等；
步骤2，清洗N-型硅片，清洗条件是，常温下用5±1％的HF、5％±1的HCL和剩余量的去离子水形成的混合溶液，清洗5到10分钟；
步骤3，腐蚀N-型硅片，在N-型硅片的表面形成绒面结构；
步骤4，清洗处理，清洗条件是，常温下用5±1％的HF、5％±1的HCL和剩余量的去离子水形成的混合溶液，清洗5到10分钟；
步骤5，在带有绒面结构的N-型硅片的正面上用丝网印刷机印刷铝导电浆料，印刷铝导电浆料的参数是：导电浆料的粘度为300-500、涂覆量是(5-6)×10-5(克/cm2)、颗粒直径是14到11μm、印刷用的孔丝网径是200-325目，印刷的浆料厚度范围是20-25μm，干燥厚度是30-40μm(如表1所示)；
步骤6，低温干燥，去除导电铝浆料中的溶剂，干燥条件是，用红外线灯或普通干燥器在一个宽的条件下干燥浆料，用红外线灯的干燥温度范围是250-300℃，干燥时间少于20秒，如表1所示；
步骤7，烧结处理，烧结处理条件是，最高烧结温度720-750℃，最高温度持续时间1秒(如表1所示)，去除导电铝浆料中的分散剂等非金属组分，在N-型硅晶片正面形成铝膜，铝作为P-型杂质扩散到N-型硅晶片中，在N-型硅晶片正面上形成P+阱，N-型硅晶片与其正面上形成的P+-阱之间形成PN结；
步骤8，清洁烧结后的N-型硅片，清洁的工艺条件是，常温下用5±1％的HF，5％±1的HCL，加剩余量的去离子水形成的混合溶液，清洗5到10分钟；
步骤9，检查P+-阱质量，用四点探针测试仪检测铝(Al)离子的浓度，和铝导电层的膜层电阻值，膜层电阻值范围是20-50Ω/□；
步骤10，用加强等离子化学气相沉积设备制成氮化硅抗反射涂层(ARC)，以减小反射；
步骤11，检查ARC质量，用椭偏仪通过测量氮化硅的厚度和反射率来控制ARC的质量；
步骤12，N-型硅片背面丝网印刷银导电浆料，其工艺条件是，用丝网印刷，丝网的孔径是200-325目，印刷的浆料厚度范围是20-25μm(如表2所示)；
步骤13，低温干燥，干燥条件是，用红外线灯或普通干燥器在一个宽的条件下干燥浆料，用红外线灯的干燥温度范围是250-300℃，干燥时间少于20秒(见表2)，去除银导电浆料中的溶剂；
步骤14，用目测和称重方法检查银导电浆料的印刷质量；
步骤15，N-型硅晶片正面丝网印刷银-铝(Ag-Al)浆料，其工艺条件是，银-铝(Ag-Al)浆料的粘度为725-900，固体颗粒含量是72-76％，颗粒直径是11-14μm，印刷层的干燥厚度是20-25μm，最高烧结温度是720-750℃，最高温度持续时间是1秒，烧结厚度是10-14μm，膜层电阻是＜2.2mΩ(如表3所示)；
步骤16，低温干燥，其工艺条件是，用红外线灯或普通干燥器在一个宽的条件下干燥浆料，用红外线灯的干燥温度范围是250-300℃，干燥时间少于20秒(见表3)，去除银-铝导电浆料中的溶剂；
步骤17，用目测加称重方法检查银-铝导电浆料的印刷质量；
步骤18，N-型硅片背面上印刷的银导电浆料和N-型硅晶片正面上印刷的银-铝导电浆料共时烧结，烧结的工艺条件是最高烧结温度是720-750℃，最高温度持续时间是1秒(见表3)；和
步骤19，测试所制成的太阳能电池，并用效率分检仪进行效率分类，一般分成15-20个档次。
[实施例2]
与实施例1描述的N-型硅片上制造太阳能电池的方法的工艺步骤相同。只是所用是基材是任意尺寸的N-型硅晶片。
本发明方法的实质是，在N-型硅片正面上丝网印刷铝浆料，通过干燥和烧结所印刷的铝浆料，在N-型硅晶片正面上形成铝膜，在N-型硅片中引入三价的杂质铝，在N-型硅片正面上形成P+阱。N-型硅片正面与其上形成的P+阱之间形成PN结。然后用制造太阳能电池的传统工艺制造太阳能电池。
             表1铝浆的技术参数
  粘度   300-500
  涂覆量(克/cm2)   (5-6)×10-5
  颗粒直径   ＜14/11μm
  干燥厚度   30-40μm
  干燥条件   250-300℃，30秒
  最高烧结温度   720-750℃
  最高温度持续时间   1秒
印刷；丝网的孔径是200-325目，印刷的浆料厚度范围是20-25μm；
干燥：用红外线灯或普通干燥器在一个宽的条件下干燥浆料，用红外线灯的干燥温度范围是250-300℃，干燥时间少于20秒。
         表2银浆的技术参数
  粘度   1200-1600
  固体含量   83.5-86.5％
  颗粒直径   ＜20/18μm
  干燥厚度   20-30μm
  烧结厚度   12-18μm
  电阻   ＜1.5mΩ
  干燥条件   250-300℃，20秒
  最高烧结温度   720-750℃
  最高温度持续时间   1秒
印刷；丝网的孔径是200-325目，印刷的浆料厚度范围是20-25μm；
干燥：用红外线灯或普通干燥器在一个宽的条件下干燥浆料，用红外线灯的干燥温度范围是250-300℃，干燥时间少于20秒。
         表3银铝浆的技术参数
  粘度   725-900
  固体含量   72-76％
  颗粒   ＜14/11μm
  干燥厚度   20-25μm
  烧结厚度   10-14μm
  电阻   ＜2.2mΩ
  干燥条件   250-300℃，20秒
  最高烧结温度   680-750℃
  最高温度持续时间   1-20秒
印刷；丝网的孔径是200-325目，印刷的浆料厚度范围是20-25μm；
干燥：用红外线灯或普通干燥器在一个宽的条件下干燥浆料，用红外线灯的干燥温度范围是250-300℃，干燥时间少于20秒。
用上述本发明的N-型硅片制造太阳能电池的方法，充分利用中国市场上容易获得的价格便宜的直径为75mm的N-型硅晶片制造太阳能电池，降低了太阳能电池的制造成本，充分利用了资源。而且，在N-型硅片正面上印刷的铝浆料通过干燥和烧结形成铝膜，用铝浆料中的铝作为三价的杂质在N-型硅片中扩散掺杂形成p+阱，代替在P-型硅片上涂覆POCl3引入五价杂质磷(P)形成N+阱。本发明方法工艺简单，容易操作，而且，用无毒的价格便宜的铝浆料代替剧毒的价格昂贵的POCl3，更有利于环保，也有利于降低制造成本。有利于大量生产。有利于扩大太阳能电池的使用范围。
以上用直径为75mmN-型硅晶片作为制造太阳能电池的基材，以在直径为75mmN-型硅晶片上制造太阳能电池的方法为例，详细说明了本发明方法。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 (8)

1、N-型硅晶片上制造太阳能电池的方法，包括以下步骤：
步骤1，检测作为制造太阳能电池基材的直径为3、5、6、8英寸的N-型硅片；
步骤2，清洗N-型硅片；
步骤3，腐蚀N-型硅片，在N-型硅片的表面形成绒面结构；
步骤4，清洗处理；
步骤5，在带有绒面结构的N-型硅片的正面上用丝网印刷机印刷铝导电浆料；
步骤6，低温干燥，去除导电铝浆料中的溶剂；
步骤7，烧结处理，去除导电铝浆料中的分散剂等非金属组分，在N-型硅晶片正面形成铝膜，铝作为P-型杂质扩散到N-型硅晶片中，在N-型硅晶片正面上形成P+阱，N-型硅晶片与其正面上形成的P+-阱之间形成PN结；
步骤8，清洁烧结后的N-型硅片；
步骤9，检查P+-阱质量；
步骤10，制成氮化硅抗反射涂层(ARC)，以减小反射；
步骤11，检查ARC质量；
步骤12，N-型硅片背面丝网印刷银导电浆料；
步骤13，低温干燥，去除银导电浆料中的溶剂；
步骤14，用目测和称重方法检查银导电浆料的印刷质量；
步骤15，N-型硅晶片正面丝网印刷银-铝(Ag-Al)浆料；
步骤16，低温干燥，去除银-铝导电浆料中的溶剂；
步骤17，用目测加称重方法检查银-铝导电浆料的印刷质量；
步骤18，N-型硅片背面上印刷的银导电浆料和N-型硅晶片正面上印刷的银-铝导电浆料共时烧结；和
步骤19，测试所制成的太阳能电池，并进行效率分类。
2、按照权利要求1所述的的方法，其特征是，步骤1中的检测方法是用目测，检测内容包括：硅片的完整性、硅片上是否有膜、硅片的厚薄等。
3、按照权利要求1所述的的方法，其特征是，步骤2和4和8中清洗N-型硅晶片的条件是，常温下用5±1％的HF，5％±1的HCL，加剩余量的去离子水形成的混合溶液，清洗5到10分钟。
4、按照权利要求1所述的的方法，其特征是，步骤5、6和7中丝网印刷、低温干燥，和烧结处理铝导电浆料的工艺条件是，铝浆的粘度是300-500，固体颗粒直径是11-14μm，用丝网印刷，丝网的孔径是200-325目，印刷的浆料厚度范围是20-25μm，涂覆量是(5-6)×10-5(克/cm2)，用红外线灯或普通干燥器在一个宽的条件下干燥浆料，用红外线灯的干燥温度范围是250-300℃，干燥时间少于20秒，干燥厚度是30-40μm；最高烧结温度是720-750℃，最高温度持续时间小于1秒。
5、按照权利要求1所述的的方法，其特征是，步骤9中检查P+-阱质量，是用四点探针测试仪检测铝(Al)离子的浓度，和铝导电层的膜层电阻值，膜层电阻值范围是20-50Ω/□。
6、按照权利要求1所述的的方法，其特征是，步骤10中用加强等离子化学气相沉积设备制成氮化硅抗反射涂层(ARC)。
7、按照权利要求1所述的的方法，其特征是，步骤11中检查ARC质量，是用椭偏仪通过测量氮化硅的厚度和反射率来控制ARC的质量。
8、按照权利要求1所述的的方法，其特征是，步骤19中测试所制成的太阳能电池，并用效率分检仪进行效率分类，一般分成15-20个档次。
CNA200510030012XA 2005-09-26 2005-09-26 N－型硅片上制造太阳能电池的方法 Pending CN1941426A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA200510030012XA CN1941426A (zh) 2005-09-26 2005-09-26 N－型硅片上制造太阳能电池的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA200510030012XA CN1941426A (zh) 2005-09-26 2005-09-26 N－型硅片上制造太阳能电池的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1941426A true CN1941426A (zh) 2007-04-04

Family

ID=37959365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA200510030012XA Pending CN1941426A (zh) 2005-09-26 2005-09-26 N－型硅片上制造太阳能电池的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1941426A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101714592B (zh) * 2009-11-09 2011-11-09 南安市三晶阳光电力有限公司 低纯度单晶硅太阳能电池的制造方法
CN101872800B (zh) * 2009-04-24 2012-05-23 新日光能源科技股份有限公司 半导体基板的处理方法
CN102484149A (zh) * 2009-09-04 2012-05-30 三菱电机株式会社 太阳能电池及其制造方法
CN102555445A (zh) * 2012-01-05 2012-07-11 天长吉阳新能源有限公司 一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法
CN101908575B (zh) * 2009-06-03 2012-07-25 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 制造太阳能电池的方法
CN102717618A (zh) * 2012-06-27 2012-10-10 天津市合众创能光电技术有限公司 在晶硅太阳能电池片上印刷后形成精细银线条的方法
CN101687709B (zh) * 2007-07-13 2013-02-13 Jx日矿日石金属株式会社 烧结硅晶片
CN107293612A (zh) * 2016-03-30 2017-10-24 中国科学院半导体研究所 太阳能电池、其发射结以及制备方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101687709B (zh) * 2007-07-13 2013-02-13 Jx日矿日石金属株式会社 烧结硅晶片
CN101872800B (zh) * 2009-04-24 2012-05-23 新日光能源科技股份有限公司 半导体基板的处理方法
CN101908575B (zh) * 2009-06-03 2012-07-25 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 制造太阳能电池的方法
CN102484149A (zh) * 2009-09-04 2012-05-30 三菱电机株式会社 太阳能电池及其制造方法
CN102484149B (zh) * 2009-09-04 2015-06-10 三菱电机株式会社 太阳能电池及其制造方法
CN101714592B (zh) * 2009-11-09 2011-11-09 南安市三晶阳光电力有限公司 低纯度单晶硅太阳能电池的制造方法
CN102555445A (zh) * 2012-01-05 2012-07-11 天长吉阳新能源有限公司 一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法
CN102555445B (zh) * 2012-01-05 2013-12-04 天长吉阳新能源有限公司 一种晶硅太阳能电池丝网印刷测试方法
CN102717618A (zh) * 2012-06-27 2012-10-10 天津市合众创能光电技术有限公司 在晶硅太阳能电池片上印刷后形成精细银线条的方法
CN102717618B (zh) * 2012-06-27 2015-06-17 天津市合众创能光电技术有限公司 在晶硅太阳能电池片上印刷后形成精细银线条的方法
CN107293612A (zh) * 2016-03-30 2017-10-24 中国科学院半导体研究所 太阳能电池、其发射结以及制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1941426A (zh) N－型硅片上制造太阳能电池的方法
Chu et al. Cost effective perovskite solar cells with a high efficiency and open-circuit voltage based on a perovskite-friendly carbon electrode
US20120000523A1 (en) Metal paste composition for forming electrode and silver-carbon composite electrode and silicon solar cell using the same
KR101144810B1 (ko) 태양전지용 전극 페이스트, 이를 이용한 태양전지, 및 태양전지의 제조방법
KR101570881B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
Chen et al. A polymer/carbon‐nanotube ink as a boron‐dopant/inorganic‐passivation free carrier selective contact for silicon solar cells with over 21% efficiency
CN102763172B (zh) 银糊剂组合物及其制备方法以及使用该银糊剂组合物的太阳能电池
WO2011063743A1 (zh) 太阳电池正面电极的形成方法
CN103582916B (zh) 用于形成电极的银浆料组合物及其制备方法
EP2432027A2 (en) Silicon solar cell comprising a carbon nanotube layer
Burgers et al. 19.5% efficient n-type Si solar cells made in production
KR20110040141A (ko) 식각 마스크 패턴 형성용 페이스트 및 이의 스크린 인쇄법을 이용한 실리콘 태양전지의 제조방법
KR101156122B1 (ko) 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 이를 이용한 은-탄소 복합체 전극과 실리콘 태양전지
TWI493605B (zh) 背面電極層的製造方法
CN1135636C (zh) 光电元件的制造方法
JP2011054313A (ja) 導電性ペースト、半導体装置用電極、半導体装置および半導体装置の製造方法
TW201222838A (en) Method and application for the solar cell ID scribe during screen printing process
CN1531114A (zh) 太阳能电池及其制备方法
US9640298B2 (en) Silver paste composition for forming an electrode, and silicon solar cell using same
KR101278976B1 (ko) 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 그 제조 방법과 그를이용한 실리콘 태양전지
Chaudhary et al. Advancement in screen printed fire through silver paste metallisation of polysilicon based passivating contacts
JP2010263012A (ja) 太陽電池セルの製造方法
Silva et al. Improving front contacts of n-type solar cells
KR20130067693A (ko) 전극형성용 은 페이스트 조성물, 이를 이용한 실리콘 태양전지
WO2023026188A1 (en) MXene-SILVER CONDUCTIVE PASTE, ELECTRODE, AND METHOD

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication