專利名稱：一種低彎曲薄片單晶硅太陽電池?zé)Y(jié)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄片單晶硅太陽電池?zé)Y(jié)工藝，特別是低彎曲薄片單晶硅太陽 電池?zé)Y(jié)工藝，屬于太陽能應(yīng)用領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前，晶體硅仍然是最主要的太陽電池材料，市場份額在90%左右。由于 硅材料供應(yīng)十分緊張，價(jià)格不斷上漲，電池生產(chǎn)成本的50%以上來自于硅材料。 減薄硅片是電池生產(chǎn)廠商降低生產(chǎn)成本的主要手段之一，太陽電池用單晶硅片 的厚度已經(jīng)在200,左右，并正在向150pm或更薄發(fā)展。現(xiàn)用的單晶硅太陽 電池的基本生產(chǎn)工藝為清洗去損傷層、制絨面、擴(kuò)磷、周邊刻蝕，PECVD沉 積SiNx減反射層、絲網(wǎng)印刷前后電極和鋁漿、最后是燒結(jié)。目前的燒結(jié)工藝是 在鏈?zhǔn)綗Y(jié)爐中進(jìn)行，整個(gè)燒結(jié)過程分烘干段、燒結(jié)段和冷卻段，每段設(shè)定不 同的溫度和不同長度。此種燒結(jié)工藝，升溫速率慢，燒結(jié)時(shí)基本以恒定速率升 溫，且在燒結(jié)的最高溫度有保溫過程。由于硅片厚度的減薄，如果仍然延用現(xiàn) 在的電池片燒結(jié)工藝，在燒結(jié)過程中，電池片會發(fā)生嚴(yán)重彎曲。彎曲的電池片 在后續(xù)工藝中容易破碎，降低了成品率，從而也增加了生產(chǎn)成本。對現(xiàn)有的太 陽電池?zé)Y(jié)工藝進(jìn)行改進(jìn)以減小電池片彎曲，是薄片電池發(fā)展的重要方面。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種低彎曲薄片單晶硅太陽電池?zé)Y(jié)工藝，以解決薄 片絲印單晶硅太陽電池在燒結(jié)過程中出現(xiàn)的彎曲問題，從而提高成品率和降低電池生產(chǎn)成本。本發(fā)明的低彎曲薄片單晶硅太陽電池?zé)Y(jié)工藝，包括以下步驟-將印刷有前后電極和鋁漿的硅片放入快速熱處理爐(RTP)中，在含氧氣體 積為22%—50%的富氧空氣下，首先在10(TC—40(TC溫度下烘烤40s—120s， 隨后以10°C—30°C/s的升溫速率升溫到300°C—650°C，再以50°C/s—120°C/s 的升溫速率升溫到70(TC—90(TC，隨即以40。C/s—12(TC/s的速率降溫到室溫。 上述燒結(jié)工藝所用的硅片為原生厚度為150—220 的單晶硅片。 本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明燒結(jié)是在RTP爐中富氧氣氛下進(jìn)行，依次 經(jīng)烘烤、分階段不同升溫速率升溫、快速冷卻，燒結(jié)過程不保溫，因此燒結(jié)過程 短，減小了能耗。該工藝可以在大規(guī)模絲印單晶硅太陽電池生產(chǎn)工藝上應(yīng)用。經(jīng) 過該燒結(jié)工藝燒結(jié)后得到的電池片的彎曲度小于lmm，電池效率可以達(dá)到15%以上。從而能有效減小后續(xù)測試和組件封裝時(shí)的破碎率，降低電池生產(chǎn)成本， 有利于太陽電池的發(fā)展。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:將印刷有前后電極和鋁漿的硅片放入RTP中燒結(jié)，燒結(jié)氣氛采用含氧氣體 積百分含量30%的富氧空氣，先在100'C下烘烤120s，隨后以20'C/s的升纟顯速 率升溫到65(TC，再以7(TC/s的速率升溫到80(TC，隨即以80°C/s的速率降溫到 室溫。本例采用的硅片為原生厚度為20(Vm的單晶硅片，鋁漿印刷厚度約為30 拜。燒結(jié)得到的12.5cmxl2.5cm的單片單晶硅太陽電池的轉(zhuǎn)換效率為15.3%， 彎曲度為0.9mm。實(shí)施例2:將印刷有前后電極和鋁漿的硅片放入RTP中燒結(jié)，燒結(jié)氣氛采用含氧氣體 積百分含量25%的富氧空氣，先在40(TC下烘烤40s，隨后以30。C/s的升溫速率 升溫到450°C，再以120°C/s的速率升溫到850°C，隨即以120°C/s的速率降溫到 室溫。本例采用的硅片為原生厚度為180pm的單晶硅片，鋁漿印刷厚度約為25 pm。燒結(jié)后得到的12.5cmxl2.5cm的單片單晶硅太陽電池的轉(zhuǎn)換效率為15.0%， 彎曲度為0.8mm。實(shí)施例3:將印刷有前后電極和鋁漿的硅片放入RTP中燒結(jié)，燒結(jié)氣氛采用含氧氣體 積百分含量45%的富氧空氣，先在40(TC下烘烤100s，隨后以10'C/s的升溫速 率升溫到300。C，再以100'C/s的速率升溫到90(TC，隨即以40°C/s的速率降溫 到室溫。本例采用的硅片為原生厚度為160Mm的單晶硅片，鋁漿印刷厚度約為 20pm。燒結(jié)后得到的12.5cmxl2.5cm的單片單晶硅太陽電池的轉(zhuǎn)換效率為15.0 %，彎曲度為0.9mm。
權(quán)利要求
1. 一種低彎曲薄片單晶硅太陽電池?zé)Y(jié)工藝，其特征是包括以下步驟將印刷有前后電極和鋁漿的硅片放入快速熱處理爐中，在含氧氣體積為22％-50％的富氧空氣下，首先在100℃-400℃溫度下烘烤40s-120s，隨后以10℃-30℃/s的升溫速率升溫到300℃-650℃，再以50℃/s-120℃/s的升溫速率升溫到700℃-900℃，隨即以40℃/s-120℃/s的速率降溫到室溫。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低彎曲薄片單晶硅太陽電池?zé)Y(jié)工藝，其特征是所 用的硅片為原生厚度為150—220 的單晶硅片。
全文摘要
本發(fā)明公開的低彎曲薄片單晶硅太陽電池?zé)Y(jié)工藝是在RTP爐中富氧氣氛下進(jìn)行，依次經(jīng)烘烤、分階段不同升溫速率升溫、快速冷卻，燒結(jié)過程不保溫，因此燒結(jié)過程短，減小了能耗。該工藝可以在大規(guī)模絲印單晶硅太陽電池生產(chǎn)工藝上應(yīng)用。經(jīng)過該燒結(jié)工藝燒結(jié)后得到的電池片的彎曲度小于1mm，電池效率可以達(dá)到15％以上。從而能有效減小后續(xù)測試和組件封裝時(shí)的破碎率，降低電池生產(chǎn)成本，有利于太陽電池的發(fā)展。
文檔編號H01L31/18GK101262028SQ20081006064
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月15日
發(fā)明者孫振華, 鑫 朱, 楊德仁, 雷 汪 申請人:浙江大學(xué)