專利名稱：一種防止邊緣漏電的聚光太陽(yáng)電池芯片制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備太陽(yáng)電池芯片的方法，特別是一種防止邊緣漏電的聚光太陽(yáng) 電池芯片制作方法。
背景技術(shù)：
目前聚光型太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)多采用砷化鎵材料系多結(jié)太陽(yáng)能電池，其聚光倍數(shù)隨 材料性能與工藝技術(shù)的進(jìn)步可達(dá)到500乃至數(shù)千倍，而芯片尺寸相比傳統(tǒng)的硅材料電池要 小很多，大大降低了半導(dǎo)體材料耗費(fèi)，是一種最有前途的太陽(yáng)能電池技術(shù)。但因芯片尺寸減 小，電池邊緣周長(zhǎng)相比電池芯片面積的比例大為提高，由此導(dǎo)致邊緣漏電流對(duì)電池的性能 有著很大影響，而傳統(tǒng)平面型太陽(yáng)電池由于芯片尺寸較大，邊緣漏電流對(duì)電池性能的影響 則很小。因此，聚光型多結(jié)太陽(yáng)能電池芯片特別是高倍聚光型的芯片必須要防止邊緣漏電 流，以提高電池性能。邊緣漏電流產(chǎn)生的主要原因是半導(dǎo)體材料表面晶體結(jié)構(gòu)與體內(nèi)不同而在半導(dǎo)體 能帶的禁帶中引入新的能級(jí)，這些新的能級(jí)被稱為表面態(tài)，可能成為載流子復(fù)合中心。造成 表面復(fù)合中心形成的原因主要有半導(dǎo)體表面晶格周期被破壞，表面原子受力情況與體內(nèi) 原子不同，晶格會(huì)發(fā)生變形；表面被污染；制備時(shí)受到損傷，特別是晶片劃裂時(shí)刀片對(duì)切割 道側(cè)壁會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p傷，造成的表面懸掛鍵易與環(huán)境雜質(zhì)結(jié)合，如砷化鎵表面易形成鎵和 砷的不穩(wěn)定氧化物，而砷的氧化物會(huì)進(jìn)一步與更深層的鎵產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)一步氧化深層 半導(dǎo)體材料，砷和鎵的氧化物都會(huì)引入大量表面態(tài)。在太陽(yáng)電池芯片大電流操作中，這些因 素都會(huì)增加漏電狀況。因此有必要提出一種方法盡量降低切割刀片對(duì)芯片的損傷，同時(shí)對(duì) 半導(dǎo)體材料表面損傷進(jìn)行修復(fù)，及去除砷化鎵材料表面氧化物，最后沉積鈍化膜保護(hù)表面， 降低表面態(tài)密度。通常在半導(dǎo)體光電器件中，一般切割道邊緣表面粗糙，沉積鈍化膜比較困 難，難以形成較好質(zhì)量的鈍化膜，且在切割時(shí)容易損傷鈍化膜，甚至導(dǎo)致鈍化膜脫落。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述太陽(yáng)能電池芯片邊緣漏電，提高電池性能，本發(fā)明旨在提出一種防止 邊緣漏電的聚光太陽(yáng)電池芯片制作方法。本發(fā)明解決解決上述問題采用的技術(shù)方案是一種防止邊緣漏電的聚光太陽(yáng)電池 芯片制作方法，其特征在于采用精確半刀切割方法，沿電池芯片的切割道開槽，所開槽側(cè) 壁同樣具有一定傾斜角度；對(duì)開槽側(cè)壁化學(xué)拋光；在電池芯片表面覆蓋充當(dāng)減反射膜的透 明絕緣材料，將表面鈍化防止漏電；最后用刀口寬度小于半刀切割刀片寬度的常規(guī)刀片將 芯片劃裂，形成單個(gè)太陽(yáng)電池芯片。本發(fā)明工藝中，上述的半刀切割方法采用刀口具有一定傾斜側(cè)面的切割刀片，其 傾斜角度為10° 80° ；首先沿預(yù)留的切割道切半刀，且切割用的刀片經(jīng)特殊加工，其刀口 具有一定的傾斜側(cè)面，因此，切割道經(jīng)半刀開槽后，其側(cè)面同樣具有一定傾斜角度，在以后 的芯片劃裂時(shí)不會(huì)與刀片接觸到，避免損傷；同時(shí)，傾斜的側(cè)面更易在其上制備致密的接觸良好的鈍化膜。上述切割道開槽側(cè)壁化學(xué)拋光時(shí)，經(jīng)半刀切割的芯片尚未完全劃裂，采用濕法或 干法腐蝕的方法對(duì)切割道傾斜側(cè)壁進(jìn)行拋光，進(jìn)一步減小側(cè)壁損傷，然后用大量去離子水 沖洗，清洗殘余的腐蝕劑，同時(shí)去除切割道殘留的切割殘?jiān)?。在上述電池芯片表明覆蓋可充 當(dāng)減反射膜的絕緣材料，在清潔的芯片表面覆蓋透明絕緣膜，透明絕緣材料選自氮化硅、二 氧化硅、二氧化鈦，氧化鋁、氮化鋁，氟化鎂或前述的任意組合之一，其厚度根據(jù)減反射原理 精確控制，以達(dá)到減反射的目的。同時(shí)，該絕緣透明薄膜可作為電池表面鈍化膜，降低表面 態(tài)密度的同時(shí)保護(hù)表面不會(huì)重新受損傷和污染。上述在最后沿所開槽將芯片劃裂時(shí)芯片劃 裂用刀片的刀口寬度略小于半刀切割用的刀片，防止在劃裂時(shí)破壞切割道側(cè)壁的絕緣膜。本發(fā)明的有益效果是首次采用刀口具有一定傾斜角度的切割刀片對(duì)芯片先進(jìn)行 半刀切割，具有傾斜側(cè)面的刀口使得切割道側(cè)壁同樣具有一定傾斜角度，可避免芯片在劃 裂時(shí)受到損傷，同時(shí)有利于在其上制備高質(zhì)量及高反射性能的鈍化膜；芯片劃裂使用的刀 片寬度小于半刀切割用刀片，防止劃裂時(shí)鈍化膜被破壞。以上優(yōu)點(diǎn)可以得到優(yōu)良的太陽(yáng)電 池芯片鈍化邊緣，防止邊緣漏電。


圖1至圖6為防止聚光太陽(yáng)能電池邊緣漏電的主要工藝流程圖。圖中100 太陽(yáng)電池外延結(jié)構(gòu)101 鍺或砷化鎵襯底102:半刀切割刀片103:高透明鈍化膜104:芯片劃裂刀片
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。一種防止邊緣漏電的聚光太陽(yáng)電池芯片制作方法，其工藝步驟為如圖1所示，用丙酮、異丙醇超聲去除芯片表面沾污，大量去離子水沖洗后用檸檬 酸、雙氧水或硫酸、雙氧水的混合溶液去除表面氧化層，露出新鮮的表面，氮?dú)獯蹈?，烘干；?jīng)上膠、前烘、曝光、后烘、顯影、沖洗、堅(jiān)膜等步驟光刻正面電極圖形；采用電子束蒸發(fā)或磁控濺射等方法蒸鍍正面電極金屬；丙酮溶液中超聲剝離金屬，形成正面電極圖形；去膠液去除表面殘留光刻膠，大量去離子水沖洗，吹干；正面電極熔合合金形成歐姆接觸；正面上膠，以保護(hù)芯片表面在后面的半刀切割、邊緣腐蝕鈍化等步驟中不被損 傷；如圖2所示，采用刀口具有一定傾斜側(cè)面的切割刀片對(duì)芯片切半刀，傾斜角度為 10° 80°，切割深度為10-50微米，以切穿整個(gè)太陽(yáng)能電池外延結(jié)構(gòu)為宜，得到的切割道 側(cè)壁同樣具有一定傾斜角度，如圖3所示；采用冰乙酸、硝酸、氫氟酸混合溶液對(duì)切割道側(cè)面進(jìn)行腐蝕鈍化，以修復(fù)半刀切割 時(shí)刀片對(duì)切割道側(cè)面的損傷，然后用大量去離子水沖洗；去膠液去除表面起保護(hù)作用的光刻膠；
用檸檬酸、雙氧水去除表面無(wú)金屬電極部分的蓋帽層，避免蓋帽層吸收太陽(yáng)光；如圖4所示，蒸鍍氮化硅鈍化膜，其厚度根據(jù)減反射原理精確控制，使鈍化膜兼具 減反射膜的作用；蒸鍍背面金屬電極，合金形成歐姆接觸；正面蒸鍍多層減反射膜，盡量降低太陽(yáng)光反射率；如圖5所示，采用刀口寬度比半刀切割刀片略窄的刀片將芯片劃裂，形成單個(gè)太 陽(yáng)能電池芯片，其最終效果如圖6所示。本發(fā)明采用精確半刀切割方法，沿電池芯片切割道開槽，利用刀口具有一定傾斜 側(cè)面的刀片使切割道側(cè)面同樣具有一定傾斜側(cè)面，有利于鈍化膜的沉積，并避免芯片劃裂 時(shí)，劃裂刀片對(duì)鈍化膜的損傷；對(duì)開槽側(cè)壁化學(xué)拋光，然后在電池芯片表面覆蓋可充當(dāng)減反 射膜的絕緣材料，將表面鈍化防止漏電，最后用刀口寬度較小的刀片將芯片劃裂。以上實(shí)施例僅供說(shuō)明本發(fā)明之用，而非對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員， 在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化。因此，所有等同的技 術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
一種防止邊緣漏電的聚光太陽(yáng)電池芯片制作方法，其工藝步驟為采用精確半刀切割方法，采用刀口具有傾斜側(cè)面的半刀切割刀片沿電池芯片的切割道開槽，所開槽側(cè)壁同樣具有一定傾斜角度；對(duì)開槽側(cè)壁進(jìn)行化學(xué)拋光；在電池芯片表面覆蓋充當(dāng)減反射膜的透明絕緣材料，將電池芯片表面鈍化防止漏電；用刀口寬度小于半刀切割刀片寬度的常規(guī)刀片將芯片劃裂，形成單個(gè)太陽(yáng)電池芯片。
2.如權(quán)利要求1所述的一種防止邊緣漏電的聚光太陽(yáng)電池芯片制作方法，其特征在 于半刀切割方法采用刀口具有一定傾斜側(cè)面的切割刀片，其傾斜角度為10° 80°。
3.如權(quán)利要求1所述的一種防止邊緣漏電的聚光太陽(yáng)電池芯片制作方法，其特征在 于開槽側(cè)壁化學(xué)拋光方式可采用濕法腐蝕或干法腐蝕。
4.如權(quán)利要求1所述的一種防止邊緣漏電的聚光太陽(yáng)電池芯片制作方法，其特征在 于透明絕緣材料選自氮化硅、二氧化硅、二氧化鈦，氧化鋁、氮化鋁，氟化鎂或前述的任意 組合之一。
全文摘要
一種防止邊緣漏電的聚光太陽(yáng)電池芯片制作方法，采用精確半刀切割方法，采用刀口具有傾斜側(cè)面的半刀切割刀片沿電池芯片的切割道開槽，所開槽側(cè)壁同樣具有一定傾斜角度；對(duì)開槽側(cè)壁進(jìn)行化學(xué)拋光；在電池芯片表面覆蓋充當(dāng)減反射膜的透明絕緣材料，將電池芯片表面鈍化防止漏電；用刀口寬度小于半刀切割刀片寬度的常規(guī)刀片將芯片劃裂，形成單個(gè)太陽(yáng)電池芯片。采用刀口具有傾斜角度的切割刀片對(duì)芯片先進(jìn)行半刀切割，使切割道側(cè)壁具有同樣的傾斜角度，可避免芯片在劃裂時(shí)受損，同時(shí)有利于在其上制備高質(zhì)量及高反射性能的鈍化膜；芯片劃裂使用的刀片寬度小于半刀切割用刀片，防止劃裂時(shí)鈍化膜被破壞；以得到優(yōu)良的太陽(yáng)電池芯片鈍化邊緣，防止邊緣漏電。
文檔編號(hào)H01L31/18GK101969086SQ201010244598
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者吳志敏, 林桂江, 梁兆煊, 熊偉平, 許文翠 申請(qǐng)人:廈門市三安光電科技有限公司