一種叉指型背接觸電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制作太陽電池的方法，尤其是涉及一種叉指型背接觸電池的制作方法。
【背景技術】
[0002]叉指型背接觸電池的結構特點是正面無柵狀電極，正負極交叉排列在背后。和傳統(tǒng)P型太陽電池相比，N型叉指型背接觸電池結構具有如下優(yōu)點:
[0003]1) N型材料少子壽命較P型材料少子壽命長，衰減率低；
[0004]2)前表面無金屬電極網(wǎng)的存在，不需要低電阻接觸。這樣可以減少前表面復合和提聞光子講；
[0005]3)前表面無金屬陰影遮擋,最大化光吸收,可以增加電池Jsc ;
[0006]4)組件裝配成本降低，更容易實現(xiàn)自動化；
[0007]5)電池組件外觀好。
[0008]當前叉指型背接觸電池的制備中，較常用的方法是采用掩膜后高溫擴散的方法分別進行硼和磷的摻雜，分別形成P+和N+區(qū)域。該種方法的主要缺點是:
[0009]1)過程需要多步掩膜步驟，制造過程極其復雜；
[0010]2)需要用到光刻步驟，工藝流程復雜，生產(chǎn)成本高；
[0011]3)多步高溫擴散過程，能耗高，時間長，增大了生產(chǎn)成本；
[0012]4)多步高溫過程會帶來硅片的熱損傷，出爐時巨大的熱應力，容易產(chǎn)生碎片和隱
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[0013]申請?zhí)枮?01110135224.X的中國專利公開了叉指型背接觸式太陽能電池及其制備方法，制備方法包括:對硅片進行表面處理和清洗；在硅片上進行制絨；對硅片進行氧化處理形成保護層保護；在形成保護層的硅片上表面離子注入進行摻雜處理；在形成保護層的硅片下表面通過絲印漿料，離子注入形成叉指狀的ρ、η區(qū)域；對硅片進行燒結；去殘鋁并再次清洗；在硅片上形成鈍化層；印刷叉指狀金屬電極對；對硅片進行再次燒結。與本申請專利相比，201110135224.X專利提供的叉指型背接觸電池用到離子注入工藝，目前用于太陽能電池制造的離子注入設備仍處于研發(fā)推廣階段，設備價格較貴，產(chǎn)能較小，不利于實現(xiàn)產(chǎn)線改造和大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明提供的叉指型背接觸電池制造過程全部使用產(chǎn)線現(xiàn)有設備，一次性設備投入較小，設備工藝簡單。更容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種實現(xiàn)電池背表面磷和硼叉指型摻雜區(qū)域的精確成形的叉指型背接觸電池的制作方法。
[0015]本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0016]一種叉指型背接觸電池的制作方法，采用以下步驟:
[0017]1)利用化學刻蝕對Ν型單晶硅片進行單面制絨、單面拋光預處理；
[0018]2)用絲網(wǎng)印刷在預處理后的硅片制絨面印刷磷含量20wt%? 50wt%&摻磷漿料，然后在空氣氛圍中120?160°C烘干8?12min ；
[0019]3)用絲網(wǎng)印刷在硅片拋光面需要進行磷摻雜的區(qū)域再次印刷磷含量80wt%?100wt%的摻磷漿料，然后在空氣氛圍中120?160°C烘干8?12min ；
[0020]4)烘干后的硅片在N2環(huán)境中于800?1000°C熱處理20?40min，使制絨面和拋光面印刷區(qū)域形成n+摻雜層；
[0021]5)在硅片拋光面需要進行硼摻雜的區(qū)域印刷硼含量20wt%? 40wt%的硼摻雜漿料，然后在空氣氛圍中120?160°C烘干8?12min ；
[0022]6)烘干后的硅片在N2環(huán)境中800?1000°C下熱處理20?40min，形成p+摻雜層；
[0023]7)將硅片放入8wt %?10wt %的HF溶液中室溫下反應8?10s，去除摻雜漿料熱處理后在硅片表面形成的3102層，再用去離子水洗凈烘干；
[0024]8)烘干后的硅片在02環(huán)境中1000?1200°C下氧化20?40min，使硅片雙面形成Si02鈍化層；
[0025]9)用PECVD方法在氧化后的硅片兩面沉積SiNx鈍化層；
[0026]10)用激光處理硅片拋光面p+和n+摻雜區(qū)域，打開Si02/SiNx鈍化層使p+和n+摻雜層和電極具有良好的接觸性；
[0027]11)激光處理后的硅片經(jīng)絲網(wǎng)印刷金屬漿料形成接觸電極；
[0028]12)印刷后的硅片進行燒結形成良好的電極接觸，即制備得到叉指型背接觸電池。
[0029]步驟1)的預處理采用以下步驟:
[0030]a、將N型單晶硅片放入5?8wt %的K0H或NaOH水溶液中，60?80°C下靜置反應400?600s進行娃片表面拋光處理；
[0031]b、清洗甩干后在硅片的一面沉積腌膜層或用涂覆耐蝕漿料的方法在硅片表面形成一層耐刻蝕層；將單面腌膜后的硅片進行在1.5?2.0wt% Κ0Η、0.2?0.5被％堿制絨添加劑混合溶液中50?85°C下反應1000?1700s進行單面制絨處理，制絨后進行去腌膜處理，充分清洗并烘干。
[0032]步驟9)中所述的SiNx鈍化層厚度為80?lOOnm。
[0033]步驟2)中所述的磷摻雜漿料主要成分為磷源、Si02前軀體和有機溶劑。
[0034]作為優(yōu)選的實施方式，所述的磷源為納米P205顆粒，所述的Si02前軀體為納米Si02顆粒或有機氧娃燒,所述的有機溶劑為松油醇或IPA。
[0035]步驟3)中所述的摻磷漿料主要成分為納米P205顆粒，納米Si02顆?；蛴袡C氧硅烷，松油醇或IPA。
[0036]步驟5)中所述的硼摻雜漿料主要成分為硼源、有機粘合劑和有機溶劑。
[0037]作為優(yōu)選的實施方式，所述的硼源為納米B203顆粒，所述的有機粘合劑為納米Si02顆粒或有機氧娃燒,所述的有機溶劑為松油醇或IPA。
[0038]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0039]1)避免使用多步掩膜步驟來實現(xiàn)背接觸電池背面p、n叉指型摻雜區(qū)域的形成，同時完成圖形化與摻雜，從而減少了工藝步驟，簡化了工藝流程；
[0040]2)避免使用光刻步驟，降低生產(chǎn)成本；
[0041]3)避免長時間高溫擴散過程帶來的熱損傷，降低了能耗，節(jié)省了工藝時間；
[0042]4)擴散層參數(shù)可以通過調整摻雜漿料濃度、熱處理時間、熱處理溫度的方式簡單的進行調節(jié)，有助于擴散層的精確控制。
【具體實施方式】
[0043]下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0044]實施例1
[0045]一種叉指型背接觸電池的制作方法，采用以下步驟:
[0046]1)利用化學刻蝕對N型單晶硅片進行單面制絨、單面拋光預處理，
[0047]a、將N型單晶硅片放入5被％的Κ0Η水溶液中，60°C下靜置反應600s進行硅片表面拋光處理；
[0048]b、清洗甩干后在硅片的一面沉積腌膜層或用涂覆耐蝕漿料的方法在硅片表面形成一層耐刻蝕層；將單面腌膜后的娃片進行在1.5wt% K0H、0.2wt%堿制絨添加劑混合溶液中50°C下反應1700s進行單面制絨處理，制絨后進行去腌膜處理，充分清洗并烘干。
[0049]2)用絲網(wǎng)印刷在預處理后的硅片制絨面印刷磷含量20wt%的摻磷漿料，然后在空氣氛圍中120°C烘干12min，使用的磷摻雜漿料主要成分為納米P205顆粒，納米Si02顆粒或有機氧硅烷，松油醇或IPA。
[0050]3)用絲網(wǎng)印刷在硅片拋光面需要進行磷摻雜的區(qū)域再次印刷磷含量80wt%的摻磷漿料，然后在空氣氛圍中120°C烘干12min ；
[0051]4)烘干后的硅片在隊環(huán)境中于1000°C熱處理40min，使制絨面和拋光面印刷區(qū)域形成n+摻雜層；
[0052]5)在硅片拋光面需要進行硼摻雜的區(qū)域印刷硼含量20wt%的硼摻雜漿料，然后在空氣氛圍中120°C烘干12min，使用的硼摻雜漿料主要成分為納米B203顆粒，納米5102顆?；蛴袡C氧硅烷，松油醇或IPA。
[0053]6)烘干后的硅片在N2環(huán)境中800°C下熱處理40min，形成p+摻雜層；
[0054]7)將硅片放入8wt%的HF溶液中室溫下反應10s，去除摻雜漿料熱處理后在硅片表面形成的Si02層，再用去離子水洗凈烘干；
[0055]8)烘干后的硅片在02環(huán)境中1000°C下氧化40min，使硅片雙面形成Si02鈍化層；
[0056]9)用PECVD方法在氧化后的硅片兩面沉積厚度為80nm的SiNx鈍化層；
[0057]10)用激光處理硅片拋光面p+和n+摻雜區(qū)域，打開Si02/SiNx鈍化層使p+和n+摻雜層和電極具有良好的接觸性；
[0058]11)激光處理后的硅片經(jīng)絲網(wǎng)印刷金屬漿料形成接觸電極；
[0059]12)印刷后的硅片進行燒結形成良好的電極接觸，即制備得到叉指型背接觸電池。
[0060]實施例2
[0061