專利名稱：一種局部背場的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池制備工藝，具體涉及一種局部背場的制備工藝。
背景技術(shù)：
降低太陽能電池的生產(chǎn)成本，提高太陽能電池的效率始終是太陽能電池業(yè)界追求的目標(biāo)。從降低成本的角度考慮，需要減少硅材料的使用量，也就是降低硅片的厚度。但是， 隨著硅片厚度的減小，硅片表面狀態(tài)對電池性能的影響變得更加重要。首先，由于硅片表面存在大量的懸掛鍵和表面態(tài)。需要對硅片表面進(jìn)行鈍化處理，以降低硅片表面的光生載流子的復(fù)合速率，從而提高電池的轉(zhuǎn)換效率。
對于P型單晶硅來說，表面鈍化技術(shù)可以分為兩種一種是，引入雜質(zhì)阻止載流子到表面的傳輸；另一種是，沉積或者生長一層介質(zhì)膜以減小表面態(tài)密度。
對于第一種引入雜質(zhì)。目前普遍采用的是通過絲網(wǎng)印刷方法印刷Al漿然后燒結(jié)形成背表面場。對于P型硅太陽能電池背表面鈍化技術(shù)，根據(jù)原理來講，在燒結(jié)溫度為 750-900°C范圍內(nèi)，Al摻雜的背表面場具有峰值濃度為l-3xl018cm_3。雖然在2_3ohm · cm Si材料上實(shí)現(xiàn)了 200cm/s的復(fù)合速率。然而該復(fù)合速率值在實(shí)際中是很難重復(fù)的，也不足以實(shí)現(xiàn)20%的效率值，而內(nèi)表面反射率也處于65-80%之間，并且Al-Si合金形成過程中Al 和Si材料在熱膨脹系數(shù)上的差異造成了太陽能電池的翹曲。這些缺點(diǎn)在越來越薄的硅片上顯得問題更加關(guān)出。
對于第二種沉積介質(zhì)層。實(shí)驗(yàn)室高小晶體硅太陽能電池，可以通過熱氧化3102生長工藝來抑制少數(shù)載流子在表面的復(fù)合，特別是在輕摻雜的背表面，可以達(dá)到非常低的表面復(fù)合速率。背表面處，熱氧化生長的SiO2層結(jié)合蒸鍍的Al膜，在經(jīng)過約400°C左右的退后處理之后，可以在低電阻率的P型硅片上，將表面復(fù)合速率降低至20cm/S以下。除此之外，電池背表面的Si02/Al疊層結(jié)構(gòu)還可以作為近代隙光子的極佳反射器，可顯著提升(背表面的)限光特性并提高太陽能電池的短路電流，但是由于硅材料的體少子壽命對高溫工藝的敏感性，尤其是對于多晶硅，900°C以上的高溫氧化工藝通常會導(dǎo)致少子壽命的明顯衰退。
有研究者曾經(jīng)研究過使用PECVD方法在400°C左右的溫度下制備SiNx膜來代替熱氧化法制備Si02。同樣此法可以在低電阻率的P型硅片上得到與熱氧化法制備的SiO2相媲美的較低的表面復(fù)合速率。但是，將這一技術(shù)用于P型的PERC(發(fā)射極及背表面鈍化電池)電池時，電池短路電流相較于采用SiO2鈍化電池背表面時有大幅度的下降。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是由于在SiNx膜層內(nèi)，固定的正電荷密度較大，導(dǎo)致SiNx下方的P型硅電性能出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，而這一反轉(zhuǎn)層與基底中金屬接觸區(qū)的耦合導(dǎo)致了短路電流密度和填充因子都明顯受損，這種負(fù)面效應(yīng)即人們所知的寄生電容效應(yīng)。比利時微電子研究中心(MEC)，漢諾威大學(xué)太陽能研究所(ISFH)，弗朗恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究院(Fraunhofer ISE)等研究機(jī)構(gòu)采用Al2O3在P型娃表面實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的鈍化效果。Fraunhofer ISE采用這種Al2O3表面鈍化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高效電池的制作，效率高達(dá)23. 9%。
在制備背表面鈍化電池工藝中，多采用飛秒激光、腐蝕漿料對背表面鈍化膜進(jìn)行開孔或者激光燒結(jié)的工藝形成局部鋁背場，在實(shí)際生產(chǎn)中需要增加額外的設(shè)備和工藝步驟，實(shí)際增加了生產(chǎn)成本。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種本發(fā)明提供可以減少設(shè)備投入，提高效率的同時并不顯著增加成本的局部背場的制備工藝。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種局部背場的制備工藝，包括以下步驟a、將硅片清洗制絨；b、將清洗后的硅片進(jìn)行擴(kuò)散；c、將擴(kuò)散后的硅片去背結(jié)并且將背表面拋光；d、將背面拋光的硅片前表面沉積氮化硅減反射膜，背面底層沉積非晶硅、氧化鋁或者氧化硅薄膜，上層沉積氮化硅薄膜；e、在背表面印刷鋁漿，前表面印刷銀漿；f、燒結(jié)形成局部背場。
進(jìn)一步地，所述步驟d中沉積非晶硅、氧化鋁或者氧化硅、氮化硅薄膜過程中，在電池正面上方設(shè)置掩模板，在沉積過程中受到掩模板阻擋的部分將不會沉積上薄膜，形成開孔。
再進(jìn)一步地，所述掩膜板由直徑為30-100 μ m的金屬絲或者寬度為30-100 μ π!的金屬箔組成。
更進(jìn)一步地，所述金屬箔上設(shè)置有呈倒梯形的孔。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益之處在于這種局部背場的制備工藝可以實(shí)現(xiàn)背場鈍化膜的自開孔，減少了生產(chǎn)工序，降低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
實(shí)例一將硅片清洗制絨；將清洗后的硅片進(jìn)行擴(kuò)散；將擴(kuò)散后的硅片去背結(jié)并且將背表面拋光；將背面拋光的硅片前表面沉積氮化硅減反射膜，背面沉積非晶硅、氮化硅復(fù)合膜， 在沉積薄膜過程中，在硅片上面放置掩膜版，掩膜版由直徑為30μπι的高溫合金絲組成。被遮擋區(qū)域形成20 μ m左右的開孔；在背表面印刷鋁漿，前表面印刷銀漿，燒結(jié)形成局部背場。
實(shí)例二將硅片清洗制絨；將清洗后的硅片進(jìn)行擴(kuò)散；將擴(kuò)散后的硅片去背結(jié)并且將背表面拋光；將背面拋光的硅片前表面沉積氮化硅減反射膜，背面沉積氧化硅、氮化硅復(fù)合膜， 在沉積薄膜過程中，在硅片上面放置掩膜版，掩膜版由直徑為40 μ m的高溫合金絲組成。被遮擋區(qū)域形成30 μ m左右的開孔；在背表面印刷鋁漿，前表面印刷銀漿，燒結(jié)形成局部背場。
實(shí)例三將硅片清洗制絨；將清洗后的硅片進(jìn)行擴(kuò)散；將擴(kuò)散后的硅片去背結(jié)并且將背表面拋光；將背面拋光的硅片前表面沉積氮化硅減反射膜，背面沉積非晶硅、氮化硅復(fù)合膜， 在沉積薄膜過程中，在硅片上面放置掩膜版，掩膜版由厚度為30 μ m的金屬箔組成，金屬柵線為倒梯形，上面寬度為50 μ m,下面寬度為30 μ m。被遮擋區(qū)域形成20 μ m左右的開孔；在背表面印刷鋁漿，前表面印刷銀漿，燒結(jié)形成局部背場。
實(shí)例四將硅片清洗制絨；將清洗后的硅片進(jìn)行擴(kuò)散；將擴(kuò)散后的硅片去背結(jié)并且將背表面拋光；將背面拋光的硅片前表面沉積氮化硅減反射膜，背面沉積氧化鋁、氮化硅復(fù)合膜， 在沉積薄膜過程中，在硅片上面放置掩膜版，掩膜版由厚度為30 μ m的金屬箔組成，金屬柵線為倒梯形，上面寬度為60 μ m,下面寬度為40 μ mo被遮擋區(qū)域形成30 μ m左右的開孔；在背表面印刷鋁漿，前表面印刷銀漿，燒結(jié)形成局部背場。
實(shí)例五將硅片清洗制絨；將清洗后的硅片進(jìn)行擴(kuò)散；將擴(kuò)散后的硅片去背結(jié)并且將背表面拋光；將背面拋光的硅片前表面沉積氮化硅減反射膜，背面沉積氧化鋁、氮化硅復(fù)合膜， 在沉積薄膜過程中，在硅片上面放置掩膜版，掩膜版由直徑為100 μ m的金屬絲組成，被遮擋區(qū)域形成80 μ m左右的開孔；在背表面印刷鋁漿，前表面印刷銀漿，燒結(jié)形成局部背場。
這種局部背場的制備工藝可以實(shí)現(xiàn)背場鈍化膜的自開孔，減少了生產(chǎn)工序，降低了生產(chǎn)成本。
需要強(qiáng)調(diào)的是以上僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾， 均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種局部背場的制備工藝，其特征是，包括以下步驟a、將硅片清洗制絨；b、將清洗后的硅片進(jìn)行擴(kuò)散；C、將擴(kuò)散后的硅片去背結(jié)并且將背表面拋光；d、將背面拋光的硅片前表面沉積氮化硅減反射膜，背面底層沉積非晶硅、氧化鋁或者氧化硅薄膜，上層沉積氮化硅薄膜；e、在背表面印刷鋁漿，前表面印刷銀漿；f、燒結(jié)形成局部背場。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的局部背場的制備工藝，其特征是，所述步驟d中沉積非晶硅、 氧化鋁或者氧化硅、氮化硅薄膜過程中，在電池正面上方設(shè)置掩模板，在沉積過程中受到掩模板阻擋的部分將不會沉積上薄膜，形成開孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的局部背場的制備工藝，其特征是，所述掩膜板由直徑為 30-100 μ m的金屬絲或者寬度為30-100 μ m的金屬箔組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的局部背場的制備工藝，其特征是，所述金屬箔上設(shè)置有呈倒梯形的孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種局部背場的制備工藝，包括以下步驟a、將硅片清洗制絨；b、將清洗后的硅片進(jìn)行擴(kuò)散；c、將擴(kuò)散后的硅片去背結(jié)并且將背表面拋光；d、將背面拋光的硅片前表面沉積氮化硅減反射膜，背面底層沉積非晶硅、氧化鋁或者氧化硅薄膜，上層沉積氮化硅薄膜；e、在背表面印刷鋁漿，前表面印刷銀漿；f、燒結(jié)形成局部背場。這種局部背場的制備工藝可以實(shí)現(xiàn)背場鈍化膜的自開孔，減少了生產(chǎn)工序，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L31/18GK102983225SQ20121053351
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者魯偉明 申請人:泰州德通電氣有限公司