專利名稱：一種背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法。
背景技術(shù)：
背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池結(jié)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)室エ藝制作非常復(fù)雜，繁瑣，生產(chǎn)成本很高，直到目前為止，世界范圍內(nèi)尚未應(yīng)用到大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)中。要實(shí)現(xiàn)背表面鈍化區(qū)域接觸，實(shí)驗(yàn)室エ藝中采取的是光刻方法或者激光燒融的方法。其中光刻法エ藝過程復(fù)雜，成本高，一般用于半導(dǎo)體行業(yè)中；激光燒融的方法對激光和背面電場要求很高，實(shí)際大規(guī)模生產(chǎn)中可能造成成品率低，激光燒融形成背表面接觸在最后一歩，對電池前面エ藝有要求，造成前面エ藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。エ業(yè)化量產(chǎn)方面，有進(jìn)行腐蝕漿料和激光去掉部分背面介質(zhì)層的技術(shù)提出，目前處于企業(yè)實(shí)驗(yàn)室階段，存在問題為設(shè)備昂貴，去除較厚介質(zhì)層エ藝穩(wěn)定性不好。目前，提供一種適合于大規(guī)模生產(chǎn)、具有較低成本和較高轉(zhuǎn)換效率的背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法是本技術(shù)領(lǐng)域的追求。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適合于大規(guī)模生產(chǎn)、具有較低成本和較高轉(zhuǎn)換效率的背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法。技術(shù)方案本發(fā)明方法在常規(guī)晶體硅太陽電池制備エ藝的基礎(chǔ)上，增加了對電池背表面進(jìn)行鈍化步驟和印刷兩種漿料的步驟，實(shí)現(xiàn)制備效率較高的背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池。本發(fā)明背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法，包括對硅片磷擴(kuò)散形成PN結(jié)、去除硅片邊緣和背結(jié)、對硅片正面鍍減反膜；其特征在于，還包括如下步驟
(1)對娃片背表面鍍鈍化層；` (2)在硅片背表面印刷兩種漿料，ー種為實(shí)現(xiàn)背面局部歐姆接觸的漿料，ー種為實(shí)現(xiàn)背面電場漿料；
(3)絲網(wǎng)印刷硅片正面電極、背面電極、背面電場，燒結(jié)形成歐姆接觸。本發(fā)明所述的對硅片背表面鍍鈍化層，為鍍單層鈍化層或多層鈍化層。所述鈍化層為氧化硅薄膜、氮化硅薄膜或者氧化鋁薄膜。硅片正面鍍減反膜為氮化硅薄膜、氧化硅薄膜或氧化鋁薄膜中的任意一層或多層，，背表面鈍化層為氧化硅薄膜、氮化硅薄膜或者氧化鋁薄膜，其作用是，對于電池背表面起到很好的鈍化作用，可以提高電池背面內(nèi)反射，使得背表面復(fù)合速率大大降低，增加長波段光的有效利用。本發(fā)明所述背電場區(qū)域接觸的接觸方式為適用于低成本高效率產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)接觸方式，優(yōu)選線性接觸方式或者點(diǎn)接觸方式。所述線性接觸方式中，接觸線為直線或者曲線，接觸線在硅片內(nèi)為連續(xù)線或者間斷性曲線，線與硅片的角度為0 90°。所述點(diǎn)接觸方式中，接觸點(diǎn)為點(diǎn)的矩陣排列，為三角形、正方形或菱形排列方式。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是
1、本發(fā)明相對比目前普通エ業(yè)化電池，進(jìn)行了背表面的鈍化處理，可以大幅降低背表面的復(fù)合速率，使得開路電壓和短路電流得到提升，通過合適的背表面圖形設(shè)計(jì)，可以滿足背電場和晶體硅襯底的歐姆接觸，同時(shí)又滿足背場收集光生載流子的要求，獲得和普通電池一致的串聯(lián)電阻，填充因子滿足要求，從而最終使得電池光電轉(zhuǎn)換效率得到有效的提聞;
2、本發(fā)明通過在硅片背表面印刷兩種漿料，印刷漿料的方式為目前エ業(yè)化生產(chǎn)晶體硅太陽能電池的方法，設(shè)備穩(wěn)定，維護(hù)方便，價(jià)格低；エ藝上成熟，可控性好，エ藝穩(wěn)定，產(chǎn)量大，可以大規(guī)模在エ業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用。這種方法，相比于光刻法和激光燒結(jié)方法，腐蝕漿料和激光去除介質(zhì)層的方法，可以節(jié)省時(shí)間和成本，整個(gè)生產(chǎn)過程的エ序流程更短。


圖1為本發(fā)明方法制備的背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I為SiNx ；2為SiO2 ；3為SiNx ；4為SiO2或者氧化鋁；5為穿透漿料；6為背面電場漿料。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。實(shí)施例本發(fā)明背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，硅片背表面鍍鈍化采用氮化硅薄膜和氧化硅薄膜(或氧化鋁薄膜)，然后在硅片背表面印刷兩種漿料，絲網(wǎng)印刷漿料進(jìn)行形成背面局部歐姆接觸，然后再進(jìn)行絲網(wǎng)印刷漿料制備背面電場，具體エ藝工程如 下
1、硅片化學(xué)清洗，化學(xué)腐蝕方法制備絨面結(jié)構(gòu)，進(jìn)行擴(kuò)散前清洗；
2、對娃片進(jìn)行磷擴(kuò)散,形成PN結(jié)；
3、去除硅片的邊緣和背結(jié)。對于背表面鈍化和背電場區(qū)域接觸的方式來說，擴(kuò)散形成的背結(jié)需要去除；
4、對硅片正面鍍減反膜，采用PECVD(等離子體增強(qiáng)型淀積)或者PVD (物理氣相沉積)沉積氮化硅薄膜和氧化硅薄膜來實(shí)現(xiàn)；
5、對硅片背表面進(jìn)行鍍鈍化層，采用PECVD、APCVD(常壓化學(xué)氣相淀積)、PVD或者ALD(原子層沉積)的方式鍍鈍化層——氮化硅薄膜和氧化硅薄膜(或氧化鋁薄膜)；
6、在硅片背表面的鈍化層上分別印刷能在燒結(jié)后穿透介質(zhì)層形成局部歐姆接觸的穿透漿料和實(shí)現(xiàn)背面電場的背面電場漿料，穿透漿料為鋁漿或銀鋁漿，通過燒結(jié)エ藝穿透硅片背面介質(zhì)層，與襯底硅和鋁背場形成歐姆接觸；，背面電場漿料為鋁漿，在硅片背表面形成背電場局部接觸。利用印刷漿料進(jìn)行背表面鈍化層局部接觸，エ藝成熟，可控性好，エ藝穩(wěn)定，產(chǎn)量大，可以大規(guī)模商業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用；
7、絲網(wǎng)印刷硅片正面電極、背面電極、背面電場，燒結(jié)形成歐姆接觸；
8、測試分檔。如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化 。
權(quán)利要求
1.ー種背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法，包括對硅片磷擴(kuò)散形成PN結(jié)、去除硅片邊緣和背結(jié)、對硅片正面鍍減反膜；其特征在于，還包括如下步驟 (1)對娃片背表面鍍鈍化層； (2)在硅片背表面印刷兩種漿料，ー種為實(shí)現(xiàn)背面局部歐姆接觸的穿透漿料，一種為實(shí)現(xiàn)背面電場的背面電場漿料； (3)絲網(wǎng)印刷硅片正面電極、背面電極、背面電場，燒結(jié)形成歐姆接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于所述穿透漿料為鋁漿或銀鋁漿，通過燒結(jié)エ藝穿透硅片背面介質(zhì)層，與襯底硅和鋁背場形成歐姆接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于所述背面電場漿料為鋁漿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于所述的對硅片背表面鍍鈍化層，為鍍單層鈍化層或多層鈍化層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于所述鈍化層為氧化硅薄膜、氮化硅薄膜或者氧化鋁薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于所述的對硅片正面鍍減反膜，為氮化硅薄膜、氧化硅薄膜或氧化鋁薄膜中的任意ー層或多層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于所述背電場區(qū)域接觸，其接觸方式為線性接觸方式或者點(diǎn)接觸方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于所述線性接觸方式中，接觸線為直線或者曲線，接觸線在硅片內(nèi)為連續(xù)線或者間斷性曲線，線與硅片的角度為O 90°。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于所述點(diǎn)接觸方式中，接觸點(diǎn)為點(diǎn)的矩陣排列，為三角形、正方形或菱形排列方式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種背電場區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法，包括對硅片磷擴(kuò)散形成PN結(jié)、去除硅片邊緣和背結(jié)、對硅片正面鍍減反膜；其特征在于，還包括如下步驟(1)對硅片背表面鍍鈍化層；(2)在硅片背表面印刷兩種漿料，一種為實(shí)現(xiàn)背面局部歐姆接觸的漿料，一種為實(shí)現(xiàn)背面電場漿料；(3)絲網(wǎng)印刷硅片正面電極、背面電極、背面電場，燒結(jié)形成歐姆接觸。本發(fā)明通過在硅片背表面印刷兩種漿料，設(shè)備穩(wěn)定，維護(hù)方便，價(jià)格低，可以大規(guī)模在工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用。這種方法，相比于光刻法和激光燒結(jié)方法，腐蝕漿料和激光去除介質(zhì)層的方法，可以節(jié)省時(shí)間和成本，整個(gè)生產(chǎn)過程的工序流程更短。
文檔編號H01L31/18GK103066158SQ20131000919
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者時(shí)寶, 宣榮衛(wèi), 郭樹恒, 賀亞妮, 呂俊 申請人:中電電氣(南京)光伏有限公司