专利名称：一种晶体硅太阳能电池刻槽埋栅的方法
技术领域：
本发明涉及一种晶体硅太阳能电池刻槽埋栅的方法。
背景技术：
'光伏发电是太阳能利用中很重要的一个领域，国内大部分现有的单晶量
产的效率在17%—18% ，寻求新技术，新材料，新工艺，提高电池转换效率，降低成本是当前很迫切的一个任务。刻槽埋栅电极单晶硅太阳电池因其埋栅电极的独特结构，电池的制作工艺省去了复杂的光刻，使整个电池制作工艺大大简化；埋栅不仅减小了电极阴影面积，还可减小欧姆接触电阻，是一种可实现产业化的高效电池技术。
目前已有的刻槽埋栅的方法有两种，机械刻槽和激光刻槽。机械刻槽是采用金刚石刀具刻划出沟槽，其优点是刻出的槽高宽比大，基本不存在横向过刻的问题。缺点是刻槽会给硅片带来损伤，造成缺陷，影响电池片效率；破片率高；只能单片刻槽，不能批量加工，产量低；刻槽后必须再清洗去除损伤；机器精度要求高，成本高，目前国内进行此类加工的设备必须依靠进口。激光刻槽是通过激光在硅片表面移动来刻槽，调解激光功率及时间来控制刻槽深度，其优点是刻出的槽高宽比大，基本不存在横向过刻的问题。缺点是刻槽会给硅片带来损伤，造成缺陷，影响电池片效率；只能单片刻槽，速度慢，不能批量加工，产量低；刻槽后必须再清洗去除损伤；对激光精度要求高，设备较贵。发明内容本发明要解决的技术问题是为了克服机械刻槽和激光刻槽容易导
致硅片损伤，造成缺陷，且产量低，设备要求高，成本高等问题，提供一种晶体硅太阳能电池刻槽埋栅的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种晶体硅太阳能电池刻槽埋栅的方法，其特征是具有如下步骤在硅片的正面沉积一层氮化硅掩膜层；把氮化硅刻蚀浆料印刷在硅片上所需要刻槽的电极部位，烘干刻蚀浆料，腐蚀掉该需要刻槽的电极部位对应的氮化硅膜；把腐蚀后的硅片放入盛有碱溶液的容器中进行刻槽，即通过使碱溶液与需要刻槽部位的硅片发生化学反应，从而去除生成物来完成对硅片刻槽的目的；对刻槽后的硅片用去离子水清洗，再经过干燥后完成刻槽。
所述的硅片是P型或N型单晶硅，硅片的电阻率为0.2 30Qcm，在沉积
氮化硅前，硅片要经过常规的表面清洗及表面织构化处理。
采用PECVD工艺在硅片正面沉积氮化硅，沉积时的温度为200~400°C，沉积的氮化硅膜厚度为50~300nm。采用PECVD工艺即化学气相沉积法，沉积速度快，成膜质量好，不易龟裂。
采用丝网印刷的方式把氮化硅刻蚀浆料印到硅片上需要刻槽的电极部位，氮化硅刻蚀浆料为含H3P04的络合物，印刷的细栅线宽度60~140um，在低温100 40(TC下烘干腐蚀浆料；用碱溶液对腐蚀后的硅片进行刻槽，槽的深度为5 30um，碱溶液是浓度为1%~20%的KOH溶液或浓度为1% 20%的NaOH溶液；在后续电池电极制作中选用丝网印刷的方法印刷电极。
采用丝网印刷的方式把氮化硅刻蚀浆料印到硅片上需要刻槽的电极部位，氮化硅刻蚀浆料为含H3P04的络合物，印刷的细栅线宽度20 140um，在低温100 40(TC下烘干腐蚀浆料；用碱溶液对腐蚀后的硅片进行刻槽，槽的深度为5 60urn，碱溶液是浓度为1% 20%的KOH溶液或浓度为1%~20%的NaOH溶液；在后续电池电极制作中选用自对准电镀的方法沉积电极。
本发明的有益效果是采用该方法刻槽不会给硅片造成损伤和缺陷，破片率低；操作方便，可以大批量同时刻槽，产出率高；大范围的槽高和槽宽使得后续电极制作中丝网印刷或自对准电镀都成为可能；设备简单，成本低。
具体实施例方式
一种晶体硅太阳能电池刻槽埋栅的方法，其特征是具有如下步骤-在硅片的正面沉积一层氮化硅掩膜层；把氮化硅刻蚀浆料印刷在硅片上所需要刻槽的电极部位，烘干刻蚀浆料，腐蚀掉该需要刻槽的电极部位对应的氮化硅膜；把腐蚀后的硅片放入盛有碱溶液的容器中进行刻槽，即通过使碱溶液与需要刻槽部位的硅片发生化学反应，从而去除生成物来完成对硅片刻槽的目的；对刻槽后的硅片用去离子水清洗，再经过干燥后完成刻槽。
实施例1:
选择P型单晶硅片，晶面(100)，掺杂浓度0.5Qcm。切片后的硅片经过常规清洗工艺，进行表面制绒，以便去除硅表面的机械损伤层，清除表面油污和金属杂质，形成起伏不平的绒面，增加硅片对太阳光的吸收。在低温35(TC下，采用PECVD工艺即化学气相沉积法在硅片正面沉积70nm的氮化硅，反应气体为SiH4， NH3。通过丝网印刷的方法把刻蚀浆料印刷到硅片正表面电极部位，刻蚀浆料为含有貼04的络合物，在低温烘干条件30(TC下腐蚀掉氮化硅，印刷的细栅线的宽度为50 140um。将腐蚀后的硅片浸入浓度为2%的K0H溶液20分钟，碱溶液加热到6(TC，让溶液循环流动或者搅动以使反应更充分，带走反应生成的气泡。刻蚀槽的深渡6 10um，刻槽完成后利用去离子水将硅片清洗表面残留的杂质及碱液，然后烘干。
之后进行扩散等后续电池的其他工艺，这里槽较宽，对正电极的制作工艺选择丝网印刷的方法，在保证印刷质量的情况下可以降低成本。
实施例2:
选择N型单晶硅片，晶面(100)，掺杂浓度10Qcm。切片后的硅片经过常规清洗工艺，进行表面制绒，以便去除硅表面的机械损伤层，清除表面油污和金属杂质，形成起伏不平的绒面，增加硅片对太阳光的吸收。在低温350'C下，采用PECVD工艺即化学气相沉积法在硅片正背面沉积150~200nm的氮化硅，反应气体为SiH4， NH3。通过丝网印刷的方法把刻蚀浆料印刷到硅片正表面电极部位，刻蚀浆料为含有H3P04的络合物，在低温烘干条件35(TC下腐蚀掉氮化硅，印刷的细栅线的宽度为20 50um。将腐蚀后的硅片浸入浓度为10%的KOH溶液30~50分钟，碱溶液加热到7CTC，让溶液循环流动或者搅动以使反应更充分，带走反应生成的气泡。刻蚀槽的深渡30 40um，刻槽完成后利用去离子水将硅片清洗表面残留的杂质及碱液，然后烘干。
之后进行扩散等后续电池的其他工艺，这里槽较窄，对正电极的制作工艺选择自对准电镀的方法，可以形成很好的沉积质量，电池遮光面积小，转换效率高。
权利要求
1.一种晶体硅太阳能电池刻槽埋栅的方法，其特征是具有如下步骤(1)在硅片的正面沉积一层氮化硅掩膜层；(2)把氮化硅刻蚀浆料印刷在硅片上所需要刻槽的电极部位，烘干刻蚀浆料，腐蚀掉该需要刻槽的电极部位对应的氮化硅膜；(3)把腐蚀后的硅片放入盛有碱溶液的容器中进行刻槽，即通过使碱溶液与需要刻槽部位的硅片发生化学反应，从而去除生成物来完成对硅片刻槽的目的；(4)对刻槽后的硅片用去离子水清洗，再经过干燥后完成刻槽。
2. 根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池刻槽埋栅的方法，其特征 是所述的硅片是P型或N型单晶硅，硅片的电阻率为0.2 30Qcm，在沉积氮 化硅前，硅片要经过常规的表面清洗及表面织构化处理。
3. 根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池刻槽埋栅的方法，其特征 是采用PECVD工艺在硅片正面沉积氮化硅，沉积时的温度为200 400'C，沉积 的氮化硅膜厚度为50 300nm。
4. 根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池刻槽埋栅的方法，其特征 是采用丝网印刷的方式把氮化硅刻蚀浆料印到硅片上需要刻槽的电极部位， 氮化硅刻蚀衆料为含H3P04的络合物，印刷的细栅线宽度60~140um，在低温100 400'C下烘干腐蚀浆料；用碱溶液对腐蚀后的硅片进行刻槽，槽的深度为 5 30um，碱溶液是浓度为1% 20%的KOH溶液或浓度为1%~20%的NaOH溶液。
5. 根据权利要求4所述的一种晶体硅太阳能电池刻槽埋栅的方法，其特征 是在后续电池电极制作中选用丝网印刷的方法印刷电极。
6. 根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池刻槽埋栅的方法，其特征 是采用丝网印刷的方式把氮化硅刻蚀浆料印到硅片上需要刻槽的电极部位， 氮化硅刻蚀浆料为含H3P04的络合物，印刷的细栅线宽度20 140um，在低温100 40(TC下烘干腐蚀浆料；用碱溶液对腐蚀后的硅片进行刻槽，槽的深度为 5 60um，碱溶液是浓度为1%~20%的KOH溶液或浓度为1%~20%的NaOH溶液。
7.根据权利要求6所述的一种晶体硅太阳能电池刻槽埋栅的方法，其特征 是在后续电池电极制作中选用自对准电镀的方法沉积电极。
全文摘要
本发明涉及一种晶体硅太阳能电池刻槽埋栅的方法。它具有如下步骤在硅片的正面沉积一层氮化硅掩膜层；把氮化硅刻蚀浆料印刷在硅片上所需要刻槽的电极部位，烘干刻蚀浆料，腐蚀掉该部位对应的氮化硅膜；把腐蚀后的硅片放入盛有碱溶液的容器中进行刻槽，即通过使碱溶液与需要刻槽部位的硅片发生化学反应，从而去除生成物来完成对硅片刻槽的目的；对刻槽后的硅片用去离子水清洗，再经过干燥后完成刻槽。采用该方法刻槽不会给硅片造成损伤和缺陷，破片率低；操作方便，可以大批量同时刻槽，产出率高；大范围的槽高和槽宽使得后续电极制作中丝网印刷或自对准电镀都成为可能；设备简单，成本低。
文档编号H01L31/18GK101582467SQ200910029710
公开日2009年11月18日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者刘亚锋, 邓伟伟 申请人:常州天合光能有限公司