专利名称：低欧姆接触的背接触电池的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种光伏电池，尤其涉及低欧姆接触的背接触电池的制造方法。
背景技术：
目前，光伏发电成本和火电成本相比，成本过高是制约光伏发电大规模应用的主 要障碍。开发新一代高率低成本太阳电池，使其发电成本接近或等于火电成本，对于解决目 前能源短缺与环境污染的问题，实现国民经济和社会可持续发展具有重大的现实和长远意 义。目前硅片质量逐渐提高，常规电池的效率为17. 5 18. 2%，在大多工厂中可以实 现。SE电池比较容易得到广大技术人员重视的一种工艺，与常规电池工艺相比较，转换效率 只能提高0.5%，与常规工艺相比工艺较复杂，生产成本较高，推广应用比较困难。背接触电 池，目前规模化生产的最高效率为22. 3%，是最有前途，能够推广应用的一种生产技术。但 是背接触电池的接触电阻比较高，影响了转换效率。
发明内容
发明目的本发明的目的在于提供一种低欧姆接触的背接触电池的制造方法，采 用该方法制造出的背接触电池，接触电阻低提高了电池的转换效率，且生产工艺简单、成本 低，便于推广使用。技术方案为了实现上述发明目的，本发明采用的技术解决方案为一种低欧姆接触的背接触电池的制造方法，依次包括步骤硅片测试检验、硅片预 清洗、去除损伤层、单面沉积SiN层、单面制作小绒面、在SiN膜侧丝网印刷掩蔽膜、在SiN 膜侧刻蚀N+层窗口、正面背面同时扩散N+层并形成磷硅玻璃阻挡层、去除SiN层、P+层 扩散并形成钝化SiO2层薄膜、丝网印刷引线孔掩蔽膜、刻蚀引线孔同时去除正面的磷硅玻 璃和SiO2层、蒸镀钛薄膜、正面沉积SiN层、丝网印刷正负电极、正负电极烘干烧结、测试分 选、入库。在SiN膜侧丝网印刷掩蔽膜、正面背面同时扩散N+层并形成磷硅玻璃阻挡层、P+ 层扩散并形成钝化SiO2层薄膜、丝网印刷引线孔掩蔽膜、丝网印刷正负电极，这些步骤都需 要光学对准，在硅片的对角线上，靠近硅片的边缘位置，都制作同样的尺寸，同样间距的光 学对准图形。蒸镀钛薄膜的工艺条件为真空蒸镀为5 X IO-5Torr,钛薄膜厚度为0. 5 lum，掩 蔽膜板与电池片的光学对准图形误差为士20um，蒸镀时间为10 20SEC。烘干烧结温度为500 800°C。背接触电池的正负极都采用丝网印刷工艺，丝网印刷工艺效率高，在形成正负 电极的工艺中成本低。每一种浆料都有自己的一个最佳烧结工艺，而且工艺规范要求 比较严格。正面浆料通常是由银粉，溶剂和玻璃料三部分组成，在烧结过程中，溶剂首 先先挥发，然后玻璃粉融化，并穿透SiN，硅与金属氧化物发生反应I^bO+Si — Pb+Si02 ；Ag20+Si - Ag+Si02, Ag和被融化的Si同时融入玻璃料中，在烧结过程中，通过氧化还原反 应，被还原出1 是液态，当液态1 与Ag相遇，根据I^b-Ag熔体，腐蚀硅的[100]晶面，在 Ag-Si相图中，形成合金的最低温度为830°C，其比例为Ag Si = 14. 5 85. 5，则Ag和Si 形成混合相，可以在830°C形成固态合金，玻璃料的作用是形成一种Ag和1 的混合态，以使 其合金含量下降，使得银在低于830°C的温度下，产生溶解，在冷却时，玻璃料中多余的Si， 外延生长在硅衬底上，Ag的晶粒则在Si的表面随机生长，正面浆料经过正确的烧结工艺， 形成的导电机理大体上有三个通路第一个通路，Ag颗粒和栅线直接接触；第二个通路，通 过玻璃层的隧道效应；第三个通路，通过沉积在玻璃层中的金属颗粒的多重隧道效应。因 此，具有较低软化的玻璃料，软化后溶解的银多，形成的玻璃层较厚，造成接触电阻高，具有 较高软化的玻璃料，溶解的Ag较少，但Ag与Si之间形成的玻璃层较薄，形成的欧姆接触电 阻低。玻璃料是一种绝缘体，玻璃层太厚，其接触电阻急剧增加，银硅接触时，其接触电阻 与硅表面的参杂浓度密切相关，硅的参杂浓度越高，接触电阻越低，为了提高电池的短波响 应，总是要降低硅表面的掺杂浓度，随之接触电阻增大，填充因子降低，电池的输出功率下 降，经验数据表明，当硅表面的掺杂浓度为35 55 Ω / □时，银浆料通过合理的烧结工艺， 其接触电阻范围为3 IOm Ω. cm2，如果掺杂浓度为100 Ω / □时，在硅的表面蒸镀一层钛薄 膜，经过合理的烧结温度处理，电极与硅的接触电阻范围为0. 1 0. an Ω. cm2，两者接触电 阻相差30到100倍。蒸镀钛薄膜325目的丝网，丝直径为23um，目前最细栅线设计约90um，已经是普 通采用的工艺水平。背接触电极的引线孔为Φ300ιιπι，印刷后最小尺寸能够保证Φ250ιιπι， 在电性能方面是可以保证的。有益效果本发明与现有技术相比，其有益效果是1、蒸镀一层钛薄膜降低了被接触电池的接触电阻，提高了电池的转换效率；2、钛膜太薄可焊性和导电性都较差，其后再印刷正负电极，保证在大电流条件下 工作，且可焊性能良好；3、各个步骤采用常规工艺，便于实施，生产成本低，有利于背接触电池的推广应用。
具体实施例方式通过实施例，对本发明的技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限 于所述实施例。一种低欧姆接触的背接触电池的制造方法，依次包括步骤硅片测试检验、硅片预 清洗、去除损伤层、单面沉积SiN层、单面制作小绒面、在SiN膜侧丝网印刷掩蔽膜、在SiN 膜侧刻蚀N+层窗口、正面背面同时扩散N+层并形成磷硅玻璃阻挡层、去除SiN层、P+层 扩散并形成钝化SiO2层薄膜、丝网印刷引线孔掩蔽膜、刻蚀引线孔同时去除正面的磷硅玻 璃和SiO2层、蒸镀钛薄膜、正面沉积SiN层、丝网印刷正负电极、正负电极烘干烧结、测试分 选、入库。在SiN膜侧丝网印刷掩蔽膜、正面背面同时扩散N+层并形成磷硅玻璃阻挡层、P+ 层扩散并形成钝化SiO2层薄膜、丝网印刷引线孔掩蔽膜、丝网印刷正负电极，这些步骤都需 要光学对准，在硅片的对角线上，靠近硅片的边缘位置，都制作同样的尺寸，同样间距的光学对准图形。蒸镀钛薄膜的工艺条件为真空蒸镀为5X 10_5Torr，钛薄膜厚度为0. 5 lum，掩 蔽膜板与电池片的光学对准图形误差为士20um，蒸镀时间为10 20SEC。烘干烧结的烧结温度为500 800°C。
权利要求
1.一种低欧姆接触的背接触电池的制造方法，其特征在于依次包括步骤硅片测试检 验、硅片预清洗、去除损伤层、单面沉积SiN层、单面制作小绒面、在SiN膜侧丝网印刷掩蔽 膜、在SiN膜侧刻蚀N+层窗口、正面背面同时扩散N+层并形成磷硅玻璃阻挡层、去除SiN 层、P+层扩散并形成钝化Si02层薄膜、丝网印刷引线孔掩蔽膜、刻蚀引线孔同时去除正面 的磷硅玻璃和Si02层、蒸镀钛薄膜、正面沉积SiN层、丝网印刷正负电极、正负电极烘干烧 结、测试分选、入库。
2.根据权利要求1所述的低欧姆接触的背接触电池的制造方法，其特征在于在SIN 膜侧丝网印刷掩蔽膜、正面背面同时扩散N+层并形成磷硅玻璃阻挡层、P+层扩散并形成钝 化SI02层薄膜、丝网印刷引线孔掩蔽膜、丝网印刷正负电极，这些步骤都需要光学对准，在 硅片的对角线上，靠近硅片的边缘位置，都制作同样的尺寸，同样间距的光学对准图形。
3.根据权利2所述的低欧姆接触的背接触电池的制造方法，其特征在于蒸镀钛薄膜 的工艺条件为真空蒸镀为5 X 10_5Torr，钛薄膜厚度为0. 5 lum，掩蔽膜板与电池片的光 学对准图形误差为士20um，蒸镀时间为10 20SEC。
4.根据权利1所述的低欧姆接触的背接触电池的制造方法，其特征在于正负电极烘 干烧结的烧结温度为500 800°C。
全文摘要
本发明公开了一种低欧姆接触的背接触电池的制造方法，依次包括步骤硅片测试检验、硅片预清洗、去除损伤层、单面沉积SiN层、单面制作小绒面、在SiN膜侧丝网印刷掩蔽膜、在SiN膜侧刻蚀N+层窗口、正面背面同时扩散N+层并形成磷硅玻璃阻挡层、去除SiN层、P+层扩散并形成钝化SiO2层薄膜、丝网印刷引线孔掩蔽膜、刻蚀引线孔同时去除正面的磷硅玻璃和SiO2层、蒸镀钛薄膜、正面沉积SiN层、丝网印刷正负电极、正负电极烘干烧结、测试分选、入库。采用该方法制造的被接触电池，蒸镀一层钛薄膜降低了被接触电池的接触电阻，提高了电池的转换效率，各个步骤采用常规工艺，便于实施，生产成本低，有利于背接触电池的推广应用。
文档编号H01L31/0224GK102148291SQ20111006673
公开日2011年8月10日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者刘红成, 姜红燕, 张勇, 李忠, 王玉亭 申请人:保定天威集团有限公司, 天威新能源(扬州)有限公司