专利名称：一种太阳电池背面钝化层的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳电池背面钝化层的制备方法。
背景技术：
太阳电池，对于正面电极，考虑到遮光的影响，电极为指状的Ag电极，Ag电极分为主栅和细栅。在硅片的背面与主栅线对应的位置为背电极，剩余部分丝网印刷铝浆，铝在高温烧结时形成硅铝共晶，产生PP+高低结，阻止少数载流子向背面迁移，降低背表面复合速率。虽然背表面复合速率有一定程度的降低，但是铝和硅接触的表面依然是典型的高复合区域，复合速率在500cm/s以上。另外由于硅和铝的热膨胀系数不同，高温烧结后，电池片会弯曲，在制备组件时容易碎片。针对铝背场的上述缺陷，一般采用SiN、Si02、SiC、α-si 及其叠层结构来钝化背表面。然而，在背表面采用钝化层时，铝无法穿过钝化层与硅形成接触收集电流。为了在太阳电池背面实现金属和硅片的接触，收集电流，目前主要有以下四种方法1、激光开口法在硅基底上沉积钝化层，然后用激光在钝化层上开口，印刷铝浆，在开口处形成金属和半导体的接触，传导电流。2、腐蚀性浆料法用腐蚀性的浆料腐蚀钝化层，形成接触的窗口。3、激光烧结(LFC)法在背面沉积一层钝化层，印刷铝浆，然后用激光局部照射电池的背面，利用激光的热效应融化铝，熔融的铝穿过钝化层，与半导体形成接触。4、光刻法在钝化层上旋涂感光胶、曝光、显影后用化学药液腐蚀钝化层，丝网印刷铝浆，在化学腐蚀钝化层处铝与半导体形成接触。上述的几种太阳电池背面开口技术，尽管各自都有其优势，但也有难以克服的缺陷或者应用限制。激光开口技术和激光烧结技术，激光开口和激光烧结的过程中对激光器的选择比较严格，不同的激光光源、脉冲时间对钝化层的烧蚀和铝背场的烧结结果也不尽相同，一般皮秒激光器要优于纳秒激光器，但皮秒激光器的价格较高，设备的维护也比较复杂。并且涉及到激光的过程中还会对基片造成损伤，造成激光处理区域复合速率过大，同时热效应造成了硅片局部质量的退化。此外，激光烧结对背铝的要求较高，一般采用真空蒸镀的方法在背面钝化层上蒸镀铝膜，真空蒸镀铝膜的成本较高，并且很难实现对大面积硅片表面镀铝。腐蚀性浆料开口技术，受到丝网印刷线宽的限制，只能制备80μπι以上的开口 ； 光刻法的背面钝化太阳电池的制备工艺中采用光刻对背面钝化层开口，光刻法虽然能很精确的在背面钝化层上开口，但由于涉及到大量的湿法化学过程和光刻胶的涂覆过程，工艺过程比较复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳电池背面钝化层的制备方法。本发明的另一目的在于提供一种用于制备太阳电池背面钝化层的掩膜。本发明提供了一种太阳电池背面钝化层的制备方法它包括如下步骤(1)按照后期需要的背面电极的形状，制作掩膜；(2)将掩膜置于待钝化的太阳电池硅片背面，然后再采用常规钝化方法，在硅片背面沉积钝化层后，将硅片与掩膜分离即可。其中，所述掩膜，是由掩膜框和钢线组成，钢线按后期背面电极的形状附着于掩膜框上，即形成掩膜；所述掩膜框采用钢质材料，掩膜框的尺寸应大于太阳电池硅片。进一步优选地，所述钢线的线径为100 120 μ m。进一步地，钢线呈纵向或/和横向分布。本发明还提供了一种用于制备太阳电池背面钝化层的掩膜，它包括掩膜框和钢线，掩膜框呈矩形，钢线按后期背面电极的形状附着于掩膜框上。其中，所述钢线的线径为100 120 μ m。其中，钢线呈纵向或/和横向分布。其中，所述掩膜框采用钢质材料，掩膜框的尺寸应大于太阳电池硅片。采用本发明太阳电池背面钝化层的制备方法，形成钝化层后，后期所需印刷电极的部分未被钝化，可以直接印刷电极，无需再对硅片的钝化层进行开口处理，省去了激光开口、激光烧结等开口工艺。根据实验可知，采用该方法也使得最终制备得到的电池比传统电池效率提高了 3 %，与现有背面钝化电池相当。综上所述，采用本发明制备方法，省去了对钝化层的开口工艺，极大的节约了太阳能电池的生产成本，同时，经该钝化方法最终得到的太阳能电池，保证了较高的转化效率， 其效率与现有背面钝化电池相当。
图1掩膜的结构示意图；图2掩膜的结构示意图；图3掩膜的结构示意图；其中，1-掩膜框、2-钢线。
具体实施例方式实施例1用于制备太阳电池背面钝化层的掩膜如图1所示，用于制备太阳电池背面钝化层的掩膜，它包括掩膜框1和钢线2，掩膜框1呈矩形，钢线2按后期需要的背面电极的形状附着于掩膜框1上。所述钢线2的线径为100 120μπι。钢线2呈纵向或/和横向分布。所述掩膜框1采用钢质材料，掩膜框的尺寸应大于太阳电池硅片。实施例2本发明太阳电池背面钝化层的制备先按照实施例1的方式制备掩膜，其中，钢线的根数为100，线径为llOum。然后将掩膜紧贴于待镀膜的太阳电池硅片背面，采用ALD制备三氧化二铝钝化膜，镀膜完成后，将硅片与掩膜分开，即可。实施例3本发明太阳电池背面钝化层的制备先按照实施例1的方式制备掩膜，其中，钢线的根数为80，线径为120um。然后将掩膜紧贴于待镀膜的太阳电池硅片背面，采用PECVD制备三氧化二铝/氮化硅叠层钝化膜， 镀膜完成后，将硅片与掩膜分开，即可。本发明制备过程中，当电池片的大小变化时，钢线的线径不变，但是栅线的条数要根据电池片的大小进行等比例调整。采用本发明太阳电池背面钝化层的制备方法，形成的钝化层后，后期所需印刷电极的部分未被钝化，可以直接印刷电极，无需再对硅片的钝化层进行开口处理，省去了激光开口、激光烧结等开口工艺。根据实验可知，采用该方法也使得最终制备得到的电池比传统电池效率提高了 3 %，与现有背面钝化电池相当。同时，实验发现，仅仅当钢线的线径为100 120 μ m时，才能同时保证后期正常的电极印刷工序以及成品电池的高效率。综上所述，采用本发明制备方法，省去了对钝化层的开口工艺，极大的节约了太阳能电池的生产成本，同时，经该钝化方法最终得到的太阳能电池，保证了较高的转化效率， 其效率与现有背面钝化电池相当。
权利要求
1.一种太阳电池背面钝化层的制备方法，其特征在于它包括如下步骤(1)按照后期需要背面电极的形状，制作掩膜；(2)将掩膜置于待钝化的太阳电池硅片背面，然后再采用常规钝化方法，在硅片背面沉积钝化层后，将硅片与掩膜分离即可。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述掩膜，是由掩膜框和钢线组成， 钢线按后期背面电极的形状附着于掩膜框上，即形成掩膜；掩膜框采用钢质材料，掩膜框的尺寸大于太阳电池硅片。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于钢线的线径为100 120μ m。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于钢线呈纵向或/和横向分布。
5.一种用于制备太阳电池背面钝化层的掩膜，其特征在于它包括掩膜框和钢线，掩膜框呈矩形，钢线按后期背面电极的形状附着于掩膜框上。
6.根据权利要求5所述的掩膜，其特征在于所述钢线的线径为100 120um。
7.根据权利要求5或6所述的掩膜，其特征在于钢线呈纵向或/和横向分布。
8.根据权利要求5所述的掩膜，其特征在于所述掩膜框采用钢质材料，掩膜框的尺寸应大于太阳电池硅片。
全文摘要
本发明公开了一种太阳电池背面钝化层的制备方法，它包括如下步骤(1)按照后期需要的背面电极的形状，制作掩膜；(2)将掩膜置于待钝化的太阳电池硅片背面，然后再采用常规钝化方法，在硅片背面沉积钝化层后，将硅片与掩膜分离即可。采用本发明制备方法，省去了对钝化层的开口工艺，极大的节约了太阳能电池的生产成本，同时，经该钝化方法最终得到的太阳能电池，保证了较高的转化效率，其效率与现有背面钝化电池相当。
文档编号H01L31/18GK102394260SQ201110387789
公开日2012年3月28日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者刘林, 吴昕, 张凤鸣, 李丽, 盛雯婷, 许佳平, 路忠林 申请人:保定天威集团有限公司, 天威新能源控股有限公司