专利名称：一种太阳电池背面钝化层开口方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳电池背面钝化层开口方法。
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，铝无法穿钝化层的和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2、腐蚀性浆料法；3、激光烧结(LFC)法；4、光刻法。其中，腐蚀性浆料法，是用腐蚀性的浆料腐蚀钝化层，形成接触的窗口。该方法一直以来受到丝网印刷线宽的限制，只能制备80 μ m以上的开口，但目前已有研究人员对丝网印刷进行了改进，使得运用腐蚀性浆料开口也能得到40 μ m的开口。然而，该技术中，常用腐蚀性浆料的价格较高，如氟化铵，并且，丝网印刷腐蚀性浆料时，网板的寿命较低，会加快网板的更换速度，增加了不必要的生产成本；同时，丝网印刷腐蚀性浆料的开口的图形边缘不整齐，造成开口宽度不均勻，难以精确的设计开口宽度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、操作方便、且开口窄的太阳电池背面钝化层开口方法。本发明提供了一种太阳电池背面钝化层开口方法，它包括如下操作方法(1)先采用喷墨打印法将耐酸材料印刷在背面钝化层上无需开口的部分，得到附有耐酸掩膜的钝化层；(2)再用腐蚀性酸液清洗附有耐酸掩膜的钝化层，直至除去待开口部分的钝化层后，弃去钝化层上多余的腐蚀性酸液；(3)再用强碱溶液除去耐酸掩膜后，即得开口的钝化层。其中，步骤(1)中，所述耐酸材料为石蜡。其中，步骤O)中，所述腐蚀性酸液为能够溶解钝化层的酸溶液。进一步地，步骤⑵中，钝化层为Si02、SixNy或包含Si02、SixNy时，腐蚀性酸液为氢氟酸。进一步地，步骤O)中，钝化层为Al2O3或包含Al2O3时，腐蚀性酸液为盐酸。其中，步骤(3)中，所述强碱溶液为KOH或NaOH的水溶液。进一步地，所述强碱溶液中，KOH或NaOH的质量百分比为0. 5% _10%。
更进一步地，NaOH或KOH质量百分比为0.5% _7%。进一步地，步骤(3)中，还可以采用强碱溶液与二乙二醇丁醚的混合溶液除去耐
酸掩膜。更进一步地，所述混合溶液中，NaOH或KOH质量百分比为0. 5% _7%，二乙二醇丁醚的质量百分比为2% -12%。本发明采用目前常用的仪器设备进行开口，所得开口宽度与改进后的腐蚀性浆料开口技术相当，即在不更换设备的基础上就能达到较优的开口宽度，提高了旧设备的利用价值；同时，采用本发明开口技术，所用酸液及后期清洗溶液的价格低廉，且无需丝网印刷， 不会对设备造成损害，从而显著的降低了生产成本，具有十分良好的产业前景。
具体实施例方式实施例1太阳电池背面钝化层开口的方法在附有氮化硅钝化层的太阳电池背面，用石蜡在后续金属和硅接触的部分形成掩膜，形成掩膜的方法为喷墨打印法；再用氢氟酸清洗钝化层，待开口处钝化层除尽，弃去多余氢氟酸；最后用NaOH和去离子水(DI)的混合溶液清洗石蜡掩膜，NaOH的质量百分比为 0. 5%。 经实验发现，当混合溶液中NaOH或KOH的质量百分比低于0. 5 %时石蜡清洗不彻底，高于7%时对硅片表面有影响。因此，NaOH的质量百分比优选0.5% _7%。该方法中，采用喷墨打印石蜡掩膜，可以设计成任何形状，以便后期开口 ；由于无需开口部分覆盖有掩膜，因此，氢氟酸不会影响除开口部分以外的钝化层。同时，采用该方法制备得到的钝化层开口可到达40um。实施例2太阳电池背面钝化层开口的方法在附有二氧化硅钝化层的太阳电池背面，用石蜡在后续金属和硅接触的部分形成掩膜，形成掩膜的方法为喷墨打印法；再用氢氟酸清洗钝化层，待开口处钝化尽，弃去多余氢氟酸；最后用NaOH和DI的混合溶液清洗石蜡掩膜，NaOH的质量百分比为10%。实施例3太阳电池背面钝化层开口的方法在附有氮化硅钝化层的太阳电池背面，用石蜡在后续金属和硅接触的部分形成掩膜，形成掩膜的方法为喷墨打印法；再用氢氟酸清洗钝化层，待开口处钝化层除尽，弃去多余氢氟酸；最后用NaOH和DI的混合溶液清洗石蜡掩膜，NaOH的质量百分比为7%。实施例4太阳电池背面钝化层开口的方法在附有SiO2钝化层的太阳电池背面，用石蜡在后续金属和硅要接触的部分形成掩膜，形成掩膜的方法为喷墨打印法；再用氢氟酸清洗钝化层，待开口处钝化层除尽，弃去多余氢氟酸；最后用二乙二醇丁醚(BDG)、Κ0Η和去离子水(DI)的混合溶液清洗，除去石蜡，其中，KOH质量百分比为0.5%，二乙二醇丁醚的质量百分比为12%。实施例5太阳电池背面钝化层开口的方法在附有Al2O3钝化层的太阳电池背面，用石蜡在后续金属和半导体接触的部分形成掩膜，形成掩膜的方法为喷墨打印法；再用稀盐酸清洗钝化层，待开口处钝化层除尽，弃去多余盐酸；最后用BDG、NaOH和DI的混合溶液清洗，除去石蜡。混合溶液中，NaOH质量百分比为4%，二乙二醇丁醚的质量百分比为2%。
4
本发明采用目前常用的仪器设备进行开口，所得开口宽度与改进后的腐蚀性浆料开口技术相当，即在不更换设备的基础上就能达到较优的开口宽度，提高了旧设备的利用价值；同时，采用本发明开口技术，所用酸液及后期清洗溶液的价格低廉，且无需丝网印刷， 不会对设备造成损害，从而显著的降低了生产成本，具有十分良好的产业前景。
权利要求
1.一种太阳电池背面钝化层开口方法，其特征在于它包括如下操作方法(1)先采用喷墨打印法将耐酸材料印刷在背面钝化层上无需开口的部分，得到附有耐酸掩膜的钝化层；(2)再用腐蚀性酸液清洗附有耐酸掩膜的钝化层，直至除去待开口部分的钝化层后，弃去钝化层上多余的腐蚀性酸液；(3)再用强碱溶液除去耐酸掩膜后，即得开口的钝化层。
2.根据权利要求1所述的开口方法，其特征在于步骤(1)中，所述耐酸材料为石蜡。
3.根据权利要求1所述的开口方法，其特征在于步骤(2)中，所述腐蚀性酸液为能够溶解钝化层的酸溶液。
4.根据权利要求3所述的开口方法，其特征在于步骤(2)中，钝化层为Si02、SixNy或包含SiO2、SixNy时，腐蚀性酸液为氢氟酸。
5.根据权利要求3所述的开口方法，其特征在于步骤O)中，钝化层为Al2O3或包含 Al2O3时，腐蚀性酸液为盐酸。
6.根据权利要求1所述的开口方法，其特征在于步骤C3)中，所述强碱溶液为KOH或 NaOH的水溶液。
7.根据权利要求6所述的开口方法，其特征在于所述强碱溶液中，KOH或NaOH的质量百分比为0. 5% -10%。
8.根据权利要求7所述的开口方法，其特征在于NaOH或KOH质量百分比为 0. 5% -7%。
9.根据权利要求6-7任意一项所述的开口方法，其特征在于步骤C3)中，还可以采用强碱溶液与二乙二醇丁醚的混合溶液除去耐酸掩膜。
10.根据权利要求9所述的开口方法，其特征在于所述混合溶液中，NaOH或KOH质量百分比为0. 5% _7%，二乙二醇丁醚的质量百分比为2% -12%。
全文摘要
本发明公开了一种太阳电池背面钝化层开口方法。本发明采用目前常用的仪器设备进行开口，所得开口宽度与改进后的腐蚀性浆料开口技术相当，即在不更换设备的基础上就能达到较优的开口宽度，提高了旧设备的利用价值；同时，采用本发明开口技术，所用酸液及后期清洗溶液的价格低廉，且无需丝网印刷，不会对设备造成损害，从而显著的降低了生产成本，具有十分良好的产业前景。
文档编号H01L31/18GK102437242SQ20111039872
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者张凤鸣, 李丽, 盛雯婷, 许佳平, 赵丽燕, 路忠林, 陈先知 申请人:保定天威集团有限公司, 天威新能源控股有限公司