专利名称：激光隔离高效晶体硅太阳电池的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳电池制作领域，是一种崭新的PN隔离技术，使用激光隔离代替传统的湿法刻蚀技术，是太阳电池生产技术的革新。
背景技术：
在太阳电池生产工艺过程中，需要经过扩散POCl3制作PN结，扩散过程中，太阳电池的正面发射极通过边缘PN结与背面电场导通，需要隔离边缘PN结。传统的激光隔离在丝网印刷之后完成，容易造成粉尘污染和激光对准偏移；现在大部分厂家生产过程中使用的PN隔离技术为湿法刻蚀，是通过化学药液腐蚀达到PN隔离的效果，刻蚀边缘一般离硅片的边缘为广2_，容易导致边缘刻蚀不完全和损失过多的正面受光面积等问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种激光隔离高效晶体硅太阳电池的生产工艺，替代了传统的太阳电池生产过程中的湿法刻蚀工艺和传统的激光PN隔离工艺，完全可以满足太阳电池生产过程中去除边缘PN结的工艺需求。本发明采取的技术方案为激光隔离高效晶体硅太阳电池的生产工艺，包括步骤如下先制绒、扩散，再用光纤激光对扩散后的硅片表面进行划线刻槽实现PN隔离，然后清洗去除机械损伤层和扩散遗留的PSG (磷硅玻璃)，再沉积氮化硅，然后丝网印刷烧结。所述的光纤激光使用波长为1064nm、频率为IOKHz的光纤激光器，以10(Tl40mm/S的刻线速率围绕扩散后的硅片进行边缘刻槽，刻槽的位置离硅片的边缘距离为O. 5_，刻槽的深度为15 20 μ。所述的清洗使用质量浓度为99Tll%的氢氟酸。所述的沉积氮化硅的工艺条件沉积过程中的压强为1500Mtor，腔内的中心温度为450°，氮化硅膜为双层膜，分两步完成第一层的NH3流量为6. 320slm, SiH4的流量为1405sccm ;第二层的 NH3 流量为 7. 292slm, SiH4 的流量为 483sccm。所述的丝网烧结的设备采用传统的Despatch烧结炉，烧结的实际峰值温度为723° 725°，峰值温度烧结的时间为I. 8 2.2S，烧结时间主要取决于烧结炉传送履带的速度。激光隔离的位置在太阳电池的正面，刻槽的位置离硅片的边缘距离为O. 5mm,与传统的湿法刻蚀相比，受光面积增加304mm2以上，光电转换效率提升O. 22%以上。本发明通过改变传统的激光PN隔离工艺流程，将激光隔离PN的工艺在扩散之后完成，可以精确控制刻蚀边缘，完全摆脱湿法刻蚀和传统的激光刻蚀工艺的缺陷，提高太阳电池的光电转换效率和产品的合格率。
图I为本发明的工艺流程图；图2为目前大部分厂家生产太阳电池的工艺流程；图3为传统激光PN隔离技术工艺流程。
具体实施例方式
实施例I激光隔离高效晶体硅太阳电池的生产工艺，使用激光隔离扩散过程中形成的边缘PN结，激光隔离在扩散之后、后清洗之前完成，可以有效去除激光隔离产生表面碎屑和机械损伤层，减少少子复合中心。整个工艺流程如图I所示，具体步骤为前清洗制绒一扩散一激光PN隔离一后清洗去除PSG和机械损伤层一PECVD沉积氮化硅膜一丝网印刷烧结一测试分选。激光划线的速率为120mm/s，深度为15 μ，刻槽划线的位置离边缘仅有O. 5mm，正因为此，太阳电池的正面受光面积将增加304mm2以上，光电转换效率提高O. 22%。然后通过后清洗，清洗使用质量浓度为9%的氢氟酸，去除激光刻槽过程中产生的机械碎屑和机械损伤，同时去除硅片表面的PSG，减少复合中心。沉积氮化硅的工艺条件沉积过程中的压强为1500Mtor，腔内的中心温度为450°，氮化硅膜为双层膜，分两步完成第一层的NH3流量为6. 320slm, SiH4的流量为1405sccm ;第二层的NH3流量为I. 292slm, SiH4的流量为483sccm0丝网烧结的实际峰值温度为723 725°，峰值温度烧结的时间为I. 8^2. OS。最后，将丝网印刷的网版图形面积扩大O. 5mm,以便收集因正面受光面积增加产生的少子，提高少子的收集率。本发明工艺与传统的湿法刻蚀技术制得产品相比，电学性能如下
权利要求
1.激光隔离高效晶体硅太阳电池的生产工艺，其特征是，包括步骤如下制绒、扩散，用光纤激光对扩散后的硅片表面进行划线刻槽实现PN隔离，清洗去除机械损伤层和扩散遗留的磷硅玻璃，沉积氮化硅，然后丝网印刷烧结。
2.根据权利要求I所述的激光隔离高效晶体硅太阳电池的生产工艺，其特征是，所述的光纤激光使用波长为1064nm、频率为IOKHz的光纤激光器。
3.根据权利要求I所述的激光隔离高效晶体硅太阳电池的生产工艺，其特征是，所述的光纤激光以10(Tl40mm/S的刻线速率围绕扩散后的硅片进行边缘刻槽，刻槽的位置离硅片的边缘距离为O. 5mm，刻槽的深度为15 20 μ。
4.根据权利要求I所述的激光隔离高效晶体硅太阳电池的生产工艺，其特征是，所述的清洗使用质量浓度为99Tll%的氢氟酸。
5.根据权利要求I所述的激光隔离高效晶体硅太阳电池的生产工艺，其特征是，所述的沉积氮化硅的工艺条件:压强为1500Mtor，腔内中心温度为450°，沉积的氮化硅膜由双层膜组成，第一层NH3的通量为6. 320slm、SiH4的通量为1405sCCm ;第二层NH3的通量为 7.292slm、SiH4 的通量为 483sccm。
6.根据权利要求I所述的激光隔离高效晶体硅太阳电池的生产工艺，其特征是，所述的丝网印刷烧结的峰值温度为723°，烧结区的实际烧结时间为I. 8^2. 2S。
全文摘要
本发明涉及一种激光隔离高效晶体硅太阳电池的生产工艺，包括步骤如下制绒、扩散，用光纤激光对扩散后的硅片表面进行划线刻槽实现PN隔离，清洗去除机械损伤层和扩散遗留的PSG，沉积氮化硅，然后丝网印刷烧结。本发明通过改变传统的激光PN隔离工艺流程，将激光隔离PN的工艺在扩散之后完成，可以精确控制刻蚀边缘，完全摆脱湿法刻蚀和传统的激光刻蚀工艺的缺陷，提高太阳电池的光电转换效率和产品的合格率。
文档编号B23K26/36GK102969401SQ20121052542
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者梁兴芳, 冯强, 王步峰 申请人:润峰电力有限公司