一种仿生双面受光太阳能电池的制作工艺的制作方法
【专利摘要】一种仿生双面受光晶硅太阳电池的制作工艺包括制绒，扩散，背面刻蚀，原子层沉积氧化铝，通氧退火，生长氮化硅，激光开膜，印刷，烧结等9个工序，原子层沉积的氧化铝薄膜用于钝化电池背面，热氧生成的氧化硅用于钝化电池正面，退火工艺同时完成了氧化铝薄膜的再构，正表面氧化层的形成以及发射结的进一步推进，背面采用铝栅线印刷代替传统的铝背场工艺，不仅增加了氧化铝的场钝化效果，提高了开路电压，而且背面叠层膜增加了长波光子在背面的反射，从而增加了晶硅电池的长波响应，另外，背面仿生树叶栅线结构有利于背面散射光子的收集，为双玻组件提供了优异的电池结构，同时美化了幕墙的室内环境。
【专利说明】一种仿生双面受光太阳能电池的制作工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种太阳能电池，具体涉及一种双面受光，并且光转化效率大幅提高 的仿生双面受光太阳能电池的制作工艺。
【背景技术】
[0002] 目前，晶硅太阳能电池一般是正面采用氮化硅薄膜减反射，背面采用铝背场钝化， 氮化硅薄膜起到降低反射率和发射极钝化的作用，由于氮化硅的成膜质量差，钝化效果不 佳；铝背场是在烧结过程中形成的P+层，可以反射少数载流子---电子，起到钝化作用，但 是铝背场的场强较弱，且对长波光子的反射较低，不利于进一步提高晶硅电池转换效率，另 一方面，目前的双面晶硅电池都是采用规整的栅线印刷，在双玻组件应用于光伏幕墙时，呆 板的栅线不利于室内环境的美化。
【发明内容】
[0003] 为解决上述缺陷本发明提供一种仿生双面受光太阳能电池，其双面电池背面采用 仿生的树叶图案进行印刷，背面不仅可以接收光子注入，并且对背面散射光子有良好的吸 收作用，而且美化了幕墙内部的环境，同时有效提高了电池的转化效率。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种仿生双面受光太阳能电池的制 作工艺，采用以下顺序工艺步骤： 步骤一，将晶硅硅片表面进行制绒，降低表面反射率； 步骤二，将制绒后硅片进行通磷源和推进，本步骤只进行通源工序，不进行推进工序； 步骤三，将扩散后硅片进行湿法刻蚀，去除背面N+层； 步骤四，将湿法刻蚀后的硅片进行原子层沉积，使硅片背面生长一层氧化铝薄膜； 步骤五，将原子层沉积后的硅片在高温管内进行通氧退火工艺，将氧化铝薄膜中的残 留甲基去除，同时热氧化发射极的表面，同时完成通磷源和推进工序，在硅片表面形成氧化 娃钝化层； 步骤六，将原子层沉积后的硅片进行板式等离子增强化学气相沉积，在双面生长氮化 硅薄膜； 步骤七，将生长完氮化硅的硅片进行激光划线，在硅片背面按照仿生图像将表面的氮 化娃去除； 步骤八，将激光加工后的硅片进行印刷，正面采用银柵线，背面采用铝栅线覆盖激光划 线. 步骤九，将印刷后的硅片进行烧结。
[0005] 进一步，所述的退火高温管为扩散管，且只针对原子层沉积的氧化铝薄膜进行退 火，退火时退火温度为55(T650°C，退火时间为1(Γ30分钟。
[0006] 进一步，所述的氧化铝薄膜的厚度为5~10纳米，原子层沉积时沉积腔温度为 20(T250°C，生长速率为1. 16A/cyc 1 e，氧化铝薄膜的结晶态为非晶，沉积时的三甲基铝和水 蒸气在氮气中浓度比例为1:5。
[0007] 进一步，所述的板式等离子增强化学气相沉积所生长的氮化硅薄膜，其中反面氮 化硅薄膜的厚度为4(Γ80纳米，正面氮化硅薄膜的厚度为78~82纳米，折射率为2. (Γ2. 1。
[0008] 进一步，所述的印刷工序中，正面印刷采用90根细栅，3根镂空主栅；电池背面 采用铝栅线仿生图像印刷代替铝背场印刷，铝栅线的宽度为ΚΚΓ300微米，铝线间距在 0. 81. 5毫米铝线印刷高度大于20微米，背极采用三栅的非镂空图案，背极宽度为1. 5毫 米，正反面主栅均为银材质。
[0009] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：在背面沉积氧化铝薄膜来钝化硅片 发射极和背面，从而提高电池片有效少子寿命。更重要的是通过背面铝栅线的引入，来提高 背面入射散射光子的几率，原子层沉积的氧化铝薄膜用于钝化电池背面，热氧生成的氧化 硅用于钝化电池正面，退火工艺同时完成了氧化铝薄膜的再构，正表面氧化层的形成以及 发射结的进一步推进，背面采用铝栅线印刷代替传统的铝背场工艺，不仅增加了氧化铝的 场钝化效果，提高了开路电压，而且背面叠层膜增加了长波光子在背面的反射，从而增加了 晶硅电池的长波响应，另外，背面仿生树叶栅线结构有利于背面散射光子的收集，为双玻组 件提供了优异的电池结构，同时美化了幕墙的室内环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011] 图1为本发明背面激光划线及铝栅线结构示意图。
[0012] 图2为烧结构电池截面扫描电镜图片。
[0013] 图3为常规电池烧结后扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0014] 如图1-3所示，一种仿生双面受光太阳能电池的制作工艺，采用以下顺序工艺步 骤： 步骤一，将晶硅硅片表面进行制绒，降低表面反射率； 步骤二，将制绒后硅片进行通磷源和推进，本步骤只进行通源工序，不进行推进工序； 步骤三，将扩散后硅片进行湿法刻蚀，去除背面Ν+层； 步骤四，将湿法刻蚀后的硅片进行原子层沉积，使硅片背面生长一层氧化铝薄膜； 步骤五，将原子层沉积后的硅片在高温管内进行通氧退火工艺，将氧化铝薄膜中的残 留甲基去除，同时热氧化发射极的表面，同时完成通磷源和推进工序，在硅片表面形成氧化 娃钝化层； 步骤六，将原子层沉积后的硅片进行板式等离子增强化学气相沉积，在双面生长氮化 硅薄膜； 步骤七，将生长完氮化硅的硅片进行激光划线，在硅片背面按照仿生图像将表面的氮 化娃去除； 步骤八，将激光加工后的硅片进行印刷，正面采用银柵线，背面采用铝栅线覆盖激光划 线. 步骤九，将印刷后的硅片进行烧结；所述的退火高温管为扩散管，且只针对原子层沉积 的氧化铝薄膜进行退火，退火时退火温度为55(T650°C，退火时间为1(Γ30分钟，所述的氧 化铝薄膜的厚度为5~10纳米，原子层沉积时沉积腔温度为20(T250°C，生长速率为1. 16Α/ cycle，氧化铝薄膜的结晶态为非晶，沉积时的三甲基铝和水蒸气在氮气中浓度比例为1:5， 所述的板式等离子增强化学气相沉积所生长的氮化硅薄膜，其中反面氮化硅薄膜的厚度为 4(Γ80纳米，正面氮化硅薄膜的厚度为78~82纳米，折射率为2. (Γ2. 1，所述的印刷工序中， 正面印刷采用90根细栅，3根镂空主栅；电池背面采用铝栅线仿生图像印刷代替铝背场印 刷，铝栅线的宽度为ΚΚΓ300微米，铝线间距在0. 8~1. 5毫米铝线印刷高度大于20微米，背 极采用三栅的非镂空图案，背极宽度为1. 5毫米，正反面主栅均为银材质。
[0015] 显而易见，上述实施方式仅为本发明的较佳实施方式，任何在此基础上的简单改 进均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种仿生双面受光太阳能电池的制作工艺，采用以下顺序工艺步骤：步骤一，将晶 硅硅片表面进行制绒，降低表面反射率； 步骤二，将制绒后硅片进行通磷源和推进，本步骤只进行通源工序，不进行推进工序； 步骤三，将扩散后硅片进行湿法刻蚀，去除背面N+层； 步骤四，将湿法刻蚀后的硅片进行原子层沉积，使硅片背面生长一层氧化铝薄膜； 步骤五，将原子层沉积后的硅片在高温管内进行通氧退火工艺，将氧化铝薄膜中的残 留甲基去除，同时热氧化发射极的表面，同时完成推进工序，在硅片表面形成氧化硅钝化 层； 步骤六，将原子层沉积后的硅片进行板式等离子增强化学气相沉积，在双面生长氮化 硅薄膜； 步骤七，将生长完氮化硅的硅片进行激光划线，在硅片背面按照仿生图像将表面的氮 化娃去除； 步骤八，将激光加工后的硅片进行印刷，正面采用银柵线，背面采用铝栅线覆盖激光划 线. 步骤九，将印刷后的硅片进行烧结。
2. 根据权利要求1所述的一种仿生双面受光太阳能电池的制作工艺，其特征在于所述 的退火高温管为扩散管，且只针对原子层沉积的氧化铝薄膜进行退火，退火时退火温度为 55(T650°C，退火时间为ΚΓ30分钟。
3. 根据权利要求1所述的一种仿生双面受光太阳能电池的制作工艺，其特征在于所 述的氧化铝薄膜的厚度为5~10纳米，原子层沉积时沉积腔温度为20(T250°C，生长速率为 1. leA/cycle，氧化铝薄膜的结晶态为非晶，沉积时的三甲基铝和水蒸气在氮气中浓度比例 为 1:5。
4. 根据权利要求1所述的一种仿生双面受光太阳能电池的制作工艺，其特征在于所 述的板式等离子增强化学气相沉积所生长的氮化硅薄膜，其中反面氮化硅薄膜的厚度为 4(Γ80纳米，正面氮化硅薄膜的厚度为78?82纳米，折射率为2. (Γ2. 1。
5. 根据权利要求1所述的一种仿生双面受光太阳能电池的制作工艺，其特征在于所述 的印刷工序中，正面印刷采用90根细栅，3根镂空主栅；电池背面采用铝栅线仿生图像印刷 代替铝背场印刷，铝栅线的宽度为ΚΚΓ300微米，铝线间距在0. 8~1. 5毫米铝线印刷高度大 于20微米，背极采用三栅的非镂空图案，背极宽度为1. 5毫米，正反面主栅均为银材质。
【文档编号】H01L31/18GK104051575SQ201410278259
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】孟祥海, 钱金梁, 孙广印, 陈斌, 王步峰 申请人:润峰电力有限公司