一种改良的晶体硅太阳电池背面结构制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种改良的晶体硅太阳电池背面结构制备方法，运用PVD（物理气相沉积）金属化技术，在晶体硅太阳电池背面形成Al层、Ni:Si层和Ag层叠层结构，具体步骤如下：(1)真空热蒸发沉积Al层；(2)真空溅射沉积Ni:Si层；(3)真空溅射沉积Ag层。本发明能够同时解决表面平整度、易氧化和Al耗量高的问题，并能够保证可焊性，尤其适用于无Pb焊带的应用，更环保。
【专利说明】 一种改良的晶体硅太阳电池背面结构制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种晶体硅太阳电池制备方法，具体涉及一种改良的晶体硅太阳电池背面结构制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，传统晶体硅太阳电池的丝网印刷及烧结包含以下步骤:(I)局部印刷Ag/Al浆作为背电极，烘干；(2)丝网印刷Al浆作为背电场，烘干；(3)丝网印刷正面Ag浆作为正电极；(4)烧结形成接触。上述步骤(1)、(2)涉及背面结构的形成，该背面结构存在以下问题:(I)传统方法制备得到的电池片背面大部分区域被Al浆覆盖，局部为Ag/Al浆覆盖作为焊接电极，两个区域略有交叠，但不能形成完整均一的背面结构；(2)丝网印刷Al浆的厚度约20-30Mm，Al浆耗量较大；(3)丝网印刷得到的背表面粗糙度较大，易被氧化。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种改良的晶体硅太阳电池背面结构制备方法，能够同时解决表面平整度、易氧化和Al耗量高的问题，并能够保证可焊性，尤其适用于无Pb焊带的应用，更环保。
[0004]本发明解决技术问题所采用的技术方案是:一种改良的晶体硅太阳电池背面结构制备方法，其特征在于:运用PVD (物理气相沉积)金属化技术，在晶体硅太阳电池背面形成Al层、N1: Si层和Ag层叠层结构，具体步骤如下:
(1)真空热蒸发沉积Al层:在真空条件下，将Si衬底加热至250?300°C，通入Ar气预溅射300?600s除去靶材表面的污染物，然后控制反应气压I?lOOPa，溅射功率20?500W,轰击高纯铝靶，反应时间500?2500s，沉积Al层，所述Al层厚度为0.5?4.0Mm ;
(2)真空溅射沉积N1:Si层:在真空条件下，将沉积Al层后Si衬底加热至250?3000C，通入Ar气预溅射300?600s除去靶材表面的污染物，然后控制反应气压I?40Pa，溅射功率30?300W，轰击高纯镍硅合金靶，反应时间30?800s，沉积N1: Si层，所述Al: Si层厚度为50?500nm ；
(3)真空溅射沉积Ag层:在真空条件下，将沉积Al层和N1: Si层后Si衬底加热至250?300°C，之后通入Ar气预溅射300?600s除去靶材表面的污染物，然后控制反应气压I?50Pa，溅射功率30?600W，轰击高纯银靶，反应时间5?500s，沉积Ag层，所述Ag层厚度为10?50nm。
[0005]作为一种优选，所述真空条件下的真空度为< 4X10_4 Pa。
[0006]作为一种优选，所述步骤(2)中高纯镍硅合金靶的镍含量为10?90%。
[0007]本发明的有益效果是:在Si背表面均匀真空热蒸发沉积Al层覆盖，可形成完整均一的背面结构，有利于提高太阳电池的开路电压，提升效率；真空热蒸发沉积Al层耗量小,约为丝网印刷方法耗量的1/10 ；PVD方法形成的Al/N1:Si/Ag叠层结构表面平整，不易被氧化;Al/N1:Si/Ag叠层结构适用于无Pb焊带的应用，满足环保需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明实施例太阳电池背面结构示意图。
[0009]下面结合附图对本发明做进一步说明。
【具体实施方式】
[0010]实施例1:一种改良的晶体娃太阳电池背面结构制备方法，运用PVD (物理气相沉积)金属化技术，在晶体硅太阳电池背面形成Al层、N1: Si层和Ag层叠层结构，具体步骤如下:
(1)真空热蒸发沉积Al层:在真空条件下(真空度为4X10_4Pa)，将Si衬底加热至250°C，通入Ar气预溅射300s除去靶材表面的污染物，然后控制反应气压lOOPa，溅射功率50W,轰击高纯铝靶，反应时间2000s，沉积厚度为3.0Mm的Al层；
(2)真空溅射沉积N1: Si层:在真空条件下(真空度为4X 10_4 Pa)，将沉积Al层后Si衬底加热至250°C，通入Ar气预溅射300s除去靶材表面的污染物，然后控制反应气压20Pa，溅射功率80W，轰击高纯镍硅合金靶(镍含量为90%)，反应时间800s，沉积厚度为200nm的Ni = SiM ;
(3)真空溅射沉积Ag层:在真空条件下(真空度为4X10_4 Pa)，将沉积Al层和N1: Si层后Si衬底加热至250°C，之后通入Ar气预溅射300s除去靶材表面的污染物，然后控制反应气压5Pa，溅射功率200W，轰击高纯银靶，反应时间300s，沉积厚度为40nm的Ag层。
[0011]实施例2:另一种改良的晶体娃太阳电池背面结构制备方法,运用PVD (物理气相沉积)金属化技术，在晶体硅太阳电池背面形成Al层、N1: Si层和Ag层叠层结构，具体步骤如下:
(1)真空热蒸发沉积Al层:在真空条件下(真空度为4X10_4Pa)，将Si衬底加热至280°C，通入Ar气预溅射300s除去靶材表面的污染物，然后控制反应气压IPa，溅射功率100W，轰击高纯铝靶，反应时间1800s，沉积厚度为2.0Mm的Al层；
(2)真空溅射沉积N1: Si层:在真空条件下(真空度为4X 10_4 Pa)，将沉积Al层后Si衬底加热至280°C，通入Ar气预溅射300s除去靶材表面的污染物，然后控制反应气压IPa，溅射功率100W，轰击高纯镍硅合金靶(镍含量为90%)，反应时间300s，沉积厚度为10nm的Ni = SiM ;
(3)真空溅射沉积Ag层:在真空条件下(真空度为4X10_4 Pa)，将沉积Al层和N1: Si层后Si衬底加热至280°C，之后通入Ar气预溅射300s除去靶材表面的污染物，然后控制反应气压3Pa，溅射功率200W，轰击高纯银靶，反应时间50s，沉积厚度为15nm的Ag层。
【权利要求】
1.一种改良的晶体硅太阳电池背面结构制备方法，其特征在于:运用PVD金属化技术，在晶体硅太阳电池背面形成Al层、N1: Si层和Ag层叠层结构，具体步骤如下: (1)真空热蒸发沉积Al层:在真空条件下，将Si衬底加热至250?30(TC，通入Ar气预溅射300?600s除去靶材表面的污染物，然后控制反应气压I?lOOPa，溅射功率20?500W，轰击高纯铝靶，反应时间500?2500s，沉积Al层，所述Al层厚度为0.5?4.0Mm ; (2)真空溅射沉积N1:Si层:在真空条件下，将沉积Al层后Si衬底加热至250?300°C，通入Ar气预溅射300?600s除去靶材表面的污染物，然后控制反应气压I?40Pa，溅射功率30?300W，轰击高纯镍硅合金靶，反应时间30?800s，沉积N1: Si层，所述N1: Si层厚度为50?500nm ； (3)真空溅射沉积Ag层:在真空条件下，将沉积Al层和N1: Si层后Si衬底加热至250?300°C，之后通入Ar气预溅射300?600s除去靶材表面的污染物，然后控制反应气压I?50Pa，溅射功率30?600W，轰击高纯银靶，反应时间5?500s，沉积Ag层，所述Ag层厚度为10?50nm。
2.如权利要求1所述的改良的晶体硅太阳电池背面结构制备方法，其特征在于:所述真空条件下的真空度为彡4X10_4 Pa。
3.如权利要求1所述的改良的晶体硅太阳电池背面结构制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中高纯镍硅合金靶的镍含量为10?90%。
【文档编号】H01L31/18GK104167468SQ201410295737
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】苗丽燕, 蒋方丹, 金浩, 郭俊华, 陈康平 申请人:浙江晶科能源有限公司, 晶科能源有限公司