本发明属于新型高效晶硅太阳能电池技术领域，特别是涉及一种双面电池边缘无损伤隔离方法。
背景技术：
1954年美国贝尔实验室制备出世界上第一块转换效率为6％的单晶硅太阳电池，经过科学家六十年的不断探索，太阳电池取得了巨大的突破，最高转换效率已经达到了46％(聚光多结GaAs)，而占据光伏市场多年的P型晶硅太阳电池逐渐展现出效率增长疲态、光衰幅度过大等劣势。虽然用Ga替代B原子掺杂可以避免光致衰减效应，但由此而引起的较宽的电阻率分布范围以及Fe元素污染问题，依然会制约P型电池效率的进一步提高。而N型太阳电池则得益于其高效率、低衰减的优势，成为光伏行业内新的研究热点。在高效N型技术方面，最典型的代表是美国SunPower公司的IBC电池和日本Panasonic公司的HIT电池。但这两种电池技术的缺点是生产设备非常昂贵、工艺复杂、制造成本很高，另外也具有很高的技术壁垒。而光伏行业的最终目标是降低发电成本，N型高效电池的研发必须避开复杂的技术路线以降低工艺成本。N型双面电池的技术路线较之常规P型电池只增加了背面扩散与钝化工艺，几乎所有设备均可采用现有量产设备进行开发，增加的设备与工艺成本很低，是最有可能实现量产的。
现有技术中，背面无掩膜扩散会导致正面硼和背面磷原子在边缘处交叉扩散，这会导致PN结边缘漏电，使电池损失增大，降低电池的转换效率。常规的解决方式是当钝化完成后，利用激光或等离子体对电池边缘进行刻蚀，，再丝网印刷形成电池，虽然采用激光或等离子体刻蚀等方式可以将交叉扩散区域去除掉，但是，工艺的增加必然会导致电池的生产成本提高，同时刻蚀也会造成边缘损伤，降低电池的并联电阻，导致电池的开路电压和填充因子都偏低。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供了一种双面电池边缘无损伤隔离方法，能够抑制硼和磷原子在边缘区域的交叉扩散，实现无损伤边缘隔离，并避免了刻蚀工艺的引入而带来的工艺成本增加和边缘漏电的问题。
本发明提供的一种双面电池边缘无损伤隔离方法，包括：
在经过正面硼扩散和刻蚀之后的硅片的背面边缘和侧面，制作环形的扩散阻挡层，其中，所述硅片的背面边缘的所述扩散阻挡层具有预设宽度；
在所述硅片背面的所述扩散阻挡层环绕的区域内，进行磷扩散形成n+层和PSG层；
去除所述扩散阻挡层和所述PSG层。
优选的，在上述双面电池边缘无损伤隔离方法中，
所述制作环形的扩散阻挡层为：
制作环形的SiNxOy掩膜层。
优选的，在上述双面电池边缘无损伤隔离方法中，
所述预设宽度为1毫米至3毫米。
优选的，在上述双面电池边缘无损伤隔离方法中，
所述在所述硅片的背面边缘和侧面，制作环形的扩散阻挡层的同时，还包括：
在所述硅片的正面制作扩散阻挡层。
优选的，在上述双面电池边缘无损伤隔离方法中，
所述制作环形的扩散阻挡层为：
利用PECVD方法或者LPCVD方法，制作环形的扩散阻挡层。
优选的，在上述双面电池边缘无损伤隔离方法中，
所述制作环形的扩散阻挡层为：
将所述硅片放置于形状相同且尺寸小于所述硅片的衬底上，所述硅片背面只有边缘部分暴露出来，制作环形的扩散阻挡层。
优选的，在上述双面电池边缘无损伤隔离方法中，
所述制作环形的扩散阻挡层为：
制作厚度范围为40纳米至60纳米的环形的扩散阻挡层。
优选的，在上述双面电池边缘无损伤隔离方法中，
所述去除所述扩散阻挡层和所述PSG层为：
利用氢氟酸溶液刻蚀10分钟至20分钟，去除所述扩散阻挡层和所述PSG层。
通过上述描述可知，本发明提供的上述双面电池边缘无损伤隔离方法，由于包括：在经过正面硼扩散和刻蚀之后的硅片的背面边缘和侧面，制作环形的扩散阻挡层，其中，所述硅片的背面边缘的所述扩散阻挡层具有预设宽度；在所述硅片背面的所述扩散阻挡层环绕的区域内，进行磷扩散形成n+层和PSG层；去除所述扩散阻挡层和所述PSG层，因此能够抑制硼和磷原子在边缘区域的交叉扩散，实现无损伤边缘隔离，并避免了刻蚀工艺的引入而带来的工艺成本增加和边缘漏电的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的第一种双面电池边缘无损伤隔离方法的示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于提供一种双面电池边缘无损伤隔离方法，能够抑制硼和磷原子在边缘区域的交叉扩散，实现无损伤边缘隔离，并避免了刻蚀工艺的引入而带来的工艺成本增加和边缘漏电的问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供的第一种双面电池边缘无损伤隔离方法如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种双面电池边缘无损伤隔离方法的示意图。该方法包括如下步骤：
S1：在经过正面硼扩散和刻蚀之后的硅片的背面边缘和侧面，制作环形的扩散阻挡层，其中，所述硅片的背面边缘的所述扩散阻挡层具有预设宽度；
需要说明的是，在该步骤之前可以先对硅片进行清洗，并采用湿法化学腐蚀的方法制备表面金字塔绒面，可采用成熟的单晶硅片碱制绒工艺，形成45度正金字塔绒面，然后在硅片两面形成B扩层以及BSG层，对于N型硅衬底就是在金字塔上形成p+型区，具体的，扩散完成后方阻约为60-200Ω/sq，结深为0.3μm至0.6μm，BSG厚度约80nm至100nm，再刻蚀正反面的BSG、边缘和背面B扩层，正面保留B扩层。
该步骤相对于现有技术，就是在背面边缘和侧面都设置扩散阻挡层，这种扩散阻挡层能够在后续的扩散步骤中形成有效的阻挡和隔离，该预设宽度要保证足以形成有效隔离，可以根据具体情况设置对应的宽度，此处并不做任何限制。该步骤与激光或等离子刻蚀相比，工艺安全性高，可以避免激光或等离子刻蚀设备引入而带来的成本增加，且不会在刻蚀过程中引入边缘损伤，有利于电池的高转换效率。
S2：在所述硅片背面的所述扩散阻挡层环绕的区域内，进行磷扩散形成n+层和PSG层；
具体的，可以采用太阳能电池生产线上成熟的扩散工艺来实现，扩散完成后方阻约为80至100Ω/sq，结深约为0.3um，正是由于存在扩散阻挡层，因此扩散出的n+层不会与正面接触，从而抑制硼原子和磷原子在边缘区域的交叉扩散。
S3：去除所述扩散阻挡层和所述PSG层。
需要说明的是，当背面沉积之后，就不需要该扩散阻挡层了，因此就可以将其与PSG层同时去除。
通过上述描述可知，本申请实施例提供的上述双面电池边缘无损伤隔离方法，由于包括：在经过正面硼扩散和刻蚀之后的硅片的背面边缘和侧面，制作环形的扩散阻挡层，其中，所述硅片的背面边缘的所述扩散阻挡层具有预设宽度；在所述硅片背面的所述扩散阻挡层环绕的区域内，进行磷扩散形成n+层和PSG层；去除所述扩散阻挡层和所述PSG层，因此能够抑制硼和磷原子在边缘区域的交叉扩散，实现无损伤边缘隔离，并避免了刻蚀工艺的引入而带来的工艺成本增加和边缘漏电的问题。
本申请实施例提供的第二种双面电池边缘无损伤隔离方法，是在上述第一种双面电池边缘无损伤隔离方法的基础上，还包括如下技术特征：
所述制作环形的扩散阻挡层为：
制作环形的SiNxOy掩膜层。
需要说明的是，还可以是制作环形的SiOx或者SiNx薄膜，都具有高温下的稳定性好和洁净度高的优点，从而不会给工艺带来污染，也能够形成有效的隔离。
本申请实施例提供的第三种双面电池边缘无损伤隔离方法，是在上述第二种双面电池边缘无损伤隔离方法的基础上，还包括如下技术特征：
所述预设宽度为1毫米至3毫米。
需要说明的是，该预设宽度如果太小的话无法实现有效的边缘隔离，而太大的话又会影响背面扩散质量，因此可以优选为该范围。
本申请实施例提供的第四种双面电池边缘无损伤隔离方法，是在上述第三种双面电池边缘无损伤隔离方法的基础上，还包括如下技术特征：
所述在所述硅片的背面边缘和侧面，制作环形的扩散阻挡层的同时，还包括：
在所述硅片的正面制作扩散阻挡层。
需要说明的是，可以在硅片正面制作扩散阻挡层，也可以不制作扩散阻挡层，此处并不限制，可以根据具体工艺来定。
本申请实施例提供的第五种双面电池边缘无损伤隔离方法，是在上述第四种双面电池边缘无损伤隔离方法的基础上，还包括如下技术特征：
所述制作环形的扩散阻挡层为：
利用PECVD方法或者LPCVD方法，制作环形的扩散阻挡层。
其中，LPCVD即低压力化学气相沉积法，PECVD即等离子增强化学气相沉积法，二者都可以用来制作环形的扩散阻挡层，而PECVD方法更好，沉积温度低、薄膜附着力好，台阶覆盖能力强。当然，也可以采用其他方法，此处并不限制。
本申请实施例提供的第六种双面电池边缘无损伤隔离方法，是在上述第五种双面电池边缘无损伤隔离方法的基础上，还包括如下技术特征：
所述制作环形的扩散阻挡层为：
将所述硅片放置于形状相同且尺寸小于所述硅片的衬底上，所述硅片背面只有边缘部分暴露出来，制作环形的扩散阻挡层。
例如，在硅片为圆形的情况下，所选取的就是圆形衬底，该圆形衬底的直径可以比硅片的直径小1毫米至3毫米，将圆形衬底与硅片同心放置，硅片位于圆形衬底的上面，这样就会将硅片底面边缘1毫米至3毫米的区域、侧面和正面暴露出来，从而在这些表面就能够制作出扩散阻挡层。
本申请实施例提供的第七种双面电池边缘无损伤隔离方法，是在上述第六种双面电池边缘无损伤隔离方法的基础上，还包括如下技术特征：
所述制作环形的扩散阻挡层为：
制作厚度范围为40纳米至60纳米的环形的扩散阻挡层。
需要说明的是，这种厚度范围能够有效的隔离，而且易于去除，不会对后续工艺造成不利影响。
本申请实施例提供的第八种双面电池边缘无损伤隔离方法，是在上述第一种至第七种双面电池边缘无损伤隔离方法中任一种的基础上，还包括如下技术特征：
所述去除所述扩散阻挡层和所述PSG层为：
利用氢氟酸溶液刻蚀10分钟至20分钟，去除所述扩散阻挡层和所述PSG层。
需要说明的是，后续工艺还包括：硅片正反两面PECVD沉积SiNx减反射膜，该SiNx减反射膜可以减小正面的光反射，又可以起到有效的表面钝化效果，SiNx减反射膜可采用折射率渐变的多层薄膜，折射率在2.04-2.11之间，正面SiNx薄膜的厚度约为60-80nm，背面SiNx薄膜的厚度约为80-100nm，然后丝网印刷浆料，制备前电极和背电极，前电极采用丝网印刷Ag/Al浆料方式完成，背电极采用丝网印刷Ag浆料方式完成，最后采用烧结工艺，形成良好的欧姆接触，在实际运用中，也可采用蒸发、溅射等方式制备电池电极。
综上所述，上述方案将背面超细环形薄膜SiNxOy沉积应用于N型双面太阳能电池边缘隔离的工艺中，避免了激光或等离子刻蚀工艺，对钝化膜无损伤，并降低了N型双面电池的制造成本。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。