本发明属于光伏设备制造技术领域,特别是涉及一种ibc太阳能电池的背面制结方法。
背景技术:
n型晶硅太阳能电池避免了p型硅中的b-o缺陷,具有较高的少子寿命,常用于高效晶硅太阳能电池的研发与制造。传统的n型电池由于正面电极形成遮挡,入射光无法完全被电池接收发电,而ibc(interdigitatedbackcontact,叉指式背接触)电池正面无金属栅线,可使光的反射率提升5-7%,因此可获得效率较优的发电效果。美国太阳能电池制造商sunpower凭借其ibc电池技术,使其生产的电池片达到量产晶硅电池片的最高效率,日本kaneka公司将ibc与hit电池技术相结合,研制出了效率为26.7%的高效太阳能电池。
现有技术是通过多步掩膜和开槽形成扩散开口,使掺杂源热扩散进入晶硅基体,形成一定图形的背面掺杂,通过控制扩散参数,可得到理想的掺杂浓度和结深,但多步的掩膜和开槽增加了制备成本,生产效率也大大受限。还可以通过离子注入方式以一定的图形形成背面掺杂,然而会造成晶硅基体的结构破坏,造成表面非晶化或引入点缺陷,因此,往往需要特定的退火工艺来消除缺陷,工艺也是比较繁杂。
技术实现要素:
为解决上述问题,本发明提供了一种ibc太阳能电池的背面制结方法,能够在保证制造精度的同时,简化ibc电池的制造工艺,节省制备电池的材料成本和时间成本,避免基体遭到破坏。
本发明提供的一种ibc太阳能电池的背面制结方法,包括:
对硅片进行碱制绒之后,在所述硅片的背面形成图形化的第一电极类型掺杂和第二电极类型掺杂,其中所述第一电极类型和所述第二电极类型相反,所述第一电极类型掺杂和所述第二电极类型掺杂中至少一种采用的是激光掺杂的方式。
优选的,在上述ibc太阳能电池的背面制结方法中,所述在所述硅片的背面形成图形化的第一电极类型掺杂和第二电极类型掺杂包括:
在所述硅片的背面形成掩膜并开孔进行硼扩散;
去除bsg和所述掩膜;
在所述硅片的背面沉积磷源并进行激光掺杂形成图形。
优选的,在上述ibc太阳能电池的背面制结方法中,所述在所述硅片的背面形成图形化的第一电极类型掺杂和第二电极类型掺杂包括:
在所述硅片的背面形成掩膜并开孔进行磷扩散;
去除psg和所述掩膜;
在所述硅片的背面沉积硼源并进行激光掺杂形成图形。
优选的,在上述ibc太阳能电池的背面制结方法中,所述在所述硅片的背面形成图形化的第一电极类型掺杂和第二电极类型掺杂包括:
在所述硅片的背面沉积硼源并进行激光掺杂形成第一图形;
去除bsg;
在所述硅片的背面沉积磷源并进行激光掺杂形成第二图形;
去除psg。
优选的,在上述ibc太阳能电池的背面制结方法中,所述激光掺杂的方式为:
利用波长为532nm或355nm、功率为5w至60w、脉冲宽度为5ns至200ns、频率为20khz至100khz、点状或条状光斑直径为5μm至400μm的激光照射所述硅片的背面,形成深度范围为0.4μm至2.4μm、方阻为10ohm/sq至100ohm/sq的重掺杂背面场区域。
优选的,在上述ibc太阳能电池的背面制结方法中,所述在所述硅片的背面形成掩膜为:
在所述硅片的背面形成厚度为100nm至300nm的sio2掩膜或50nm至250nm的sioxny掩膜或sinx掩膜。
优选的,在上述ibc太阳能电池的背面制结方法中,所述开孔为:
利用刻蚀激光在所述掩膜上以150μm至1500μm的间隔刻蚀出宽度范围为120μm至1200μm的沟槽。
优选的,在上述ibc太阳能电池的背面制结方法中,所述在所述硅片的背面沉积磷源为:
以apcvd或印刷的方式在所述硅片的背面沉积磷源。
优选的,在上述ibc太阳能电池的背面制结方法中,所述在所述硅片的背面沉积硼源为:
以apcvd或印刷的方式在所述硅片的背面沉积硼源。
优选的,在上述ibc太阳能电池的背面制结方法中,所述在所述硅片的背面形成图形化的第一电极类型掺杂和第二电极类型掺杂之后,还包括:
以ald方式沉积10nm至120nm的alox钝化层或热氧化形成10nm至120nm的siox钝化层,并以pecvd方式沉积20nm至150nm的sinx减反射层;
进行金属化形成接触。
通过上述描述可知,本发明提供的上述ibc太阳能电池的背面制结方法,由于对硅片进行碱制绒之后,在所述硅片的背面形成图形化的第一电极类型掺杂和第二电极类型掺杂,其中所述第一电极类型和所述第二电极类型相反,所述第一电极类型掺杂和所述第二电极类型掺杂中至少一种采用的是激光掺杂的方式,因此能够在保证制造精度的同时,简化ibc电池的制造工艺,节省制备电池的材料成本和时间成本,避免基体遭到破坏。
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ibc太阳能电池的背面制结方法的示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于提供一种ibc太阳能电池的背面制结方法,能够在保证制造精度的同时,简化ibc电池的制造工艺,节省制备电池的材料成本和时间成本,避免基体遭到破坏。
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ibc太阳能电池的背面制结方法如图1所示,图1为本申请实施例提供的第一种ibc太阳能电池的背面制结方法的示意图,该方法包括如下步骤:
s1:对硅片进行碱制绒;
可以选择厚度为120nm至280um的硅片作为n型硅衬底,通过碱制绒在硅片表面形成金字塔结构。
s2:在所述硅片的背面形成图形化的第一电极类型掺杂和第二电极类型掺杂,其中所述第一电极类型和所述第二电极类型相反,所述第一电极类型掺杂和所述第二电极类型掺杂中至少一种采用的是激光掺杂的方式。
需要说明的是,当所述第一电极类型掺杂为n型掺杂时,所述第二电极类型掺杂就是p型掺杂,而当所述第一电极类型掺杂为p型掺杂时,所述第二电极类型掺杂就是n型掺杂,在这种情形下,可以在n型掺杂时采用激光掺杂的方式,还可以在p型掺杂时采用激光掺杂的方式,另外,还可以在n型掺杂和p型掺杂的两个过程中同时利用激光掺杂的方式。利用激光掺杂的方式形成发射极或bsf,能够避免进一步的掩膜开孔和扩散工艺,且经过控制系统可以形成具有一定掺杂图形的掺杂区域,使ibc电池的制造工艺得以简化,大幅节省了制备电池的材料成本和时间成本。
通过上述描述可知,本申请实施例提供的第一种ibc太阳能电池的背面制结方法,由于对硅片进行碱制绒之后,在所述硅片的背面形成图形化的第一电极类型掺杂和第二电极类型掺杂,其中所述第一电极类型和所述第二电极类型相反,所述第一电极类型掺杂和所述第二电极类型掺杂中至少一种采用的是激光掺杂的方式,因此能够在保证制造精度的同时,简化ibc电池的制造工艺,节省制备电池的材料成本和时间成本,避免基体遭到破坏。
本申请实施例提供的第二种ibc太阳能电池的背面制结方法,是在上述第一种ibc太阳能电池的背面制结方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述在所述硅片的背面形成图形化的第一电极类型掺杂和第二电极类型掺杂包括:
在所述硅片的背面形成掩膜并开孔进行硼扩散;
去除bsg和所述掩膜;
在所述硅片的背面沉积磷源并进行激光掺杂形成图形。
需要说明的是,该实施例就是只在n型掺杂的过程中利用的激光掺杂方式,使ibc电池的制造工艺得以简化,大幅节省了制备电池的材料成本和时间成本。
本申请实施例提供的第三种ibc太阳能电池的背面制结方法,是在上述第一种ibc太阳能电池的背面制结方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述在所述硅片的背面形成图形化的第一电极类型掺杂和第二电极类型掺杂包括:
在所述硅片的背面形成掩膜并开孔进行磷扩散;
去除psg和所述掩膜;
在所述硅片的背面沉积硼源并进行激光掺杂形成图形。
需要说明的是,该实施例就是只在p型掺杂的过程中利用的激光掺杂方式,使ibc电池的制造工艺得以简化,大幅节省了制备电池的材料成本和时间成本。
本申请实施例提供的第四种ibc太阳能电池的背面制结方法,是在上述第一种ibc太阳能电池的背面制结方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述在所述硅片的背面形成图形化的第一电极类型掺杂和第二电极类型掺杂包括:
在所述硅片的背面沉积硼源并进行激光掺杂形成第一图形;
去除bsg;
在所述硅片的背面沉积磷源并进行激光掺杂形成第二图形;
去除psg。
需要说明的是,该实施例就是同时在n型掺杂和p型掺杂的过程中利用的激光掺杂方式,使ibc电池的制造工艺得以简化,大幅节省了制备电池的材料成本和时间成本,而且可以但不限于利用氢氟酸去除所述psg。
本申请实施例提供的第五种ibc太阳能电池的背面制结方法,是在上述第一种至第四种ibc太阳能电池的背面制结方法中任一种的基础上,还包括如下技术特征:
所述激光掺杂的方式为:
利用波长为532nm或355nm、功率为5w至60w、脉冲宽度为5ns至200ns、频率为20khz至100khz、点状或条状光斑直径为5μm至400μm的激光照射所述硅片的背面,形成深度范围为0.4μm至2.4μm、方阻为10ohm/sq至100ohm/sq的重掺杂背面场区域。
这种激光的参数是经过多次实验得出的优选方案,能够实现足够深度的掺杂。
本申请实施例提供的第六种ibc太阳能电池的背面制结方法,是在上述第二种或第三种ibc太阳能电池的背面制结方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述在所述硅片的背面形成掩膜为:
在所述硅片的背面形成厚度为100nm至300nm的sio2掩膜或50nm至250nm的sioxny掩膜或sinx掩膜。
需要说明的是,sio2掩膜是在扩散炉中进行热氧化得到的,sioxny掩膜和sinx掩膜可以通过pecvd方式得到,这种厚度和种类的掩膜能够有效的起到扩散过程中的保护作用。
本申请实施例提供的第七种ibc太阳能电池的背面制结方法,是在上述第六种ibc太阳能电池的背面制结方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述开孔为:
利用刻蚀激光在所述掩膜上以150μm至1500μm的间隔刻蚀出宽度范围为120μm至1200μm的沟槽。
开设这种沟槽之后,在扩散炉中进行硼扩散,形成结深0.6μm至1.2μm、方阻16ohm/sq至300ohm/sq的发射极,再以氢氟酸去掩膜和bsg。
本申请实施例提供的第八种ibc太阳能电池的背面制结方法,是在上述第二种或第四种ibc太阳能电池的背面制结方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述在所述硅片的背面沉积磷源为:
以apcvd或印刷的方式在所述硅片的背面沉积磷源。
需要说明的是,这里提到的磷源可以是psg或其他含磷元素的半导体材料,此处并不限制。
本申请实施例提供的第九种ibc太阳能电池的背面制结方法,是在上述第三种或第四种ibc太阳能电池的背面制结方法的基础上,还包括如下技术特征:
所述在所述硅片的背面沉积硼源为:
以apcvd或印刷的方式在所述硅片的背面沉积硼源。
本申请实施例提供的第十种ibc太阳能电池的背面制结方法,是在上述第一种至第四种ibc太阳能电池的背面制结方法中任一种的基础上,还包括如下技术特征:
所述在所述硅片的背面形成图形化的第一电极类型掺杂和第二电极类型掺杂之后,还包括:
以ald方式沉积10nm至120nm的alox钝化层或热氧化形成10nm至120nm的siox钝化层,并以pecvd方式沉积20nm至150nm的sinx减反射层;
进行金属化形成接触。
需要说明的是,其中的热氧化过程是在扩散炉中进行的,进行这两个步骤之后,就形成了完整的ibc太阳能电池。
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。