一种基于SE的碱抛光高效PERC电池工艺的制作方法

本发明涉及光伏太阳能电池技术领域，具体为一种基于se的碱抛光高效perc电池工艺。

背景技术：

perc电池技术具有明显的性能和成本优势，推动了p型太阳能级单晶硅片的应用。同时高效率、低成本、环保是晶硅太阳能电池发展的主流方向。perc电池主要是在背面形成钝化膜，这就要求背表面具有良好的平整性，碱抛设备主要的研究就集中在对背面进行抛光处理，这样不但解决了背面镀膜的平整性问题，而且可以去除背面n型扩散层，促进p+层的形成，提高少子寿命，增加背表面反射率。因此引进抛光工艺整合到perc电池现有生产工艺中是进一步提高perc电池效率的一种有效手段。

碱抛电池以其简单的设备工艺、独特的工艺流程以及高效的电池效率，备受光伏市场的关注。激光掺杂(se)具有可控性强，工艺简单，对材料造成的激光诱导损伤小等优点，是制备高效晶体硅太阳电池理想的技术选择。利用激光掺杂工艺可以具有选择性熔融和扩散的特点，在硅基太阳电池中制备选择性发射极结构。在这种结构中，在光吸收区实行轻掺杂，这样减少表面少子俄歇复合，短波光谱响应好；在金属接触区实行重掺杂，以使金属电极和电池发射区之间形成良好的欧姆接触，其短路电流、开路电压、填充因子和转化效率都较高。

针对碱抛技术和se技术，可以得出在现有技术中perc电池技术仍然存在的较为明显的缺陷：现有碱抛添加剂和碱补液的配方和使用方式，原配方为采用1-30批次均加入同等量的添加剂和碱补液，添加剂每批次均加入300ml，碱补液量加入1050ml，纯水补液量为9l，上述该现有的补液方式，无法很好的延长碱抛槽的药液寿命，使得产能无法提升，而且添加剂及碱的耗量无法进行产能节省，也就无法突破碱抛se的产能瓶颈。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于se的碱抛光高效perc电池工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于se的碱抛光高效perc电池工艺，包括以下步骤：

步骤s01、制绒：单晶硅片经过表面制绒获得良好的绒面结构；

步骤s02、扩散：通入三氯氧磷和硅片进行反应，实现扩散制结；

步骤s03、se工艺：选择性发射极在轻掺杂的硅衬底上，通过微米尺寸的激光束有选择性地进行杂质原子的重掺杂；

步骤s04、热氧：在se工艺后增加高温热氧工艺，在硅片表面生产沉积一层二氧化硅保护层；

步骤s05、去psg：经过去psg将边缘pn结刻蚀去除；

步骤s06、碱抛光：采用优化后的碱抛配方，对硅片进行碱抛光；

步骤s07、退火：对碱抛光后的硅片进行退火，在硅片表面生产沉积二氧化硅膜层；

步骤s08、背钝化：在硅片背部通过ald或pecvd方式沉积三氧化二铝钝化膜层；

步骤s09、背膜：在硅片的背面生长沉积氮化硅膜；

步骤s10、正膜：在硅片的正面生长沉积氮化硅膜；

步骤s11、激光开槽：对镀膜后的硅片背面进行激光开槽；

步骤s12、印刷烧结：经过丝网印刷完成背面和正面印刷，然后进行烧结工艺；

步骤s13、电注入：通过光衰炉或者电注入炉；

步骤s14、测试分检：最后对电池片进行电池测试分档；

步骤s06中，碱抛光所使用的添加剂和碱补液均按照阶梯式进行补加：

第1-15批次，添加剂补液量为200-350ml，碱补液量为300-1000ml，纯水补液量为7-9l；

第16-30批次，添加剂补液量为250-400ml，碱补液量为850-1150ml，纯水补液量为8-10l；

第31-60批次，添加剂补液量为300-500ml，碱补液量为1000-1300ml，纯水补液量为9-11l。

优选的，所述添加剂选用拓邦bp—170试剂，所述碱补液选用氢氧化钾溶液。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用优化后的碱抛配方，添加剂和碱补液的补加方式使用阶梯补加方式，有效的延长了碱抛槽的药液寿命达到了产能提升，同时添加剂及碱的耗量大幅度下降，突破碱抛se的产能瓶颈。

附图说明

图1为现有技术的传统工艺流程图；

图2为本发明的制备方法工艺流程图。

具体实施方式

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。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：

一种基于se的碱抛光高效perc电池工艺，包括以下步骤：

步骤s01、制绒：单晶硅片经过表面制绒获得良好的绒面结构，从而实现增大比表面积可以接受更多光子(能量)，同时减少入射光的反射，清洗制绒时残留的液体，减少酸性和碱性物质对电池制结的影响。

步骤s02、扩散：通过三氯氧磷和硅片进行反应，得到磷原子，经过一定时间，磷原子进入硅片的表面层，并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散，形成了n型半导体和p型半导体的交界面，完成扩散制结工序，实现光能到电能的转换。

步骤s03、se工艺：(选择性发射极)选择性发射极就是在轻掺杂的硅衬底上，通过微米尺寸的激光束有选择性地进行杂质原子的重掺杂区域，有效的形成低表面浓度浅结工艺，同时也能保证印刷栅线区域的欧姆接触。

步骤s04、热氧：为了防止碱抛对se区域绒面的破坏，增加se后热氧工序，热氧的温度为500°-800℃，se区域显微镜下观察形貌良好，未被破坏，且perc+se效率可达22％以上，且在重掺杂区域上形成二氧化硅保护层。

步骤s05、去psg：由于扩散制结在硅片边缘形成了短路通道，pn结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到pn结的背面，而造成短路。经过去psg将边缘pn结刻蚀去除，避免边缘造成短路。再通过碱抛槽，去除硅片表面的磷硅玻璃，减少磷硅玻璃对效率的影响。

步骤s06、碱抛光：perc电池主要原理是背面制备三氧化二铝钝化膜层5的，这就要求背表面具有良好的平整性，目前的研究主要集中在对背面进行抛光处理，这样不但解决了背面镀膜的平整性问题，而且可以去除背面n型扩散层，促进p+层的形成，提高少子寿命，增加背表面反射率。

因此引进koh碱抛光工艺整合到perc电池现有生产工艺中是进一步提高perc电池效率的一种有效手段，碱抛光所使用的添加剂和碱补液均按照阶梯式进行补加，其中添加剂选用拓邦bp—170试剂，碱补液选用氢氧化钾溶液：

第1-15批次，添加剂补液量为200ml，碱补液量为300ml，纯水补液量为7l；

第16-30批次，添加剂补液量为250ml，碱补液量为850ml，纯水补液量为8l；

第31-60批次，添加剂补液量为300ml，碱补液量为1000ml，纯水补液量为9l。

步骤s07、退火：碱抛光后的硅片，然后退火温度700°的情况下，通过氧气高温炉对电池片表面生产一层二氧化硅层。

步骤s08、背钝化：然后通过ald或者pecvd方式层积一层三氧化二铝钝化膜层。

步骤s09、背膜：在三氧化二铝钝化膜层下方层积一层氮化硅膜，背部氮化硅膜起保护三氧化二铝钝化膜层的作用。

步骤s10、正膜：正面表面的氮化硅膜是减少反射及钝化作用。

步骤s11、激光开槽：镀膜后的硅片背面激光开槽。

步骤s12、印刷烧结：经过丝网印刷完成背面和正面印刷，然后烧结工艺。

步骤s13、电注入：通过光衰炉或者电注入炉，减少电池池光致衰减。

步骤s14、测试分检：最后电池电池测试分档。

对比实验：

对比组：采用背景技术中原配方的药液对生产线上的硅片进行碱抛；

实验组：采用本发明的优化配方药液对生产线上的硅片进行碱抛；

对比组和实验组的补液方式如下表1所示：

表1

根据表1内的数据，采用本发明的优化配方进行阶梯补液的方式，相比较原配方的补液方式，对生产线上的不同批次的硅片的有益效果为：碱抛的整个药液周期的产能由10800片提升至22000片，药液周期由30批次提升至60批次，而且添加剂的单耗由18.5升/万片降至12.6升/万片。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。