一种MWT太阳能电池的制备方法与流程

本发明涉及硅太阳能电池工艺技术领域，具体涉及到一种mwt太阳能电池的制备方法。

背景技术：

金属穿孔卷绕硅太阳能电池（mwt）是一种高效电池，其通过激光钻孔将正面收集的能量穿过电池转移至电池背面，以减少遮光面积来达到提高转换效率的目的，专利cn201410016190.6提供了一种mwt的低成本制备方法。由于mwt电池制程与常规电池制程除激光打孔和绝缘隔离两方面的要求外再无其他差异，使得mwt电池可以兼容黑硅、perc、hit等技术。其中，专利cn201410016190.6同时提供了一种mwt结合perc技术的制备流程。

如何提高电池片转换效率和降低制作成本一直是光伏行业永恒话题。关于转换效率提升。局部接触背钝化（perc）太阳能电池是最近两年新开发出来的一种高效太阳能电池技术，得到了业内的广泛关注且已大规模推广应。目前，mwt+perc也已实现大规模量产。

降本方面，电池成本50%以上来自硅片成本，金刚线切割、减薄硅片等技术是目前降低硅片成本的主要手段。关于薄片技术，单、多晶硅片厚度从320μm、270μm、230μm一致降低到了180μm，并正在向150μm或更薄发展。由于mwt先进的组件封装技术，适合薄片的规模化生产，通过减小电池片厚度实现mwt电池成本的降低是一个趋势。但薄片化是一柄双刃剑，薄片可以减低成本，但碎片率也会增加，这也是制约薄片推广的主要因素之一。如何降低电池制程碎片和薄片引起的翘曲度问题是亟待解决的问题。

由此，如何进一步提升mwt+电池是转换效率和降低制程成本，是推动行业发展和实现平价上网的关键问题。

技术实现要素：

针对上述的问题，提出一种双面mwt+电池技术的方案，能够在电池薄片化的基础上抑制电池制程碎片和薄片引起的翘曲度问题。

本发明提供技术方案如下：一种mwt太阳能电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一，采用薄的硅片作为电池的衬底，去除硅片表面的损伤层，对硅片进行清洗和织构化，降低光生载流子的复合速率，同时在硅片表面制成绒面降低反射率；

步骤二，扩散：在硅片衬底沉积掺杂源并进行扩散制备pn结，硅片采用背靠背的方式在扩散炉里进行单面扩散；

步骤三，刻蚀：去除扩散后硅片周边及背面的pn结，去除磷硅玻璃，并进行背面抛光；

步骤四，退火：对刻蚀后硅片进行退火处理；

步骤五，背面钝化层制备：采用化学气相沉积cvd、原子层沉积ald或丝网印刷方式在硅片背面或双面制备一层氧化铝层；

步骤六，背面减反膜：采用化学气相沉积pecvd制备背面氮化硅保护膜；

步骤七，正面保护膜：采用化学气相沉积pecvd制备正面氮化硅减反膜；

步骤八，激光开槽：用激光将背面的氧化铝钝化层和氮化硅保护层进行开槽，以便铝背场浆料和硅基体形成欧姆接触；

步骤九，mwt背面正极制备：采用常规perc背银浆料，在硅片背面制备mwt背面电极的正极；

步骤十，mwt背面负极制备：用mwt堵孔浆料，在硅片背面制备mwt背面电极的负极和同时进行堵孔；

步骤十一，铝背场制备：在硅片背面制备对应步骤八激光开槽图形的铝栅线；

步骤十二，正面栅线电极：在mwt电池片正面制备正面栅线电极；

步骤十三，烧结：将印刷后浆料的电池片共烧形成欧姆接触。

进一步的，所述制备方法中包含激光打孔步骤，所述激光打孔步骤在步骤一中，直接对电池衬底按照规格打孔；

或者，在步骤七制备正面保护膜之后，对电池片进行激光打孔步骤，再用激光开槽。

作为一种优选，所述薄的硅片为140μm厚度的太阳能级p型单晶或多晶硅片。

进一步的，步骤二中，使用pocl3扩散源进行高温背靠背单面扩散。

进一步的，所述步骤三中，采用常规化学溶液进行化学清洗。

进一步的，所述步骤四，采用常压扩散炉，600-750℃温度下对刻蚀后硅片进行退火处理。

进一步的，所述步骤九、步骤十、步骤十一、步骤十二，均采用丝网印刷方式进行处理。

作为一种优选，电池片上的孔为6×6阵列图案。

作为一种优选，步骤二中，扩散方阻控制在30-150ω。

本发明具有如下有益效果：

1.采用mwt+技术，确保mwt+电池基本的转换效率和成本优势；

2.采用140厚度硅片，大大降低硅片成本；

3.采用mwt+铝栅线双面电池技术，降低了薄片引起的翘曲度问题，从而降低电池和组件制程碎片率；同时，mwt+双面电池技术有效提升了电池转换效率。

附图说明

图1是mwt电池的激光打孔的示意图；

图2是mwt双面电池激光开槽的示意图；

图3是mwt背面电极的正极的示意图；

图4是mwt背面电极的负极的示意图；

图5是mwt背面电极的铝栅线的示意图；

其中：1-硅片，2-孔，3-槽栅线，4-铝主栅，5-铝副栅，6-mwt电池正极，7-mwt电池负极。

具体实施方式

现将结合附图对本发明的技术方案进行完整的描述。以下描述仅仅是本发明的一部分实施案例而已，并非全部。基于本发明中的实施案例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本发明的权利保护范围之内。

如图1至图5所示，本发明提供技术方案为一种mwt太阳能电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一，采用薄的硅片1作为电池的衬底，去除硅片1表面的损伤层，对硅片1进行清洗和织构化，降低光生载流子的复合速率，同时在硅片1表面制成绒面降低反射率；

步骤二，扩散：在硅片1衬底沉积掺杂源并进行扩散制备pn结，硅片1采用背靠背的方式在扩散炉里进行单面扩散；

步骤三，刻蚀：去除扩散后硅片1周边及背面的pn结，去除磷硅玻璃，并进行背面抛光；

步骤四，退火：对刻蚀后硅片1进行退火处理；

步骤五，背面钝化层制备：采用化学气相沉积cvd、原子层沉积ald或丝网印刷方式在硅片1背面或双面制备一层氧化铝层；

步骤六，背面减反膜：采用化学气相沉积pecvd制备背面氮化硅保护膜；

步骤七，正面保护膜：采用化学气相沉积pecvd制备正面氮化硅减反膜；

步骤八，激光开槽：用激光将背面的氧化铝钝化层和氮化硅保护层进行开槽，以便铝背场浆料和硅基体形成欧姆接触；

步骤九，mwt背面正极6制备：采用常规perc背银浆料，在硅片1背面制备mwt背面电极的正极6；

步骤十，mwt背面负极7制备：用mwt堵孔2浆料，在硅片1背面制备mwt背面电极的负极7和同时进行堵孔2；

步骤十一，铝背场制备：在硅片1背面制备对应步骤八激光开槽图形的铝栅线；

步骤十二，正面栅线电极：在mwt电池片正面制备正面栅线电极；

步骤十三，烧结：将印刷后浆料的电池片共烧形成欧姆接触。

其中，激光打孔2工序可以根据mwt+perc的工艺流程而变，此技术方案对此无特殊要求。

实施例1：

1.硅片1：采用140μm厚度的太阳能级p型单晶或多晶硅片1作为衬底；

2.激光打孔2：将硅片1按如图1所示的6×6阵列图案，使用激光器在电池片上相应的激光孔2洞。

3.制绒：采用常规化学清洗和织构化方法进行清洗和织构化；

4.扩散：使用pocl3扩散源进行高温背靠背单面扩散，扩散方阻控制在30-150ω；

5.刻蚀：采用常规化学溶液进行化学后清洗，去除周边及背面pn结，去除扩散后硅衬底表面形成的磷硅玻璃，并进行背面抛光；

6.退火：采用常规常压扩散炉，600-750℃温度下对刻蚀后硅片1进行退火处理。

7.背面钝化层制备：采用化学气相沉积（cvd）在电池片背面镀一层5-50nm厚度的alox钝化膜；

8.背面保护膜：采用pecvd设备制备折射率在1.9-2.3之间，膜厚在80-160nm的氮化硅保护膜；

9.正面减反膜：采用pecvd设备制备折射率在1.9-2.2之间，膜厚在60-100nm的氮化硅减反膜；

10.激光开槽：用激光将背面的氧化铝和氮化硅保护膜开槽，制备如图2所示的激光开槽图案；

11.mwt背面正极6制备：采用丝网印刷等方式，常规perc背银浆料，在硅片1背面制备mwt背面电极的正极6，如图3所示；

12.mwt背面负极7制备：采用丝网印刷等方式，mwt专用堵孔2浆料，在硅片1背面制备如图4所示的mwt背面电极的负极7和同时进行堵孔2；负极7为圆形或多边形，直径在1-2mm不等且大于掩膜图形尺寸。

13.铝背场印刷：采用丝网印刷方式，在硅片1背面制备如图5所示的铝背场。

14.正面栅线电极：采用丝网印刷方式，在mwt电池正面，印刷mwt电池正面栅线电极结构。

15.烧结：将印刷后浆料的电池片共烧形成欧姆接触。

实施例2：

1.硅片1：采用140μm厚度的太阳能级p型单晶或多晶硅片1作为衬底；

2.制绒：采用常规化学清洗和织构化方法进行清洗和织构化；

3.扩散：使用pocl3扩散源进行高温背靠背单面扩散，扩散方阻控制在30-150ω；

4.刻蚀：采用常规化学溶液进行化学后清洗，去除周边及背面pn结，去除扩散后硅衬底表面形成的磷硅玻璃，并进行背面抛光；

5.退火：采用常规常压扩散炉，600-750℃温度下对刻蚀后硅片1进行退火处理。

6.背面钝化层制备：采用化学气相沉积（cvd）在电池片背面镀一层5-50nm厚度的alox钝化膜；

7.背面保护膜：采用pecvd设备制备折射率在1.9-2.3之间，膜厚在80-160nm的氮化硅保护膜；

8.正面减反膜：采用pecvd设备制备折射率在1.9-2.2之间，膜厚在60-100nm的氮化硅减反膜；

9.激光打孔2：将硅片1按如图1所示的6×6阵列图案，使用激光器在电池片上相应的激光孔2洞。

10.激光开槽：用激光将背面的氧化铝和氮化硅保护膜开槽，制备如图2所示的激光开槽图案；

11.mwt背面正极6制备：采用丝网印刷等方式，常规perc背银浆料，在硅片1背面制备mwt背面电极的正极6，如图3所示；

12.mwt背面负极7制备：采用丝网印刷等方式，mwt专用堵孔2浆料，在硅片1背面制备如图4所示的mwt背面电极的负极7和同时进行堵孔2；负极7为圆形或多边形，直径在1-2mm不等且大于掩膜图形尺寸。

13.铝背场印刷：采用丝网印刷方式，在硅片1背面制备如图5所示的铝背场。

14.正面栅线电极：采用丝网印刷方式，在mwt电池正面，印刷mwt电池正面栅线电极结构。

15.烧结：将印刷后浆料的电池片共烧形成欧姆接触。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所作出各种变换或变型，均属于本发明的范畴。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。