一种PERC太阳能电池的制备方法与流程

文档序号:25987495发布日期:2021-07-23 20:56阅读:427来源:国知局

本发明涉及太阳能电池生产领域。



背景技术:

随着全球气候变暖,各种可再生能源迅速发展。其中光伏作为重要的可再生能源,近十五年飞速的发展,各类电池百花齐放,其中单晶高效perc电池已经初步具备平价上网,对全球新能源发展做出重要贡献。

perc太阳能电池是目前市场上最主流的的高效电池之一。其中se-perc电池是在perc基础上增加的工序,实现了太阳能电池的选择性掺杂。将正面激光重掺杂技术(se)与细栅线相结合,大提升了钝化效果,开路电压明显提升,大大提升了太阳能电池的转换效率。se-perc太阳能电池从上往下结构包括正电极、氮化硅、氧化硅、n+层、n++层、p型硅、sinx/al2o3叠层、背电场、背电极。现有se-perc太阳能制备方法有湿法刻蚀工序中一种为碱刻蚀背面抛光,其制备流程为:制绒-扩散-激光se-去背面psg-背面碱刻蚀抛光-去正面psg-退火-双面镀氧化铝-正面沉积减反膜-背面沉积钝化膜-背面激光开孔-背电极、背电场和正电极印刷-烧结。激光se要将扩散后的pn结进行重掺杂,导致重掺杂区域的氧化层受损,重掺杂部分pn结会暴露出来。在进行槽式碱抛光背面过程中,抛光液会侵蚀到正面pn结,导致电池转换效率下降。因此有必要通过一种新的工艺来保护pn结不被抛光液侵蚀。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是:如何改善槽式碱抛的缺点,保证pn结不会受损伤。

本发明所采用的技术方案是:一种perc太阳能电池的制备方法,按制绒、扩散、激光se、去背面psg、碱刻蚀抛光、去正面psg、退火、氧化铝、正面沉积减反射膜、背面激光开槽、丝网印刷、烧结的工艺进行,在激光se后首先进行链式氧化,然后进行臭氧氧化,最后再进行去背面psg及后续步骤,链式氧化为在激光se中进行磷掺杂的面镀一层氧化膜,氧化膜厚度控制在10-100nm,温度控制在500-800℃,臭氧氧化为在链式氧化产生氧化膜后通入臭氧,加强正面保护效果,臭氧浓度控制在10-100ppm。

硅片制绒、清洗并烘干后,减重控制在0.3-0.7g,反射率控制在9-13%。

扩散为磷扩散,扩散后方阻控制在90-150ω/□,结深控制在100-100nm。

激光se后方阻控制在50-80ω/□。

碱刻蚀抛光时,减重控制在0.2-0.5g,背面反射率控制在35-60%。

退火时,退火温度控制在600-900℃,氧化膜厚度控制在3-20nm。

氧化铝为在硅片表面镀双面氧化铝,氧化铝膜厚控制在2-20nm,氧化铝折射率控制在1.6-1.68。

正面沉积减反射膜时,氮化硅的折射率控制在60-85nm,折射率控制在1.95-2.27,钝化膜厚度控制在80-200nm。

背面激光开槽时,光斑大小在20-45um。

烧结时,烧结温度为300-960℃。

本发明的有益效果是:本发明通过制绒、扩散、激光se、链式氧化+臭氧、去背面psg、碱抛光、正面去psg、退火、氧化铝、正面沉积减反膜、背面沉积钝化膜、背面激光开槽、丝网印刷、烧结的工艺,制备得到了高转化效率的perc太阳能电池;在激光se后加一层氧化硅可以保护正面pn结不受损伤,减少电池漏电情况;氧化硅具有很强钝化效果,uoc会有提升,最终转换效率有提升。

具体实施方式

本实施例中高效率perc太阳能电池的制备方法如下:

制绒:选用1000片的p型1-3ω.cm的硅片进行清洗、制绒、酸洗、水洗后烘干,减重控制为0.5g,反射率控制为12%;

扩散:对制绒后的硅片进行低压扩散,方阻控制在130ω/□,结深控制在320nm;

激光se:使用帝尔激光机台进行激光掺杂,se后方阻控制在70ω/□;

链式氧化:对se后的硅片进行氧化,氧化膜厚度控制在15nm,温度在620℃;

臭氧:臭氧浓度控制在30ppm;

去背面psg:采用hf去除背面psg;

碱刻蚀抛光:利用氢氧化钠和添加剂将硅片背面进行碱抛光,减重控制在0.35g,反射率控制在38%;

去正面psg:采用hf去除正面psg;

退火:对去正面psg后硅片进行退火处理,使用温度在850℃,氧化膜厚度控制在6nm;

氧化铝:在硅片双面镀氧化铝,氧化铝厚度控制在3nm,折射率控制在1.62;

正面沉积减反射膜:经过pecvd在正面沉积60nm氮化硅膜,折射率控制在1.95;

背面沉积钝化膜:在pecvd上背面沉积110nm氮化硅膜;

背面激光开槽:对背面氮化硅和氧化铝进行激光开槽,光斑大小控制在25nm;

丝网印刷:对背电极、背电场和正电极进行印刷;

烧结:对丝网印刷后的硅片进行烧结,烧结温度控制在890℃。

实例二

本实施例中高效率perc太阳能电池的制备方法如下:

制绒:选用1000片的p型1-3ω.cm的硅片进行清洗、制绒、酸洗、水洗后烘干,减重控制为0.3g,反射率控制为9.5%;

扩散:对制绒后的硅片进行低压扩散,方阻控制在95ω/□,结深控制在240nm;

激光se:使用帝尔激光机台进行激光掺杂,se后方阻控制在50ω/□;

链式氧化:对se后的硅片进行氧化,氧化膜厚度控制在20nm,温度在520℃;

臭氧:臭氧浓度控制在50ppm;

去背面psg:采用hf去除背面psg;

碱刻蚀抛光:利用氢氧化钠和添加剂将硅片背面进行碱抛光,减重控制在0.45g,反射率控制在50%;

去正面psg:采用hf去除正面psg;

退火:对去正面psg后硅片进行退火处理,使用温度在780℃,氧化膜厚度控制在8nm;

氧化铝:在硅片双面镀氧化铝,氧化铝厚度控制在10nm,折射率控制在1.61;

正面沉积减反射膜:经过pecvd在正面沉积75nm氮化硅膜,折射率控制在2.10;

背面沉积钝化膜:在pecvd上背面沉积160nm氮化硅膜;

背面激光开槽:对背面氮化硅和氧化铝进行激光开槽,光斑大小控制在35nm;

丝网印刷:对背电极、背电场和正电极进行印刷;

烧结:对丝网印刷后的硅片进行烧结,烧结温度控制在900℃。

电性能参数如下:

其中,uoc是开路电压,isc是短路电流,rs是串联电阻,rsh是并联电阻,ff是填充因子,ncell是电池片的转换效率。实施例1相比仅仅进行链式氧化不进行臭氧氧化,开路电压高3mv,短路电流高了37ma左右,ff基本持平,转换效率提高0.13%。实施例2相比仅仅进行臭氧氧化不进行链式有氧化开路电压高了4mv,短路电流高了37ma,ff基本持平,转换效率提高0.18%。在激光se前增加链式氧化+臭氧,转换效率提升在0.13%-0.20%之间。

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