用于晶体硅太阳能电池抗lid和pid的pecvd镀膜和烧结工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于晶体硅太阳能电池片制造领域，特别涉及一种用于晶体硅太阳能电池 抗光致衰减（LID)和电势诱发衰减（PID)的PECVD镀膜和烧结工艺。
【背景技术】
[0002] 由于光照下硼氧复合物的形成，导致LID现象的发生，掺硼P型电池片功率衰减可 高达5% ;对于目前已实现量产的p型高效电池结构-PERC(钝化发射极与背表面电池）技 术，由于其效率提升源于电池片背面钝化和背反射性能的提高，硼氧复合物的存在阻碍载 流子向背面迀移，极大吞噬了高效电池结构带来的功率提升，导致PERC高效结构比常规铝 背场电池出现更严重的效率衰减。因此，LID问题的解决不仅是常规p型电池结构效率的保 证，更是P型高效电池得以真正应用推广的关键所在。目前，解决LID的方法主要集中于对 原材料及硅片的优化与控制，如：（1)采用高电阻率硅片、以MCZ法或者区熔法制备硅片以 降低其硼或者氧含量；（2)采用掺镓p型硅片或掺磷n型硅片替代掺硼p型硅片；但是，这些 方法均尚未成熟，不仅对硅片制备工艺本身，对后续的电池片制备工艺也提出了新的要求， 与现有常规P型产线无法很好的兼容，限制了其产业化推广。
[0003] 自PID现象提出以来，各路厂商分别从电池片、组件和系统层面提出了相关的解 决方案；综合技术、成本和实施途径考虑，从电池片角度解决PID问题是目前更具性价比的 选择。在保证电池转换效率的前提下，在发射区与SiNx层间形成SiOx薄膜来实现抗PID 是最为有效的途径。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点与不足，提供一种用于晶体硅太阳 能电池抗LID和PID的PECVD镀膜和烧结工艺。
[0005] 本发明的目的通过下述技术方案实现：一种用于晶体硅太阳能电池抗LID和PID 的PECVD镀膜和烧结工艺，包括如下步骤：
[0006] 将硅片粗抛、制绒，制绒后绒面尺寸彡5 ym，清洗后甩干，接着进行高温磷扩散，形 成发射区后进行刻蚀，发射区方阻为70-120ohm/sqU，二次清洗后，进行正面PECVD镀膜，介 电层[H]含量为5-25at. % ;最后采用丝网印刷制备背电极和正电极后，进行高温烧结，完 成晶体硅太阳能电池片的制备；所述的硅片优选为单多晶硅片。
[0007] 所述的粗抛在碱性溶液中进行；粗抛的目的是去除杂质和损伤层；
[0008] 所述的碱性溶液为NaOH溶液或K0H溶液。
[0009] 所述的制绒在碱性溶液或酸性溶液中进行；
[0010] 所述的碱性溶液为NaOH溶液或K0H溶液。
[0011] 所述的酸性溶液为HF+HN03溶液。
[0012] 所述的高温磷扩散优选在扩散炉中进行。
[0013] 所述的刻蚀优选采用干法刻蚀或湿法刻蚀；
[0014] 所述的干法刻蚀采用等离子体刻蚀，其目的是去边结；
[0015] 所述的湿法刻蚀采用HN03+HF溶液，其目的是去背结和边结。
[0016] 所述的二次清洗为湿法刻蚀，其目的是去除PSG。
[0017] 所述的正面PECVD镀膜采用如下方法进行：通过沉积或等离子体氧化的方式在所 述的发射区表面形成SiO x薄膜，SiO x膜厚为3-20nm，折射率为1. 4-1. 6 ;形成SiO ^薄膜后， 继续沉积，形成SiNx/SiNy减反层，所述的SiO x薄膜+SiN x/SiNy减反层的厚度为65-90nm ;
[0018] 所述的沉积包括SiOx沉积和SiNx沉积；
[0019] 所述的SiOx沉积通过同时通入SiHjP N 20完成；
[0020] 所述的SiNx沉积通过同时通入SiH# NH 3完成；
[0021] 所述的等离子体氧化通过通入N20完成。
[0022] 所述的背电极优选为银电极和铝电极；
[0023] 所述的正电极优选为银电极（丝网印刷是制备电极的常规设备）。
[0024] 所述的高温烧结采用如下方法进行：丝网印刷后的电池片由传送带输送至高温烧 结炉中，所述的高温烧结炉由干燥区和烧结区两部分组成，其中，干燥区温度为180-400°C、 烧结区温度为500-900°C、高温烧结炉传送带带速为l_8m/min。高温烧结曲线对氢原子的 扩散起着关键的作用，很大程度上决定了再生恢复速率常数；
[0025] 优选的，所述的晶体硅太阳能电池片采用LID再生恢复工艺进行制备；LID再生恢 复工艺可以进一步改善电池片LID现象。
[0026] 所述的LID再生恢复工艺采用如下方法进行：将所述的晶体硅太阳能电池片置于 再生恢复设备中，在进行50-250°C处理的同时施加光辐照或正向偏压；光辐照或正向偏压 引起的载流子注入可增强氢复合物中氢的释放，是快速恢复的关键点之一。
[0027] 所述的光辐照由紫外光、可见光或者红外光源提供，辐照光强> 1 suns (1000W/ m2)，光福照的时间< 60s。
[0028] 所述的正向偏压由恒流源提供，电流密度彡10mA/cm2,施加时间< 60s。
[0029] LID再生恢复设备可基于现有的常规高温烧结炉升级实现，具体实现有如下两种 方式：
[0030] (1)在高温烧结炉干燥阶段腔室增加辐照光源或者恒流源输入，同时完成电池片 丝网印刷后的干燥和LID再生恢复工序，此方式极大节约了设备成本和场地投入；
[0031] (2)在高温烧结炉后增加一个光辐照或者恒流输入的控温腔室，即在电池片高温 烧结后再进行LID再生恢复，此方式结合了高温烧结工艺对介电层中氢原子扩散的控制， 实现更好的再生恢复效果。
[0032] 此外，本发明同时适用于SE、MWT、背钝化、PERC和PERL等高效p型晶体硅太阳能 电池。
[0033] 一种用于PERC电池抗LID和PID的TOCVD镀膜和烧结工艺，包括如下步骤：
[0034] 将硅片粗抛、制绒，制绒后绒面尺寸彡5 ym，清洗后甩干，接着进行高温磷扩散，形 成方阻在70-120ohm/SqU的发射区后，进行背面抛光，刻蚀背面绒面，硅刻蚀量为2-10 y m ; 背面钝化层制备后进行正面PECVD镀膜，正面介电层[H]含量为5-25at. %;采用激光或化 学腐蚀进行背面钝化层局部开窗，进行背电极印刷，用于烧结后局部接触的形成；然后，进 行正电极丝网印刷及烧结，完成PERC电池的制备。
[0035] 所述的背面钝化层采用如下方法进行制备：背面钝化层结构采用八10!￡/51队或 SiO x/SiNx叠层，其中A10 J1采用ALD或PECVD的方式沉积，层厚为4-25nm，SiO J1采用热 氧化或PECVD制备，层厚为10-50nm，SiNjl采用PECVD沉积，层厚为100-200nm ;
[0036] 所述的局部开窗采用激光烧蚀或化学腐蚀进行；
[0037] 所述的激光烧蚀采用如下方法进行：采用激光脉冲宽度为ns (纳秒）、ps (皮秒） 或者fs (飞秒）的紫外光、可见光或红外光进行钝化层局部去除；
[0038] 所述的化学腐蚀采用如下方法进行：结合化学腐蚀浆料和丝网印刷进行钝化层局 部去除；
[0039] 所述的正面PECVD镀膜采用如下方法进行：通过沉积或等离子体氧化的方式在所 述的发射区表面形成SiO x薄膜，SiO x膜厚为3-20nm，折射率为1. 4-1. 6 ;形成SiO ^薄膜后， 继续沉积，形成SiNx/SiNy减反层，所述的SiO x薄膜+SiN x/SiNy减反层的厚度为65-90nm。
[0040] 本发明改善晶体硅太阳能电池片LID的原理如下：硼氧复合物处于退火态、衰减 态还是再生恢复态是决定LID程度的根本原因。其中，再生恢复态是硼氧复合缺陷永久失 活的相对稳定状态，即处理后的硅片发生LID的概率大大下降，甚至不再发生LID现象，而 氢浓度则是加速硼氧复合缺陷向再生恢复态转变的关键因素。通过对PECVD工艺、高温烧 结工艺和恢复工艺的优化，可控制氢原子浓度及其扩散运动以实现LID的抑制与改善； [0041] 本发明改善晶体硅太阳能电池片PID的原理如下：利用沉积或等离子体氧化形成 的SiOx薄膜，可以很好的防止钠离子迀移对PN结造成的破坏，有效防止晶体硅太阳能电池 片PID的发生。
[0042] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：本发明提出一种同时实现掺硼p 型晶体硅太阳能电池抗LID和PID的PECVD镀膜和高温烧结以及再生恢复工艺，工艺可在 现有常规晶