Perc晶体硅太阳能电池生产中的碱抛光方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能电池的制造技术，涉及一种PERC晶体硅太阳能电池生产中的碱抛光方法。
【背景技术】
[0002]随着晶体硅太阳电池技术的不断提高，传统结构的单晶硅太阳电池的量产转换效率已达19.2%，多晶硅太阳电池量产转换效率已达17.8%。传统结构电池效率已没有太大的提升空间，电池效率的提升必须依靠新型结构的晶体硅太阳电池发展。在目前已有的硅基体高效电池技术中，由于钝化发射极及背表面电池(PERC电池)将提升电池效率的工艺移至电池背面，因此其与其他的高效电池技术及新的提高电池效率的制造工艺有非常好的兼容性。PERC电池可与其他高效技术同时整合在硅太阳电池的生产制造中。所以PERC电池是目前高效电池中最有可能被工业推广的技术，研究其量产工艺对PERC电池的大规模生产具有非常好的指导性作用。
[0003]常规的A1203PERC电池的生产工艺为制绒一扩散一刻蚀一镀A1203 —镀背面SiNx —镀正面SiNx —激光开槽或开孔一丝网印刷一烧结一测试。PERC电池主要采用ALD法背面制备三氧化二铝薄膜的方式，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。
[0004]目前抛光工艺主要包括酸抛光和碱抛光工艺两种，据相关研究显示碱抛光工艺相比于酸抛光具有更高的电池转换效率，但由于碱抛光制备工序复杂，可控性差，所以现在在现有PERC电池的生产中主要采用酸抛光，如何实现简化碱抛光工艺到现有的PERC电池生产工艺过程中是目前面临的一个难题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够将碱抛光工艺用于现有PERC电池生产工艺的PERC晶体硅太阳能电池生产中的碱抛光方法，使得其能够改善目前碱抛光过程中生产工序复杂、可控性差的缺陷，解决正面膜层绕镀导致背表面钝化效果不佳等问题。
[0006]本发明的PERC晶体硅太阳能电池生产中的碱抛光方法步骤如下:对单晶硅片进行常规的制绒、扩散、刻蚀槽去除边缘与背面的PN结、正面PECVD镀氮化硅膜工序后，利用带式传动方式刻蚀去除背表面及边缘绕镀氮化硅，然后经过碱槽进行背表面抛光处理；再通过原子层沉积背面镀氧化铝薄膜后，进行常规的激光开槽、丝网印刷正背面金属浆料、烧结工序，制得PERC电池片。
[0007]在利用带式传动方式刻蚀去除背表面及边缘绕镀氮化硅的过程中，带速为1.8 -
2.3m/min，配液体积比为HN03:HF = 10:1 - 4:1，刻蚀去除背表面及边缘绕镀氮化硅。
[0008]本发明将碱抛光工艺整合到现有PERC电池生产工艺中，解决了目前碱抛光引进过程中生产工序复杂，可控性差及正面膜层绕镀导致背表面钝化效果不佳等问题，使得基于碱抛光的PERC电池生产能够较好地适应量产的要求。
【具体实施方式】
[0009]下面结合对比例及实施例对本发明的技术方案及效果作进一步说明。
[0010]对比例:
[0011]取800pcs单晶娃片，通过配液体积比为NaOH -Addit1n = 4:1的碱槽，制绒时间1100s，温度80°C，制备去重为0.4-0.8g的绒面；以P0C13为磷源，沉积和推进时间分别为15min和13min，温度约为830°C进行扩散；经过配液体积比为HN03:HF = 10:1的刻蚀槽去除边缘与背面的PN结；正面PECVD镀氮化硅膜，沉积厚度70-90nm，镀膜温度约为450 °C ;经过体积分数为17.6%的NaOH碱槽进行背表面抛光处理；通过原子层沉积(ALD)背面镀氧化铝薄膜，沉积厚度约10nm ;然后PECVD背面镀氮化硅，沉积厚度90-110nm ;然后经过激光开槽，开槽深度约为100nm ;采用四主栅丝网印刷正背面金属浆料，烧结峰值温度780°C下制成PERC电池片；制得单晶PERC电池片的最大转换效率为19.7%。
[0012]实施例一:
[0013]取800pcs单晶娃片，通过配液体积比为NaOH -Addit1n = 4:1的碱槽，制绒时间1100s，温度80°C，制备去重为0.4-0.8g的绒面；以P0C13为磷源，沉积和推进时间分别为15min和13min，温度约为830°C进行扩散；经过配液体积比为HN03:HF = 10:1的刻蚀槽去除边缘与背面的PN结；正面PECVD镀氮化硅膜，沉积厚度70-90nm，镀膜温度约为450°C;带速为2.3m/min，配液体积比为HN03:HF = 10:1刻蚀去除背表面及边缘绕镀氮化硅后经过体积分数为17.6%的NaOH碱槽进行背表面抛光处理；通过原子层沉积(ALD)背面镀氧化铝薄膜，沉积厚度约10nm ;然后PECVD背面镀氮化硅，沉积厚度90-110nm ;然后经过激光开槽，开槽深度约为100nm ;采用四主栅丝网印刷正背面金属浆料，烧结峰值温度780°C下制成PERC电池片；制得单晶PERC电池片的最大转换效率可以达到20.2%。
[0014]实施例二:
[0015]取800pcs单晶娃片，通过配液体积比为NaOH -Addit1n = 4:1的碱槽，制绒时间1100s，温度80°C，制备去重为0.4-0.8g的绒面；以P0C13为磷源，沉积和推进时间分别为15min和13min，温度约为830°C进行扩散；经过配液体积比为HN03:HF = 10:1的刻蚀槽去除边缘与背面的PN结；正面PECVD镀氮化硅膜，沉积厚度70-90nm，镀膜温度约为450 °C ；带速为1.8m/min配液体积比为HN03:HF = 10:1刻蚀去除背表面及边缘绕镀氮化硅后经过体积分数为17.6%的NaOH碱槽进行背表面抛光处理；通过原子层沉积(ALD)背面镀氧化铝薄膜，沉积厚度约10nm ;然后PECVD背面镀氮化硅，沉积厚度90-110nm ;然后经过激光开槽，开槽深度约为100nm ;采用四主栅丝网印刷正背面金属浆料，烧结峰值温度780°C下制成PERC电池片；制得单晶PERC电池片的最大转换效率可以达到20.4%。
[0016]实施例三:
[0017]取800pcs单晶娃片，通过配液体积比为NaOH -Addit1n = 4:1的碱槽，制绒时间1100s，温度80°C，制备去重为0.4-0.8g的绒面；以P0C13为磷源，沉积和推进时间分别为15min和13min，温度约为830°C进行扩散；经过配液体积比为HN03:HF = 10:1的刻蚀槽去除边缘与背面的PN结；正面PECVD镀氮化硅膜，沉积厚度70-90nm，镀膜温度约为450 °C ；带速为1.8m/min配液体积比为HN03:HF = 4:1刻蚀去除背表面及边缘绕镀氮化硅后经过体积分数为17.6%的NaOH碱槽进行背表面抛光处理；通过原子层沉积(ALD)背面镀氧化铝薄膜，沉积厚度约10nm ;然后PECVD背面镀氮化硅，沉积厚度90-110nm ;然后经过激光开槽，开槽深度约为lOOnm ;采用四主栅丝网印刷正背面金属浆料，烧结峰值温度780°C下制成PERC电池片；制得单晶PERC电池片的最大转换效率可以达到20.5%。
[0018]通过以上对比例和实施例的测试结果可以看出:采用本发明方法制得的电池片的转化效率可以达到量产的要求，实施例三表现的转化效率最佳可以达到20.5%，相比于未去除绕镀氮化硅的对比例提高了 0.8%，这是因为绕镀对背表面的抛光效果会有很大的影响；实施例一、二与对比例相比也有相应的提高，经分析这与绕镀部分清除的彻底性、抛光的均匀性有着直接的关系，放低带速、提高HF所占比例是解决这一问题的有效途径，但也需考虑与产量间的平衡。
【主权项】
1.一种PERC晶体硅太阳能电池生产中的碱抛光方法，其特征是:对单晶硅片进行常规的制绒、扩散、刻蚀槽去除边缘与背面的PN结、正面PECVD镀氮化硅膜工序后，利用带式传动方式刻蚀去除背表面及边缘绕镀氮化硅，然后经过碱槽进行背表面抛光处理；再通过原子层沉积背面镀氧化铝薄膜后，进行常规的激光开槽、丝网印刷正背面金属浆料、烧结工序，制得PERC电池片。2.根据权利要求1所述的PERC晶体硅太阳能电池生产中的碱抛光方法，其特征是:在利用带式传动方式刻蚀去除背表面及边缘绕镀氮化硅的过程中，带速为1.8 — 2.3m/min，配液体积比为HN03:HF = 10:1 - 4:1，刻蚀去除背表面及边缘绕镀氮化硅。
【专利摘要】本发明属于太阳能电池的制造技术，涉及一种PERC晶体硅太阳能电池生产中的碱抛光方法。该方法步骤如下：对单晶硅片进行常规的制绒、扩散、刻蚀槽去除边缘与背面的PN结、正面PECVD镀氮化硅膜工序后，利用带式传动方式刻蚀去除背表面及边缘绕镀氮化硅，然后经过碱槽进行背表面抛光处理；再通过原子层沉积背面镀氧化铝薄膜后，进行常规的激光开槽、丝网印刷正背面金属浆料、烧结工序，制得PERC电池片。本发明将碱抛光工艺整合到现有PERC电池生产工艺中，解决了目前碱抛光引进过程中生产工序复杂，可控性差及正面膜层绕镀导致背表面钝化效果不佳等问题，使得基于碱抛光的PERC电池生产能够较好地适应量产的要求。
【IPC分类】H01L31/18, H01L31/068
【公开号】CN105428450
【申请号】CN201510945459
【发明人】黄金, 李高非, 王继磊, 付少剑, 张娟, 白炎辉
【申请人】晋能清洁能源科技有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月16日