一种晶体硅太阳电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及晶体硅太阳电池领域，具体涉及一种晶体硅太阳电池。
【背景技术】
[0002] 晶体硅太阳电池是一种将光能转化为电能的半导体器件。在光的照射下，晶体硅 太阳电池内部产生光生载流子，这些光生载流子在PN结内建电场的作用下向电池的正负 极迀移，并经电极引出，转化为电能。
[0003] 在太阳电池制备工艺中，PN结通常是采用高温扩散或离子注入的方法制备。高温 扩散会在硅片的正面、边缘和背面同时产生厚度大约为1ym扩散层，离子注入则由于离子 束的绕射或散射会在硅片的正面及边缘同时产生掺杂层，这两种方法都会导致正负极短路 导通，形成漏电。
[0004] 现有技术中，隔离PN结的方法主要有湿法刻蚀、等离子刻蚀及激光隔离等。
[0005] 湿法刻蚀是通过化学溶液腐蚀的方法实现PN结隔离，等离子刻蚀是利用加速的 氟碳化合物等形成的等离子体中的活性基与硅片发生反应来隔离PN结，两种方法都容易 导致边缘刻蚀不完全和过度刻蚀到正面影响电池外观及减小电池有效面积。而且这两种方 法都存在较大的污染，湿法刻蚀要用到大量的强酸和强碱，废水处理成本高；等离子刻蚀采 用的反应气体一般也有剧毒。这两种工艺并不是最佳的PN结隔离方法。
[0006] 激光隔离技术是太阳电池在金属化完成后，用激光在正面沿边缘划线开槽，实线 PN结的隔离。该技术拥有环保无污染，运行成本低的优点。但正面开槽会减少太阳电池的 有效面积，使电池效率降低0. 3~0. 5%abs。现在也有采用激光在背面开槽做PN结隔离，但 应用在双面电池等一些特殊结构电池时，背面隔离无法隔断PN结，漏电仍然严重，这些缺 陷限制了激光隔离大规模使用。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型的目的在于提供一种晶体硅太阳电池，实现对常规太阳电池及N型双 面电池等特殊电池的PN结隔离，降低太阳电池的因有效面积损失而带来的效率损失，使太 阳电池的效率损失降低到〇.l%abs及以下，满足太阳电池生产的工艺要求。
[0008] 为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：一种晶体硅太阳电池，其 特点是，包含：
[0009] 第一导电类型的晶体硅层；
[0010] 覆盖所述第一导电类型的晶体硅层正面及侧壁的第二导电类型的晶体硅层；
[0011] 减反射膜层，覆盖位于第一导电类型的晶体硅层正面的第二导电类型的晶体硅 层；
[0012] 金属电极，位于减反射膜层，与所述第二导电类型的晶体硅层电连接；
[0013] 金属背电极，覆盖第一导电类型的晶体硅层的背面，并与第一导电类型的晶体硅 层电连接；
[0014] 隔离槽，环绕设置在位于第一导电类型的晶体硅层侧壁的第二导电类型的晶体硅 层。
[0015] 晶体硅太阳电池还包含覆盖所述第一导电类型的晶体硅层背面的金属背电极。
[0016] 所述的隔离槽的深度大于位于侧壁的第二导电类型的晶体硅层的厚度。
[0017] 所述的隔离槽的宽度小于第一导电类型的晶体硅层的厚度。
[0018] 所述的隔离槽的深度大于1ym，小于60ym。
[0019] 所述的隔离槽的宽度大于10um，小于150ym。
[0020] 所述的第一导电类型的晶体硅层的材质为P型单晶硅或P型多晶硅。
[0021] 所述的第一导电类型的晶体硅层与第二导电类型的晶体硅层的导电类型相反。
[0022] 所述的减反射膜层的材质为SiNx:H。
[0023] 所述的金属电极的材质为Ag，所述的金属背电极的材质为A1。
[0024] 本实用新型一种晶体硅太阳电池与现有技术相比具有以下优点：通过激光在半成 品太阳电池侧壁开槽，实现对PN结的隔离，减少晶体硅太阳电池的漏电，使并联电阻增加， FF有所改善提升，相应也会改善提升太阳电池的光电转换效率；本实用新型实现对边缘PN 结的彻底隔离，将电池漏电减小至可以接受的范围之内，同时不会影响正面有效面积，使太 阳电池的效率损失降低到0.l%abs及以下，对于N型双面电池等结构的太阳电池，侧边激 光隔离也能实现对PN结的隔离；在扩散完成后进行侧边激光隔离，则可在后清洗过程总将 激光隔离带来的损伤去除，在钝化镀膜工艺中，钝化膜还可以对该处进行钝化，减少载流子 在激光开槽时产生的损伤层内的复合，提升载流子寿命；而在镀膜或金属化工艺后进行侧 边激光隔离，则更为灵活，对现有产线的升级改造更为方便；本实用新型克服传统的湿法刻 蚀、等离子刻蚀、激光正面及背面隔离的缺陷，适用范围更广，对太阳电池PN结隔离效果更 佳，可有助于提升太阳电池的转换效率及产品的合格率。
【附图说明】
[0025] 图1为本实用新型一种晶体硅太阳电池的整体结构示意图；
[0026] 图2为采用激光隔离工艺后的双面电池的整体结构示意图；
[0027] 图3为实施例一示意图；
[0028] 图4为实施例二示意图；
[0029] 图5为实施例三示意图。
【具体实施方式】
[0030] 以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型做进一步阐 述。
[0031] 现有的湿法及等离子刻蚀均存在边缘刻蚀不干净，及过刻到正面的情况，导致隔 离效果不明显，且会造成正面的光学损失，降低短路电流。正面激光隔离工艺会减少太阳电 池的有效面积，增加光学损失，使电池效率降低0. 3~0. 5%abs。而背面激光隔离虽然避免了 正面光学损失，但对N型双面电池等结构的电池，不能实现对PN结的隔离。为了克服上述 问题，本实用新型提供了一种晶体硅太阳电池及其制备方法，具体是利用激光沿半成品太 阳电池侧边开槽，从而实现对PN结的隔离。本实用新型利用激光精确加工的优势，使激光 束沿半成品晶体硅太阳电池的侧边开槽，在不影响电池的外观形貌，并避免有效面积减小 的情况下，切断电池的PN结，从而起到隔离电池正负极的作用，该应用对双面电池等特殊 结构电池的PN结隔离也同样适用。
[0032]如图1所示，一种晶体硅太阳电池，包含：第一导电类型的晶体硅层1 ;覆盖所述第 一导电类型的晶体硅层1正面及侧壁的第二导电类型的晶体硅层2 ;减反射膜层3,覆盖位 于第一导电类型的晶体硅层1正面的第二导电类型的晶体硅层2 ;金属电极4,位于减反射 膜层3,与所述第二导电类型的晶体硅层2电连接；金属背电极5,覆盖第一导电类型的晶体 硅层1的背面，并与第一导电类型的晶体硅层1电连接；隔离槽6,环绕设置在位于第一导 电类型的晶体硅层1侧壁的第二导电类型的晶体硅层2。
[0033] 本实用新型技术方案中，第一导电类型的晶体硅层1与第二导电类型的晶体硅层 2的导电类型不同，第一导电类型的晶体硅层1为P型，第二导电类型的晶体硅层2为N型， 本实施例中并不限制第一导电类型为P型，仅是对导电类型做一个区分。如图1所示，金属 电极4是穿过减反射膜层3与第二导电类型的晶体硅层2电连接，并有一部分裸露在减反 射膜层3外。
[0034] 隔离槽6的深度大于位于第一导电类型的晶体硅层1侧壁的第二导电类型的晶体 硅层2的厚度；所述的隔离槽6的宽度小于第一导电类型的晶体硅层1的厚度。优选地，隔 离槽的深度大于1um，小于60ym;隔离槽的宽度大于10ym，小于150ym。
[0035] 优选地，减反射膜层的材质为SiNx:H;所述的金属电极的材质为Ag;所述的金属 背电极的材质为A1。
[0036] 如图2所示，本实用新型中采用激光隔离工艺后的双面电池。其电性能参数如表 1所示。可以看到在12V偏压下，双面电池的反向电流小于0.1A，完全可以满足要求。
[0037]
[0038] 本实施例中提供一种晶体硅太阳电池的制备方法，相对于常规A1-BSF晶体硅太 阳电池的工艺流程而言，增加了激光隔离工艺，即激光束在半成品太阳电池的侧边进行开 槽，将半成品电池的PN结划断，使太阳电池的正负极隔离，从而起到减小太阳电池的边缘 漏电的作用，具体地，激光隔离工艺位于扩散工艺之后，或钝化镀膜工艺之后，或在金属化 工艺之后。
[0039] 实施例一：
[0040] A1、清洗制绒，提供一娃片，并将娃片表面进行清洗后进行制绒处理，娃片在切割 过程中留在表面的线痕和损伤层在碱性或酸性溶液中被腐蚀掉，并且在硅片表面产生一定 的绒面，该绒面可以有效的减少入射光在硅片表面的反射，所述硅片为第一导电类型的晶 体娃；
[0041] A2、制备PN结，制备第二导电类型的晶体硅层，覆盖所述硅片的正面、背面及侧 壁，将制绒完成的硅片放入扩散炉中，经过高温扩散的方式，在电池的表面形成PN结；
[0042] A3、在第一导电类型的晶体硅层的侧壁形成一环形隔离槽；
[0043] A4、再次清洗，去除硅片表面残留的磷硅玻璃；
[0044] A5、制备减反射膜层，覆盖位于第一导电类型的晶体硅层正面的第二导电类型的 晶体硅层，即在硅片的正面通过PECVD的方式制备一层厚度大约为80nm的SiNx:H，该层膜 具有表面钝化及减反射的效果；
[0045] A6、进行金属化处理工艺，刻蚀掉位于第一导电类型的晶体硅层背面的第二导电 类型的晶体硅层，在硅片的正面及背面印刷金属浆料，并且经过高温烧结，背面形成金属背 电极，正面形成金属电极，使金属和硅片形成良好的欧姆接触；
[0046] A7、将电池片在太阳光模拟器下进行测试，测出电池的电学性能，然后按照效率、 电流、颜色等标准对电池进行分选。图3中显示了扩散工艺之后进行激光隔离工艺的效果 图。
[0047] 以上步骤只是常规A1-BSF晶体硅太阳电池的大略工艺流程，在实际