CN102437249A - 背区域接触晶体硅太阳电池局域接触背电场的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种背区域接触晶体硅太阳电池局域接触背电场的制备方法，包括：在硅片上制备电池的正面电极和背面真空蒸镀金属铝背电场；其特征在于：真空蒸镀金属铝背电场后，对硅片连续进行升温、恒温、烧结和退火，具体步骤如下：①硅片温度由常温升至300～450摄氏度；②硅片在300～450摄氏度阶段维持恒定的温度并保持设定的时间；③将硅片在500～650摄氏度温度烧结，使得硅片的背电场局部接触部分形成欧姆接触，而正表明的欧姆接触不受影响；④将硅片温度降至常温。本发明方法采用连续方式完成背表面退火，可以连续生产，易于集成自动化，实时监控，产量大，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种背区域接触晶体硅太阳电池的制备方法，具体说是一种背区域接触晶体硅太阳电池的局域接触背电场的制备方法。
背景技术
现有技术中，晶体硅太阳能电池背表面形成局域接触的工艺过程为，背面进行真空蒸镀金属铝，形成背电场，然后通过退火方式形成欧姆接触，制成效率较高的背区域接触晶体硅太阳电池。其中的退火方式在实验室和批量生产中采用的设备为密闭烘箱，氮气气氛中退火。烘箱温度大约为350～450摄氏度，一个批次时间大约20-30分钟，这种工艺方式在工业化生产中存在，以下几个方面的缺点：1、不能实时监测，一个批次的成品电池出来后才能知道工艺控制好坏，如果工艺控制出现问题，则一个批次的电池整体质量不好。2、间歇性工作，不利于自动化生产，适合自动化生产的方式为连续性不间断流水线生产方式。3、产能低，成本高，要保持烘箱内部的温度均匀性，稳定性，烘箱的大小就有限制，太大的烘箱成本造价成倍的上涨。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的缺陷，提出了一种背区域接触晶体硅太阳电池局域接触背电场的制备方法，可用于工业化生产中，采用链式烧结炉完成背表面退火，链式烧结炉快速退火工艺可以连续生产，易于集成自动化，实时监控，产量大，降低生产成本。
本发明背区域接触晶体硅太阳电池局域接触背电场的制备方法，包括：在硅片上制备电池的正面电极和背面真空蒸镀金属铝背电场；其特征在于：真空蒸镀金属铝背电场后，在链式烧结炉中对硅片连续进行退火处理，具体步骤如下：
①升温阶段，将硅片温度由常温升至300～450摄氏度；②恒温阶段，硅片在300～450摄氏度阶段维持恒定的温度并保持设定的时间，本阶段使得硅片内部温度均匀，背电场和硅接触部分具备形成欧姆接触的条件；③烧结阶段，将硅片在500～650摄氏度温度烧结，升温速度越快效果越好，在现有工业条件下尽量达到迅速升温至500～650摄氏度，使得硅片的背电场局部接触部分形成欧姆接触，而正表明的欧姆接触不受影响。④退火阶段，将硅片温度降至常温。
本发明方法采用连续方式完成背表面退火，可以连续生产，易于集成自动化，实时监控，产量大，降低生产成本。
具体实施方式：
下面结合实施例，对本发明做详细说明。
实施例：背表面钝化层采用单氧化硅薄膜，印刷腐蚀浆料进行开窗，然后进行真空蒸镀金属铝背电场，其工艺过程如下：
1．硅片化学清洗，化学腐蚀方法制备绒面结构，进行扩散前清洗；
2．磷扩散形成PN结。
3．去除边缘和背结。对于背表面钝化和背电场区域接触的方式来说，扩散形成的背结需要去除。
4．进行正面镀减反膜，前表面采用PECVD或者PVD沉积氮化硅薄膜来实现。
5．背表面进行镀钝化层，背表面采用PECVD、APCVD、PVD或者ALD的方式镀一层钝化层，氧化硅，氮化硅或者氧化铝。
6．印刷腐蚀浆料或者激光烧灼的方式在背表面形成背电场局部接触窗口。利用印刷腐蚀浆料进行背表面钝化层局部开窗，工艺成熟，可控性好，工艺稳定，产量大，可以大规模商业生产中应用；激光烧灼去除钝化层的方法，工艺简易可调，工作稳定，生产过程不会产生危废物，可以应用于大规模生产。这两种方法，都比光刻法吉大的节省时间和成本。
7．丝网印刷正面电极并烧结。
8．背面真空蒸镀金属铝背电场。
9．在链式烧结炉中对背电场进行退火处理，具体步骤为：①升温阶段，硅片温度由常温迅速升至300～450摄氏度；②恒温阶段，硅片在300-450摄氏度阶段维持恒定的温度并保持1-20分钟，本阶段使得硅片内部温度均匀，背电场和硅接触部分具备形成欧姆接触的条件；③快速烧结阶段，硅片迅速升高至500-650摄氏度，使得硅片的背电场局部接触部分形成欧姆接触，而正表面的欧姆接触不受影响。链式烧结炉的履带速度为0.1～0.2米/分钟。退火处理用的链式烧结炉与目前电池生产中所用到的烧结炉类似，其中最高温度需求低，造价便宜。相对于烘箱方式进行背电场的退火方式，本发明方法为连续生产，与现有成品化自动化设备兼容；炉内部的电池片数量为烘箱内电池片数量的十分之一到二十分之一，可以在线监测退火工艺。
10．测试分档。
Claims (1)
1.背区域接触晶体硅太阳电池局域接触背电场的制备方法，包括：在硅片上制备电池的正面电极和背面真空蒸镀金属铝背电场；其特征在于：真空蒸镀金属铝背电场后，在链式烧结炉中对硅片连续进行升温、恒温、烧结和退火，具体步骤如下：
①升温阶段，硅片温度由常温升至300～450摄氏度；②恒温阶段，硅片在300～450摄氏度阶段维持恒定的温度并保持设定的时间，本阶段使得硅片内部温度均匀，背电场和硅接触部分具备形成欧姆接触的条件；③烧结阶段，将硅片在500～650摄氏度温度烧结，升温速度越快效果越好，在现有工业条件下尽量达到迅速升温至500～650摄氏度，使得硅片的背电场局部接触部分形成欧姆接触，而正表明的欧姆接触不受影响；④退火阶段，将硅片温度降至常温。
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