[发明专利]一种低弯曲薄片单晶硅太阳电池烧结工艺

说明书

技术领域

本发明涉及薄片单晶硅太阳电池烧结工艺，特别是低弯曲薄片单晶硅太阳电池烧结工艺，属于太阳能应用领域。

背景技术

目前，晶体硅仍然是最主要的太阳电池材料，市场份额在90％左右。由于硅材料供应十分紧张，价格不断上涨，电池生产成本的50％以上来自于硅材料。减薄硅片是电池生产厂商降低生产成本的主要手段之一，太阳电池用单晶硅片的厚度已经在200μm左右，并正在向150μm或更薄发展。现用的单晶硅太阳电池的基本生产工艺为：清洗去损伤层、制绒面、扩磷、周边刻蚀，PECVD沉积SiNx减反射层、丝网印刷前后电极和铝浆、最后是烧结。目前的烧结工艺是在链式烧结炉中进行，整个烧结过程分烘干段、烧结段和冷却段，每段设定不同的温度和不同长度。此种烧结工艺，升温速率慢，烧结时基本以恒定速率升温，且在烧结的最高温度有保温过程。由于硅片厚度的减薄，如果仍然延用现在的电池片烧结工艺，在烧结过程中，电池片会发生严重弯曲。弯曲的电池片在后续工艺中容易破碎，降低了成品率，从而也增加了生产成本。对现有的太阳电池烧结工艺进行改进以减小电池片弯曲，是薄片电池发展的重要方面。

发明内容

本发明的目的是提供一种低弯曲薄片单晶硅太阳电池烧结工艺，以解决薄片丝印单晶硅太阳电池在烧结过程中出现的弯曲问题，从而提高成品率和降低电池生产成本。

本发明的低弯曲薄片单晶硅太阳电池烧结工艺，包括以下步骤：

将印刷有前后电极和铝浆的硅片放入快速热处理炉(RTP)中，在含氧气体积为22％-50％的富氧空气下，首先在100℃-400℃温度下烘烤40s-120s，随后以10℃-30℃/s的升温速率升温到300℃-650℃，再以50℃/s-120℃/s的升温速率升温到700℃-900℃，随即以40℃/s-120℃/s的速率降温到室温。

上述烧结工艺所用的硅片为原生厚度为150-220μm的单晶硅片。

本发明的有益效果在于：本发明烧结是在RTP炉中富氧气氛下进行，依次经烘烤、分阶段不同升温速率升温、快速冷却，烧结过程不保温，因此烧结过程短，减小了能耗。该工艺可以在大规模丝印单晶硅太阳电池生产工艺上应用。经过该烧结工艺烧结后得到的电池片的弯曲度小于1mm，电池效率可以达到15％以上。从而能有效减小后续测试和组件封装时的破碎率，降低电池生产成本，有利于太阳电池的发展。

具体实施方式

实施例1：

将印刷有前后电极和铝浆的硅片放入RTP中烧结，烧结气氛采用含氧气体积百分含量30％的富氧空气，先在100℃下烘烤120s，随后以20℃/s的升温速率升温到650℃，再以70℃/s的速率升温到800℃，随即以80℃/s的速率降温到室温。本例采用的硅片为原生厚度为200μm的单晶硅片，铝浆印刷厚度约为30μm。烧结得到的12.5cm×12.5cm的单片单晶硅太阳电池的转换效率为15.3％，弯曲度为0.9mm。

实施例2：

将印刷有前后电极和铝浆的硅片放入RTP中烧结，烧结气氛采用含氧气体积百分含量25％的富氧空气，先在400℃下烘烤40s，随后以30℃/s的升温速率升温到450℃，再以120℃/s的速率升温到850℃，随即以120℃/s的速率降温到室温。本例采用的硅片为原生厚度为180μm的单晶硅片，铝浆印刷厚度约为25μm。烧结后得到的12.5cm×12.5cm的单片单晶硅太阳电池的转换效率为15.0％，弯曲度为0.8mm。

实施例3：

将印刷有前后电极和铝浆的硅片放入RTP中烧结，烧结气氛采用含氧气体积百分含量45％的富氧空气，先在400℃下烘烤100s，随后以10℃/s的升温速率升温到300℃，再以100℃/s的速率升温到900℃，随即以40℃/s的速率降温到室温。本例采用的硅片为原生厚度为160μm的单晶硅片，铝浆印刷厚度约为20μm。烧结后得到的12.5cm×12.5cm的单片单晶硅太阳电池的转换效率为15.0％，弯曲度为0.9mm。