[发明专利]染料敏化太阳电池

说明书

技术领域

本发明属于太阳电池技术领域，具体涉及去除太阳电池表面和内部的缺陷的无掩膜局域腐蚀方法和装置。

背景技术

太阳能光伏发电越来越受到关注，光伏行业迅猛发展，新技术层出不穷。为了满足特定的技术工艺要求，需要开发出合适的工艺装置。太阳电池主要包括晶硅太阳电池、薄膜太阳电池、染料敏化太阳电池等几大类。

晶体硅太阳电池包括单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池。目前，晶体硅太阳电池占到太阳电池产量的90％以上。

为了不失一般性地说明问题，图1是目前普遍生产的晶体硅太阳电池示意图，它由发射区3、基区5、减反膜2、前电极1和背电极6组成。基区5和发射区3之间有pn结4。

在太阳电池的制造工艺中，由于各种原因，在最终产品中约有2％有缺陷的等外品即不合格产品。这些有缺陷的太阳电池会降低光电效率，需要对它们进行有效的处理。2010年全球太阳电池产量超过20GWp，因而会有大量的缺陷电池片需要有效的修复，使得这些缺陷电池片达到最佳的光电转换效率。

太阳电池的缺陷主要包括漏电和表面沾污，其中，漏电从形成原因大致分为如下三种类型。

(1)扩散层漏电：经过高温扩散形成重掺杂的扩散层后，由于边沿侧面的扩散层未完全去除，这些未完全去除的扩散层会形成太阳电池前表面发射区3和后表面背电极6之间的电流短路通道，即侧面扩散层漏电；扩散前，如果在太阳电池中存在裂纹或针孔等等，那么在扩散过程中也会在针孔或裂纹沿垂直于电池平面的方向的表面形成重掺杂扩散层，这些重掺杂扩散层在等离子刻蚀或单面化学腐蚀中不可能去除，从而形成太阳电池前表面发射区3与基区5甚至后表面背电极6之间的电流短路通道，即内部扩散层漏电。

(2)pn结贯穿漏电：在扩散工艺后，硅片中存在着从发射区3穿透pn结4到达基区5的杂质原子、杂质原子团或位错等缺陷，这些缺陷可以破坏理想的pn结的电特性，会形成从发射区3穿透pn结4到达基区5的漏电通道，即pn结贯穿漏电。这种pn结贯穿漏电主要分布在靠近pn结4的电池内部，在侧面由于重掺杂层未去除干净而存在pn结的情况下，在侧面也存在。

(3)异物沾污漏电：由于太阳电池在印刷、烘干和烧结过程中，在太阳电池侧面沾附电极浆料等其它异物，或者在针孔或裂纹中也填充有电极浆料等其它异物，这些异物可以形成前电极1/发射区3和基区5/背电极6之间的漏电通道，即异物沾污漏电。在电池的侧面和电池的内部，这种异物沾污漏电都有可能存在。

在上述3种漏电缺陷中，对于太阳电池侧面的漏电缺陷，目前已有用等离子刻蚀、激光刻蚀、纱布打磨、和化学腐蚀液边沿浸泡等方法去除。

然而，对于太阳电池侧面以外的缺陷，例如上述位于太阳电池内部的漏电缺陷以及位于太阳电池表面的表面沾污，还没有一种有效的适合工业化的方法去除它们。如果不对这些缺陷进行去除或修复，则局域有漏电的太阳电池在使用过程中极有可能出现阴影效应，会使太阳电池出现热斑，从而烧坏太阳电池。

具体地，如图2所示，在太阳电池平面以内的pn结4处存在漏电缺陷7。漏电缺陷7的区域通常小于0.5mmx0.5mm。

目前对存在漏电缺陷的太阳电池的处理一般为将它们切割成小电池片，然后将其中漏电的小片丢弃，只是利用其中没有漏电的小电池片。由于切割出来的小片太阳电池都远大于漏电缺陷本身的面积，一般达到10cm²以上，因此仍然有许多面积有相当的光电转换效率，因而如果将其丢弃必将造成很大的浪费

发明内容

本发明是针对上述现有技术中存在的以下问题而提出：1.缺陷附近光电性能正常的很大一部分被浪费；2.经过切割以后的小片太阳电池工作电流太小。为此，本发明提供了一种不需要任何掩膜，就可以利用化学试剂将太阳电池表面或内部的缺陷腐蚀掉的方法即无掩膜局域腐蚀方法和装置即无掩膜局域腐蚀装置。具体地说，本发明的无掩膜局域腐蚀方法和装置所修复缺陷是指太阳电池侧面的缺陷以外的缺陷，例如太阳电池表面的表面沾污和/或太阳电池内部的漏电缺陷。

具体地，本发明为了解决上述问题，提供了无掩膜局域腐蚀方法、无掩膜局域腐蚀装置以及太阳电池，具体提供了以下的方法、装置和太阳电池。

[1]一种去除太阳电池表面或内部的缺陷的无掩膜局域腐蚀方法，上述太阳电池包括正电极、光电转换区和负电极，在上述太阳电池的表面或内部存在缺陷，其特征在于，上述方法包括以下步骤：

在上述太阳电池的表面的、与上述缺陷对应的区域，施加化学腐蚀液；以及

将上述化学腐蚀液与上述太阳电池反应生成的反应物从上述区域去除。