[发明专利]一种提升光伏电池片并联电阻的方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏领域。具体地，本发明涉及一种提升光伏电池片并联电阻的方法。

背景技术

选择性发射结(Selected emitter，简称SE)电池制备技术是近年来逐步推广的一种高效的光伏电池制备技术，其原理是采用电池正表面栅线区域重扩散（拓宽烧结窗口、降低接触电阻）、正表面其它受光区域轻扩散（降低表面少子复合速率）的结构设计来达到提升电池效率的目的，提升幅度在0.3%（绝对值）左右。

并联电阻(简称Rsh)是光伏电池片的一项重要评价指标，能衡量p/n结抗反击穿的能力大小。虽然在电池片性能的判定中，Rsh只要高于某一阈值即可（低于该阈值即被判为并联失效），但在光伏电池组件的实际工作中，并联电阻越大，组件的稳定性越好，发电量越高。

目前SE电池的制备方法主要有以下几种：

1）磷不可渗透浆料扩散技术。在制绒后的硅片表面选择性地印刷磷不可渗透浆料，烘干后在扩散炉里进行扩散。在待印栅线区域由于有磷不可渗透浆料的叠加扩散而形成重扩区，在其它待受光区表面则只有POCl₃磷源的扩散而形成轻扩区。由于该种特殊浆料的成本非常昂贵，且为少有几个公司所垄断，所以在工业应用上没有大规模推广。可参考中国专利申请CN200810021462.6等。

2）激光掺杂技术。完成制绒和扩散步骤后，在待印栅线区域进行激光处理，通过激光瞬间的高温来驱动表面PSG中的磷原子快速的扩散，从而在局部形成重扩区。该方法的特点是工艺相对简单，但激光处理的成本较高，同时会引入一定的损伤，增强表面少子的复合。可参考中国专利申请CN201210009252.1等。

3）掩膜技术—先背面刻蚀、后正面刻蚀技术。完成制绒和重扩散步骤后，在待印栅线区域表面叠加掩膜，如蜡和其它可以保护该区域不被后续刻蚀液进行刻蚀的任何保护性介质。将有掩膜的硅片在刻蚀液中先进行背面刻蚀，去除背面和正面外边缘的发射结，再进行正面刻蚀，去除非掩膜区表面的PSG和一部分发射结，使无掩膜覆盖区表面被刻蚀，形成轻扩区。该方法成本相对较低，没有涉及到特殊浆料和激光等高成本工序，所以目前在行业内得到了一定幅度的推广应用。可参考中国专利申请CN201110418857.1等。

4）掩膜技术—先正面刻蚀、后背面刻蚀技术。完成制绒和重扩散步骤后，在待印栅线区域表面叠加掩膜，如蜡和其它可以保护该区域不被后续刻蚀液进行刻蚀的任何保护性介质。将有掩膜的硅片在刻蚀液中先进行正面刻蚀，去除正面非掩膜区表面的PSG和一部分发射结，再进行背面刻蚀，使背面和正面边缘的发射结被完全腐蚀掉，从而形成轻扩区。该方法成本相对方法（3）更为低廉，应用前景更为广阔。但是，由于正面刻蚀完成后，正面边缘区域是裸露的硅，不亲水，所以在后续的背面刻蚀中很难进行刻蚀。所以该方法容易产生大量的并联失效电池片，极大地限制了该工艺的大规模推广。

发明内容

本发明的目的在于在上述制备方法4)的基础上，发明一种提升选择性发射结电池片并联电阻的方法，解决当前光伏领域选择性发射极电池不能得到大规模应用的迫切难题。

总体而言，本发明创造性地在用于正面刻蚀的掩膜制备过程中，在硅片正面边缘添加一额外掩膜外框，正面刻蚀后去除该掩模外框。由于硅片正表面边缘保留有具有很强亲水性的磷硅酸玻璃（PSG）膜，从而实现了边缘刻蚀效果的完全达成。该方法可以大幅提升电池片的并联电阻，降低并联失效比例，提高电池转换效率。

根据本发明的一种选择性发射结电池的制备工艺，包括：制备含发射结的硅片；在所述硅片正面设置掩模，所述掩模保护所述硅片正面的待金属化区域以及所述硅片正面的边缘部分；对所述硅片进行正面刻蚀；去除所述掩模；以及对所述硅片进行背面和正面边缘刻蚀。

根据本发明的一个方面，其中所述掩模包括设置在所述硅片正面的边缘部分上的掩模外框。

根据本发明的一个方面，其中所述掩模外框的宽度为0.2－1mm。

根据本发明的一个方面，所述掩模外框的外侧和所述硅片的边缘相距0.05－0.5mm。

根据本发明的一个方面，所述掩模在正面刻蚀期间在所述硅片正面的边缘部分保留亲水性的磷硅玻璃层。

根据本发明的一个方面，所述亲水性的磷硅玻璃层在背面和正面边缘刻蚀期间被刻蚀。

根据本发明的一个方面，通过丝网刷蜡浆料法或通过喷墨法在所述硅片的正表面设置所述掩模。

根据本发明的一个方面，上述制备方法还包括，在所述背面和正面边缘刻蚀后：对所述硅片进行表面纯化；以及对所述硅片进行金属化。