[发明专利]一种基于背面碱抛工艺的PERC电池制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池制备方法，具体涉及一种PERC电池制备方法。

背景技术

常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源，太阳能发电装置又称为太阳能电池或光伏电池，可以将太阳能直接转换成电池，其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应，目前常规电池受工艺限制，效率提升已无太大空间，电池效率的提升必须依靠新型结构电池工艺的发展，而局部接触背钝化(PERC)太阳能电池，是目前逐渐在市场上流行起来的一种高效太阳能电池，其核心是在硅片的背面用氧化铝和氮化硅覆盖，以起到钝化表面、提高长波响应的作用，从而提升电池的转换效率，传统的PERC电池的制备方法包括以下几个步骤：①制绒；②扩散；③背面抛光、刻蚀和去磷硅玻璃；④背面沉积氧化铝；⑤背面PECVD沉积SiNx；⑥正面PECVD沉积SiNx；⑦背面局部激光开口；⑧丝网印刷和烧结，其中，常规PERC电池背面抛光通常使用酸抛工艺，以RENA链式刻蚀设备为例，①硅片漂浮在HF/HNO₃/H₂SO₄组成的刻蚀液上，去除背面及边缘的PSG，同时对背面进行抛光；②通过NAOH水溶液去除多孔硅以及中和硅片表面的酸液；③经过HF水溶液去除硅片正面的PSG，抛光后背面平整度增加，对长波光的反射增加，促进了投射光的二次吸收，从而提升Isc，同时由于背面比表面积减小，降低了背面复合，且能够提升背面钝化效果，但是现有的这种酸抛工艺抛光情况也并不理想。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于背面碱抛工艺的PERC电池制备方法，提升PERC电池背面抛光效果。

技术方案：本发明所述的一种基于背面碱抛工艺的PERC电池制备方法，包括以下步骤：

1)制绒；

2)扩散；

3)背面酸洗；

4)背面抛光；

5)去磷硅玻璃；

6)背面ALD沉积氧化铝；

7)正面PECVD沉积SiNx；

8)背面PECVD沉积叠层钝化膜；

9)背面局部激光开口；

10)丝网印刷和烧结，

其中，步骤3)中硅片常温经过背面酸洗机，酸槽中HF浓度3％～20％，步骤4)中背面抛光为槽式机内使用TMAH、抛光液以及水混合所配溶液对硅片背表面进行抛光，抛光后在HF溶液中去除PSG，TMAH浓度2％～5％，温度40～80℃。

有益效果：

本发明的基于背面碱抛工艺的PERC电池制备方法，可以使用价格相对便宜的背面酸洗机以及槽式背抛机取代价格昂贵的湿法刻蚀设备，减少成本投入，对电池半成品扩散面无需做额外的保护处理，避免因增加掩膜等方式保护扩散面造成的流程及成本增加，前后各岗位工艺无需做较大变动，与产线现有设备及工艺匹配性好，经本发明碱抛工艺处理的PERC电池背面较常规酸抛平整，有利于钝化以及背面接触，提高了电池的少子寿命及开路电压制，同时背面形成镜面增加了长波的内反射，增加了短路电流，制成的PERC电池效率较常规刻蚀工艺电池高0.1％左右，效果提升十分显著，另外常规的酸抛废液包含的N、F对环境污染较大，本发明碱抛产生的废液不含N、F对环境影响较小，且碱抛液成本及废液处理费用较低。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

对比试验1：常规PERC电池的制备流程，选用P型硅进行如下操作：1)制绒；2)扩散；3)背面抛光、刻蚀和去磷硅玻璃；4)背面ALD制备氧化铝；5)背面PECVD集成退火和镀膜；6)正面PECVD沉积SiNx减反射膜；7)背面激光局部开口；8)丝网印刷、烧结，得到PERC太阳能电池。本发明的背面碱抛工艺制备流程，选用P型硅进行如下操作：1)制绒；2)扩散；3)背面酸洗，硅片常温经过背面酸洗机，酸槽中HF浓度3％～20％；4)背面抛光，槽式机内使用TMAH、抛光液以及水混合所配溶液对硅片背表面进行抛光，抛光后在HF溶液中去除PSG，TMAH浓度2％～5％，温度40～80℃；5)去磷硅玻璃；6)背面ALD沉积氧化铝；7)正面PECVD沉积SiNx；8)背面PECVD沉积叠层钝化膜；9)背面局部激光开口；10)丝网印刷和烧结，得到PERC太阳能电池，两种PERC电池制备方法电性能对比如下表1：