[发明专利]一种局域背面钝化晶体硅电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于晶体硅电池的制备领域，具体提供一种易于产业化生产的局域背场钝化晶体硅电池的制备方法。

背景技术

前光伏行业已进入低迷期，供过于求的状况促进光伏企业不断兼并重组，通过提升电池制备技术来提高电池效率已成为各大光伏企业摆脱行业危机的主要方式。作为高效晶体硅电池的代表，局域背场钝化技术通过采用降低背表面复合速率的方式提高电池效率，与常规铝背场电池相比，可使效率提高1个百分点以上；特别是在硅片厚度不断减薄的情况下，该种技术对提高电池效率和降低电池翘曲度起到很大的作用。

     通常采用原子层沉积或板式PECVD沉积的方式制备Al₂O₃钝化膜，制备工艺相对比较简单，钝化效果好于PECVD法制备的SiO₂；高温热氧化法制备的SiO₂钝化性能好，但是该法易在前表面生长较厚的SiO₂，而且高温过程容易在硅内产生晶格缺陷，增加复合中心，不利于电池效率的提高。国内已实现该种电池量产的几大光伏企业普遍采用Al₂O₃做钝化膜。

可用于开膜的方式有多种，其中包括光刻技术开膜法、丝网印刷腐蚀性浆料开膜法、激光开膜法等。激光器加工精度高、稳定性强，目前普遍采用激光开膜的方式制备背面开膜图形。各大浆料公司加大相匹配的铝浆的研发，现在已有多款适合于局域背场钝化的铝浆问世，事实显示，该种局域背场钝化电池将很快成为光伏市场中的主流产品。

发明内容

   本发明的目的是提供一种易于产业化生产的一种局域背面钝化晶体硅电池的制备方法，在常规生产线上添加配套设备就可实现该种电池的产业化生产，不造成常规产线设备的浪费，该种制备方法简单易行，新增工艺流程不会对电池造成额外损伤，便于产业化生产。该方法可以提高背面钝化效应和光的内背反射率，制备出的电池提高了开路电压和短路电流，从而提高电池效率。

为达到以上目的，本发明所采取的技术方案是：

 一种局域背面钝化晶体硅电池的制备方法，具体步骤为：

   （1）选用P型单晶硅片作衬底，在衬底上制绒，然后在硅片正面和背面制备P-N结；

（2）采用碱性腐蚀液去除背面P-N结的同时实现背面抛光；

（3）在硅片背面镀5 nm～30nm 厚的三氧化二铝钝化膜，对镀膜后的硅片经400℃～600℃的高温退火处理20 min～60min，实现背面钝化； 

（4）在硅片的三氧化二铝膜层上镀氮化硅膜，所述氮化硅膜厚度为100 nm～180nm；

（5）将镀有三氧化二铝和氮化硅双层钝化膜后的硅片在质量分数为0.5%～1.5%的HF溶液中清洗5S～20S，然后在硅片正面镀氮化硅减反射膜，所述氮化硅减反射膜的膜层厚度为60nm-90nm；

（6）采用激光器按照设定好的线状开膜图形开膜；

（7）按顺序依次印刷背电极、铝浆和银浆（采用常规丝网印刷方式），在烧结炉中烧结，形成铝硅合金层；所述的烧结温度为840℃～860℃。

优选，步骤（1）中的P-N结深度在0.4μm以上，表面浓度为0.9×10²⁰/cm³～1.1×10²⁰/cm³。

优选，步骤（2）中所用碱性腐蚀液为NaOH溶液或KOH溶液，抛光后的背面加权平均反射率在70%以上。

优选，步骤（3）所述Al₂O₃膜层厚度为10～15nm，退火温度为500～520℃，退火时间为25～30min。

优选，步骤（4）中氮化硅（SiNx）膜层厚度为120～150nm。

优选，步骤（5）中HF质量分数为0.5%～1.0%，清洗时间为15～20S。

优选，步骤（5）中氮化硅减反射膜的膜层厚度为75nm。

优选，步骤（6）中所用激光器为脉冲式或连续式P秒激光器，波长为310 nm～532nm，功率为12 W～25W。

优选，步骤（6）中所述开膜线状图形的线宽为40μm～45μm，线间距为1100μm～1300μm。所述开模为现有方法。

优选，步骤（7）中烧结炉的烧结温度为850℃～860℃。

下面对本发明做进一步解释和说明：