CN102136518A - 双面钝化高效硅太阳电池及工艺流程 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双面钝化的高效太阳电池和工艺方案，主要是由太阳电池的硅片经过制绒清洗、扩散工艺、刻蚀工艺，去磷硅玻璃，制作减反膜，丝网印刷电极、然后烧结的工艺后成为太阳电池，在制作迎光面减反射膜后，增加了一道硅片背面制作氧化铝薄膜钝化层的工序，本发明可以显著提高太阳电池的光电转换效率，成本略有提高，但收益要远远高于投入。
Description
技术领域
本发明涉及高效晶硅太阳电池研究及生产技术领域，尤其是一钟双面种背部钝化的高效太阳电池及其生产工艺。
技术背景
晶体硅太阳电池占据了国际光伏市场的90％以上的份额，目前的晶硅太阳电池制作工序是：硅片制绒清洗、扩散工艺、刻蚀周边工艺、去磷硅玻璃工艺、正面沉积减反射SiNx薄膜，丝网印刷正面和背面电极、隧道烧结形成正面和背面电极结束整个工艺流程。如何进一步提高效率，降低成本是国内外晶体硅太阳电池研究领域的基本目标。
发明内容
本发明的目的是要提高晶体硅太阳电池的效率，适用于目前晶硅太阳电池的产业化生产。
本发明采用如下技术方案：
一种双面钝化的高效太阳电池和工艺流程，包括太阳电池片3正面和太阳电池片背面钝化，再在正面钝化层2和背面钝化层5的表面上制作正面和背面电极。通过高温烧结形成正面和背面的电极1和4。
一种双面钝化的高效太阳电池及生产工艺，工艺步骤为如下，首先采用常规的制作太阳电池工艺，制绒清洗、扩散工艺、刻蚀工艺，去PSG磷硅玻璃，再制作正面减反射SiNx薄膜2后，增加了一道硅片背面制作氧化铝薄膜钝化层5的工序，该工艺可以采用常规的物理溅射工艺也可以采用化学汽相沉积工艺完成。在完成背部钝化层后再进行正、背面丝网印刷、电极的烧制工艺，分别在正面和背面形成正面银栅线电极1和背面银焊条电极4，最后成为太阳电池3。增加了背面钝化层5的太阳电池，光电转换效率得到了明显的提高。
丝网印刷、然后烧结的工艺后成为太阳电池，在制作减反色膜后，在硅片的背部制作背部钝化层5，在完成背部钝化层5以后再进行丝网印刷电极工艺和烧结高温烧结工艺，成为太阳电池。背面钝化层为三氧化二铝氧化层，氧化铝薄膜的厚度控制在10nm以内，再在氧化铝薄膜上沉积一层铝薄膜6，收集扩散到背面的光生载流子，背面的银电极4是作为焊脚而设置的，氧化铝薄膜沉积是采用常规的物理溅射工艺，也可以采用化学汽相沉积工艺完成。
本发明的优点：
通过增加背面氧化铝钝化层，减小了背面的光生载流子复合速度，可以显著提高太阳电池的光电转换效率。并且常规的物理溅射工艺和化学汽相沉积工艺也是成熟的半导体和真空工业化沉积薄膜的工艺，很容易在目前太阳电池生产线上增加一道工序，成本略有提高，但收益要远远高于投入。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、上表面银栅线电极，2、正面减反射薄膜，3、太阳电池硅片，4、背银电极，5、背面氧化铝钝化薄层，6、背面铝电极薄层。
具体实施方式
图1给出的是双面钝化的高效太阳电池，其中包括太阳电池片3、太阳电池片3的迎光正面的钝化层2，在太阳电池的背面沉积一层氧化铝钝化层5，再在正表面和背表面上分别制作正面电极1和背面电极4。正面钝化薄层2是氮化硅薄膜而背面钝化薄层是采用氧化铝薄膜5，氧化铝薄膜的厚度控制在10nm以内，再在氧化铝薄膜上沉积一层铝薄膜6，收集扩散到背面的光生载流子，背面的银电极4是作为焊脚而设置的。
一种双面钝化的高效太阳电池生产工艺，其工艺步骤为，首先将购买来的太阳电池的硅片进行一次清洗和腐蚀金字塔绒面、扩散工艺制作PN结、刻蚀工艺去除掉PSG磷硅玻璃，在迎光面制作减反射氮化硅钝化薄膜，再在背面沉积氧化铝薄层作为背面的钝化层，采用丝网印刷、然后烧结的工艺制备正面和背面的电极，最后完成太阳电池的制作。在制作正面减反射膜2后，在硅片的背部制作背部钝化层5，在完成背部钝化层5以后再进行丝网印刷，然后烧结形成正面和背面的电极，成为太阳电池。背部钝化层5为氧化铝薄钝化层，正面的银电极1和背面的银焊条4在烧结过程中，银原子快速扩散分别穿过两个面上的钝化介质层2和5。正面银电极1与它下部的N型高掺杂发射层形成欧姆接触，而背面的银焊条4的银原子也穿过氧化铝薄层5，但背面的银焊条4的面积远远小于正面的银电极，同时，背面的载流子收集是靠铝薄层电极6完成的，载流子在背面隧道穿透氧化铝薄层5，太阳电池的背面P型硅基底3接触。最终构成太阳电池的背面电极4、6。氧化铝薄层5的作用的钝化太阳电池背面，提高太阳电池的光电转换效率。
Claims (3)
1.一种双面钝化高效硅太阳电池，包括有太阳电池硅片、正面电极和背面电极，其特征在于：所述的太阳电池硅片的迎光面设有减反射薄层，背面沉积有氧化铝钝化层，氧化铝钝化层上沉积有铝薄膜，所述的正面电极和背面电极分别设置于太阳电池硅的迎光面与背面。
2.根据权利要求1所述的双面钝化的高效太阳电池，其特征在于所述的减反射薄层为氮化硅薄膜，氧化铝钝化层采用氧化铝薄膜，厚度控制在10nm以内。
3.根据权利要求1所述的双面钝化的高效太阳电池的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)、首先将太阳电池硅片进行清洗和腐蚀金字塔绒面、扩散工艺制作PN结、刻蚀工艺去除掉PSG磷硅玻璃；
(2)、在迎光面制作减反射薄层，再在背面沉积氧化铝钝化层，再在氧化铝钝化层上沉积铝薄膜，采用丝网印刷、然后烧结的工艺制备正面电极和背面电极，最后完成太阳电池的制作。
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