CN111244226B - 一种双面电池及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种双面电池制作方法，在双面电池前驱体的下表面制作背电极，双面电池前驱体包括由下至上依次层叠的第一钝化层、硅基底、扩散层、氧化层、第二钝化层，然后在背电极以外的区域喷涂氢氟酸溶液，并在喷有氢氟酸溶液的区域制作铝栅线，然后进行烘干处理，使得除铝栅线覆盖以外的氢氟酸溶液被蒸发掉，铝栅线下面覆盖的氢氟酸溶液腐蚀第一钝化层，从而使铝栅线与第一钝化层形成硅铝合金，不需要激光刻槽，也不需对激光、丝网印刷系统的精度进行控制，即解除限制铝栅线的细化的影响因素，可使铝栅线的宽度降低至50微米以下，降低铝栅线对双面电池背面的覆盖面积，提高双面电池的效率。此外，本申请还提供一种具有上述优点的双面电池。
Description
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种双面电池及其制作方法。
背景技术
随着传统化石能源的日益枯竭，太阳能作为一种储量无限、使用免费的绿色清洁能源成为近年来研究的热点。
为了提高光伏组件的转换效率，双面电池逐渐成为光伏行业的研究热点。双面电池从正面和背面同时收集太阳光，与单面电池相比，发电量提高20％左右。目前，在制作双面电池的背面结构时，在形成背面钝化层之后，采用激光刻蚀出凹槽，依次印刷背电极和铝栅线，印刷铝栅线时需要保证激光线与铝栅线精确对准，受制于激光精度和丝网印刷机台的稳定性，铝栅线的宽度较宽，因为目前激光的精度在±15um，网版的精度也在±15um，丝网印刷机台的精度在±7um，激光光斑在3um左右，导致铝栅线的宽度在100um以上，使得双面电池效率提升受限。
因此，如何降低背面铝栅线的宽度是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种双面电池及其制作方法，以降低双面电池背面铝栅线的宽度，提高双面电池的效率。
为解决上述技术问题，本申请提供一种双面电池制作方法，包括：
获得双面电池前驱体，所述双面电池前驱体包括由下至上依次层叠的第一钝化层、硅基底、扩散层、氧化层、第二钝化层；
在所述双面电池前驱体的下表面制作背电极；
在所述下表面除所述背电极以外的区域喷涂氢氟酸溶液，并在喷涂有所述氢氟酸溶液的区域中制作铝栅线，得到预处理双面电池前驱体；
烘干所述预处理双面电池前驱体，去除所述铝栅线覆盖以外的所述氢氟酸溶液；
在烘干后预处理双面电池前驱体的上表面制作正电极，并进行烧结，得到双面电池。
可选的，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的体积分数为20％至40％，包括端点值。
可选的，获得双面电池前驱体，所述双面电池前驱体包括由下至上依次层叠的第一钝化层、硅基底、扩散层、氧化层、第二钝化层包括：
获得所述硅基底；
在所述硅基底的上表面形成所述扩散层；
刻蚀具有所述扩散层的硅基底的四周，并抛光具有所述扩散层的硅基底的下表面；
在所述扩散层的上表面形成所述氧化层；
在经过抛光的下表面形成第一钝化层；
在所述氧化层的上表面形成所述第二钝化层。
可选的，在经过抛光的下表面形成第一钝化层包括：
在经过抛光的下表面形成氧化铝层；
在所述氧化铝层的下表面形成氮化硅层。
可选的，在经过抛光的下表面形成氧化铝层包括：
采用原子层沉积法或者等离子体增强化学气相沉积法，在经过抛光的下表面形成氧化铝层。
可选的，在所述扩散层的上表面形成所述氧化层包括：
采用热氧化法，在所述扩散层的上表面形成所述氧化层。
可选的，在获得所述硅基底之前，还包括：
对所述硅基底进行制绒处理。
可选的，在所述硅基底的上表面形成所述扩散层之后，还包括：
在所述扩散层与所述正电极对应的区域形成重掺杂区。
可选的，在所述扩散层与所述正电极对应的区域形成重掺杂区包括：
采用激光掺杂方式，在所述扩散层与所述正电极对应的区域形成重掺杂区。
本申请还提供一种双面电池，所述双面电池由上述任一种所述的双面电池制作方法得到。
本申请所提供的一种双面电池制作方法，包括：获得双面电池前驱体，所述双面电池前驱体包括由下至上依次层叠的第一钝化层、硅基底、扩散层、氧化层、第二钝化层；在所述双面电池前驱体的下表面制作背电极；在所述下表面除所述背电极以外的区域喷涂氢氟酸溶液，并在喷涂有所述氢氟酸溶液的区域中制作铝栅线，得到预处理双面电池前驱体；烘干所述预处理双面电池前驱体，去除所述铝栅线覆盖以外的所述氢氟酸溶液；在烘干后预处理双面电池前驱体的上表面制作正电极，并进行烧结，得到双面电池。
可见，本申请中的双面电池制作方法在双面电池前驱体的下表面制作背电极，然后在背电极以外的区域喷涂氢氟酸溶液，并在喷有氢氟酸溶液的区域制作铝栅线，然后进行烘干处理，使得除铝栅线覆盖以外的氢氟酸溶液被蒸发掉，铝栅线下面覆盖的氢氟酸溶液腐蚀第一钝化层，从而使铝栅线与第一钝化层形成硅铝合金，不需要激光刻槽，也不需对激光、丝网印刷系统的精度进行控制，即解除限制铝栅线的细化的影响因素，可使铝栅线的宽度降低至50微米以下，降低铝栅线对双面电池背面的覆盖面积，提高双面电池的效率。此外，本申请还提供一种具有上述优点的双面电池。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种双面电池制作方法的流程图；
图2为本申请实施例所提供的制作双面电池前驱体的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术部分所述，目前，在制作双面电池的背面结构时，在形成背面钝化层之后，采用激光刻蚀出凹槽，依次印刷背电极和铝栅线，受各种因素的限制，铝栅线的宽度在100um以上，使得双面电池效率提升受限。
有鉴于此，本申请提供了一种双面电池制作方法，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种双面电池制作方法的流程图，包括：
步骤S101：获得双面电池前驱体，所述双面电池前驱体包括由下至上依次层叠的第一钝化层、硅基底、扩散层、氧化层、第二钝化层。
步骤S102：在所述双面电池前驱体的下表面制作背电极。
具体的，采用丝网印刷技术在双面电池前驱体下表面制作背电极。
步骤S103：在所述下表面除所述背电极以外的区域喷涂氢氟酸溶液，并在喷涂有所述氢氟酸溶液的区域中制作铝栅线，得到预处理双面电池前驱体。
优选地，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的体积分数为20％至40％，包括端点值，避免氢氟酸的体积分数太小，在烘干时氢氟酸溶液腐蚀第一钝化层时腐蚀程度不够，铝栅线不能很好的与第一钝化层形成硅铝合金，影响双面电池的品质；同时避免氢氟酸的体积分数太大，在烘干时氢氟酸溶液过度腐蚀第一钝化层，影响双面电池的品质。
步骤S104：烘干所述预处理双面电池前驱体，去除所述铝栅线覆盖以外的所述氢氟酸溶液。
优选地，烘干温度在100℃-300℃。
步骤S105：在烘干后预处理双面电池前驱体的上表面制作正电极，并进行烧结，得到双面电池。
具体的，采用丝网印刷技术印刷铝栅线，形成正面电极。
本申请中的双面电池制作方法在双面电池前驱体的下表面制作背电极，然后在背电极以外的区域喷涂氢氟酸溶液，并在喷有氢氟酸溶液的区域制作铝栅线，然后进行烘干处理，使得除铝栅线覆盖以外的氢氟酸溶液被蒸发掉，铝栅线下面覆盖的氢氟酸溶液腐蚀第一钝化层，从而使铝栅线与第一钝化层形成硅铝合金，不需要激光刻槽，也不需对激光、丝网印刷系统的精度进行控制，即解除限制铝栅线的细化的影响因素，可使铝栅线的宽度降低至50微米以下，降低铝栅线对双面电池背面的覆盖面积，提高双面电池的效率。
下面对本申请中获得双面电池前驱体的过程进行进一步阐述，请参见图2，包括：
步骤S1011：获得所述硅基底。
需要说明的是，本实施例中对硅基底的种类不做具体限定，例如，硅基底可以为P型硅基底或者N型硅基底。
步骤S1012：在所述硅基底的上表面形成所述扩散层。
以P型硅基底为例进行具体说明，用氮气通过恒温的液态源瓶，把扩散源三氯氧磷带入高温扩散炉中，同时通入足量的氧气，经过反应后磷原子扩散进入P型硅基底内部，形成N型杂质分布，得到扩散层，其中，氮气流量为500sccm-800sccm，氧气流量为600sccm-1000sccm，反应时间为80min-100min，温度为700℃-800℃，扩散方阻为110欧姆-130欧姆。
需要说明的是，当硅基底为N型硅基底时，用硼原子进行扩撒，具体的工艺参数视情况进行调整。
优选地，在所述硅基底的上表面形成所述扩散层之后，还包括：
在所述扩散层与所述正电极对应的区域形成重掺杂区，其中，重掺杂区的方阻为60-100欧姆。
可选的，在本申请的一个实施例中，采用激光掺杂方式，在所述扩散层与所述正电极对应的区域形成重掺杂区。但是本申请对此并不做具体限定，在本申请的其他实施例中，还可以采用离子注入法在所述扩散层与所述正电极对应的区域形成重掺杂区。
步骤S1013：刻蚀具有所述扩散层的硅基底的四周，并抛光具有所述扩散层的硅基底的下表面。
具体的，利用氢氟酸液对具有扩散层的硅基底的背面和边缘进行腐蚀，去除边缘的N型硅，使得具有扩散层的硅基底的上表面、下表面相互绝缘。
可以理解的是，硅基底的下表面即为制成的双面电池的背面，上表面即为双面电池的正面。
步骤S1014：在所述扩散层的上表面形成所述氧化层。
具体的，在扩散层的上表面沉积二氧化硅薄膜层。
可选的，采用热氧化法，在扩散层的上表面形成氧化层。其中，氧气流量为1000sccm-2000sccm，压力为100Pa-300Pa，热氧化温度为600℃-700℃，时间为10min-30min。
步骤S1015：在经过抛光的下表面形成第一钝化层。
优选地，在经过抛光的下表面形成第一钝化层包括：
在经过抛光的下表面形成氧化铝层；
在所述氧化铝层的下表面形成氮化硅层。
可选的，采用原子层沉积法或者等离子体增强化学气相沉积法，在经过抛光的下表面形成氧化铝层。
优选地，控制氧化铝层的厚度在3纳米至15纳米之间，包括端点值。
可选的，采用等离子体增强化学气相沉积法，在氧化铝层的下表面形成氮化硅层。
步骤S1016：在所述氧化层的上表面形成所述第二钝化层。
具体的，采用等离子体增强化学气相沉积法，在氧化层上表面形成氮化硅。其中，氮化硅层(第二钝化层)的制备条件为：沉积温度为450℃-550℃，压力为1500Pa-2000Pa，沉积时间为500s-700s。
在本申请的一个实施例中，在获得所述硅基底之前，还包括：
对所述硅基底进行制绒处理，以提高双面电池对光线的利用率，提升双面电池的光电转换效率。
利用低浓度碱溶液对硅片在不同晶体取向上具有不同腐蚀速率的各向异性腐蚀特性，在P型硅基底表面腐蚀形成金字塔状表面形貌，其中，碱溶液为1.0-1.5wt％的NaOH溶液，反应时间为200s-400s，温度为70℃-90℃，反射率为1-12％。
本申请还提供一种双面电池，所述双面电池是由上述任一种所述的双面电池制作方法得到。
本实施例中的双面电池通过以下方法制得：在双面电池前驱体的下表面制作背电极，然后在背电极以外的区域喷涂氢氟酸溶液，并在喷有氢氟酸溶液的区域制作铝栅线，然后进行烘干处理，使得除铝栅线覆盖以外的氢氟酸溶液被蒸发掉，铝栅线下面覆盖的氢氟酸溶液腐蚀第一钝化层，从使铝栅线与第一钝化层形成硅铝合金，不需要激光刻槽，也不需对激光、丝网印刷系统的精度进行控制，即解除限制铝栅线的细化的影响因素，可使铝栅线的宽度降低至50微米以下，降低铝栅线对双面电池背面的覆盖面积，提高双面电池的效率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本申请所提供的双面电池及其制作方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种双面电池制作方法，其特征在于，包括：
获得双面电池前驱体，所述双面电池前驱体包括由下至上依次层叠的第一钝化层、硅基底、扩散层、氧化层、第二钝化层；
在所述双面电池前驱体的下表面制作背电极；
在所述下表面除所述背电极以外的区域喷涂氢氟酸溶液，并在喷涂有所述氢氟酸溶液的区域中制作铝栅线，得到预处理双面电池前驱体；
烘干所述预处理双面电池前驱体，去除所述铝栅线覆盖以外的所述氢氟酸溶液；
在烘干后预处理双面电池前驱体的上表面制作正电极，并进行烧结，得到双面电池。
2.如权利要求1所述的双面电池制作方法，其特征在于，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的体积分数为20％至40％，包括端点值。
3.如权利要求1所述的双面电池制作方法，其特征在于，获得双面电池前驱体，所述双面电池前驱体包括由下至上依次层叠的第一钝化层、硅基底、扩散层、氧化层、第二钝化层包括：
获得所述硅基底；
在所述硅基底的上表面形成所述扩散层；
刻蚀具有所述扩散层的硅基底的四周，并抛光具有所述扩散层的硅基底的下表面；
在所述扩散层的上表面形成所述氧化层；
在经过抛光的下表面形成第一钝化层；
在所述氧化层的上表面形成所述第二钝化层。
4.如权利要求3所述的双面电池制作方法，其特征在于，在经过抛光的下表面形成第一钝化层包括：
在经过抛光的下表面形成氧化铝层；
在所述氧化铝层的下表面形成氮化硅层。
5.如权利要求4所述的双面电池制作方法，其特征在于，在经过抛光的下表面形成氧化铝层包括：
采用原子层沉积法或者等离子体增强化学气相沉积法，在经过抛光的下表面形成氧化铝层。
6.如权利要求3所述的双面电池制作方法，其特征在于，在所述扩散层的上表面形成所述氧化层包括：
采用热氧化法，在所述扩散层的上表面形成所述氧化层。
7.如权利要求3所述的双面电池制作方法，其特征在于，在获得所述硅基底之前，还包括：
对所述硅基底进行制绒处理。
8.如权利要求3所述的双面电池制作方法，其特征在于，在所述硅基底的上表面形成所述扩散层之后，还包括：
在所述扩散层与所述正电极对应的区域形成重掺杂区。
9.如权利要求8所述的双面电池制作方法，其特征在于，在所述扩散层与所述正电极对应的区域形成重掺杂区包括：
采用激光掺杂方式，在所述扩散层与所述正电极对应的区域形成重掺杂区。
10.一种双面电池，其特征在于，所述双面电池是由权利要求1至9任一项所述的双面电池制作方法得到。
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