[发明专利]一种两次丝网印刷与刻槽结合的太阳能电池制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶体硅太阳能电池制造工艺，尤其涉及一种两次丝网印刷与刻槽结合的太阳能电池制造工艺。

背景技术

丝网印刷技术是产业化晶体硅太阳能电池制造工艺中普遍使用的电极制作工艺，现有的采用丝网印刷的晶体硅太阳能电池制造工艺具体步骤如下，常规采用一次印刷的方式：a)硅片去除表面损伤层及硅片表面制绒；b)三氯氧磷(POCL₃)液态源N+扩散；c)氟化氢(HF)去磷硅玻璃(PSG)及边缘刻蚀；d)热生长高质量氧化硅；e)表面沉积减反SiNx；f)印刷背面电极、背面铝背场；g)印刷正面银电极；h)电极电场金属化烧结。这种工艺采用一次印刷电极的方式，存在串联电阻偏高影响电池效率的缺点。

为减少栅线导电电阻，降低串联电阻，也有采用两次丝网印刷的工艺，在硅片表面丝网印刷两次银电极，虽然降低了串联电阻，但是这种工艺仍然存在缺陷，因为银电极的印刷高度太高后电极栅线的银电极浆料在烧结过程中容易铺张，导致短路电流降低，影响了电池的遮光面积。

现有的刻槽工艺与丝网印刷工艺相比，能减少遮光损失，具有选择性发射极、电极与发射极接触面积大。但是其电极工艺一般使用电镀来完成，生产成本大大增加，不适合产业化，只能用于高效电池的研发。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种两次丝网印刷与刻槽结合的太阳能电池制造工艺，使生产出的太阳能电池的串联电阻较低，而且印刷的电极浆料在烧结过程中不易铺张，能够减少遮光损失，还具有选择性发射极，电极与发射极的接触面积大，电池的性能更加良好，电池的转换效率较高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种两次丝网印刷与刻槽结合的太阳能电池制造工艺，用于制造一种两次印刷电极的太阳能电池，所述的太阳能电池具有硅片，硅片表面分为电极栅线区域和电极非栅线区域，所述的太阳能电池制造工艺包含有刻槽工艺和两次印刷工艺。

所述的刻槽工艺为：在硅片表面的电极栅线区域刻槽，使电极栅线区域形成蚀槽；

所述的两次印刷工艺在刻槽工艺之后，具体为：a、第一次印刷电极：将印刷的电极浆料填入蚀槽并进行烘干，在蚀槽中形成第一层电极；b、第二次印刷电极：在第一层电极外表面印刷电极，使硅片表面电极栅线区域形成第二层电极。

进一步地，所述的刻槽工艺为：在硅片表面正面电极的电极栅线区域刻槽，使正面电极的电极栅线区域形成蚀槽，所述的两次印刷工艺为：a、第一次丝网印刷正面电极：将印刷的银电极浆料填入蚀槽并进行烘干，使蚀槽中形成正面第一层电极；b、第二次丝网印刷正面电极：在第一层电极外表面丝网印刷银电极形成正面第二层电极。

进一步地，所述的刻槽工艺为：在硅片背表面背面电极的电极区域刻槽，使背面电极的区域形成蚀槽，所述的两次印刷工艺为：a、第一次丝网印刷背面银电极：将印刷的银电极浆料填入蚀槽并进行烘干，使蚀槽中形成背面第一层电极；b、第二次丝网印刷电极：在第一层电极外表面丝网印刷银电极形成背面第二层电极。

进一步地，所述的太阳能电池制造工艺还包含有生长氧化掩膜层工艺、清洗工艺和形成选择性发射极工艺。

具体地，所述的生长氧化掩膜层工艺为：在TCA(三氯乙烷)条件下在硅片表面生长一层氧化掩膜层，这样可以尽量避免硅片受沾污，保证硅片少子寿命。

所述的刻槽工艺在生长氧化掩膜层工艺之后，经刻槽后蚀槽区域的氧化掩膜层被去除，所述的清洗工艺在刻槽工艺之后。

具体地，所述的形成选择性发射极工艺在清洗工艺之后，具体为：a、将硅片进行POCL₃液态源N++重扩散，使电极栅线区域的蚀槽下方及两侧边形成N++重扩散区；b、用HF去除氧化掩膜层；c、将硅片进行POCL₃液态源N+浅扩散，电极非栅线区域形成N+浅扩散区，硅片形成选择性发射极。

进一步地，所述的刻槽工艺为：在硅片表面的电极栅线区域采用激光刻槽，使电极栅线区域形成蚀槽；所述的清洗工艺包括NaOH清洗、HCL清洗、DI水(超纯水)清洗并干燥。

用NaOH清洗在刻槽过程中形成的刻蚀表面损伤层，用HCL来对硅片表面去金属沾污清洗，以及将残留的NaOH清洗干净。

在硅片表面的电极栅线区域刻槽也可采用化学刻蚀的方式，若采用化学刻蚀，则不需要用NaOH清洗。

所述的氧化掩膜层工艺之前还具有：硅片去除表面损伤层及硅片表面制绒等工艺，所述的形成选择性发射极工艺之后还具有：HF去PSG(硅磷玻璃)及边缘刻蚀、热生长高质量氧化硅，表面沉积减反SiNx等工艺。