[发明专利]一种太阳电池背面处理方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳电池技术领域，具体涉及一种太阳电池制备过程中的背面处理工艺。

背景技术

探索太阳电池的新工艺来降低成本，同时提高转换效率，是当前光伏业的两大目标。硅片背表面的复合对太阳电池效率的影响较大，随着硅片厚度的不断减薄，硅片背表面的复合速率对太阳电池效率的影响将越来越突出。

传统的太阳电池的背面处理采用印刷铝浆的方法，经过高温烧结后形成铝背场。一方面铝与硅基底形成铝硅共金P+层，有利于增大开路电压；另一方面金属铝背场是优良的背反射器，能把穿过电池上表面的长波段光反射回硅基底，增强光吸收。该工艺具有易于工业化生产，操作简单等优点。

然而，铝背场使太阳电池整个背面形成金属-半导体界面，该界面具有很高的少子复合速率，造成太阳电池的短路电流不高，新开发的点接触方式背电极技术如激光烧结开孔、光刻开孔、丝网印刷腐蚀性浆料开孔等，容易造成欧姆接触不良，而且激光和光刻技术都比较昂贵，产业化成本较高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种简便的太阳电池背面处理方法，该方法生产成本低，易实现工业化大批量生产，与现有常规生产工艺兼容、操作简单、效率提升空间大，能有效提高太阳电池的短路电流和开路电压。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种太阳电池背面处理方法，包括以下步骤：

1）采用磁控溅射的方法在多晶硅片的一面镀上铝膜；

2）对上述镀上铝膜后的多晶硅片进行酸制绒；

3）采用离子注入的方法对制绒后的硅片进行磷扩散；

4）扩散后的硅片进行退火处理；

5）采用PECVD在硅片上表面沉积氮化硅薄膜；以及

6）在硅片上下表面采用丝网印刷方式进行表面金属化，经高温烧结后完成电池的制备。

本发明的太阳电池背面处理方法，步骤1），在多晶硅片的一面镀上铝膜的工艺条件是：腔体气压0.1～1Pa，温度200～300℃，工作电流1～2A，溅射时间10～30min。

本发明的太阳电池背面处理方法，所述铝膜的厚度为0.1～10μm。

本发明的太阳电池背面处理方法，步骤2）中，酸制绒工艺中，HNO₃和HF的体积比在2：1～5：1，制绒时间为30～120s，反应液温度在4～10℃。

本发明的太阳电池背面处理方法，步骤3）中，磷扩散工艺条件是：加速管低真空在10～1000毫托，加热电炉功率为2200～3000W，机械泵油量为300～800ml，离子注入温度在500～1000℃，能量从300～45keV递减，目标方阻为75～90Ω。

本发明的太阳电池背面处理方法，步骤4）中，退火处理工艺中，退火温度为900～1000℃，通入氧气流量为1000～3000sccm，退火时间为5～15min，在高温下铝与硅基底反应生成铝硅共金，形成P+层，从而将背表面的缺陷态去除，降低了背面的损伤和缺陷密度。

本发明的太阳电池背面处理方法，步骤5）中，硅片上表面沉积氮化硅薄膜所采用的温度为400～500℃，真空度为1000～2000毫托，射频源功率5000～7000W，硅烷流量为700～1200sccm，氨气流量在4.5～5.5slm，镀膜时间为400～650s，厚度为80～100nm。

本发明的太阳电池背面处理方法，步骤6）中，所述硅片的上表面印刷银浆形成正面栅线电极；所述硅片的下表面用银铝浆印刷背电极，铝浆印刷铝背场。

本发明的太阳电池背面处理方法，所述硅片采用P型多晶硅片。

借由上述技术方案，本发明太阳电池背面处理方法具有的优点和有益效果是：

1、本发明太阳电池背面处理方法，适用于P型多晶硅片，由于在制绒过程中厚且致密的铝层保护了硅片背面，这样在去除铝膜后就能获得优良的背面抛光效果，铝背场在经过高温烧结后能与硅基底形成良好的镜面界面，从而增强铝背场对长波段光的反射，增强硅片对光的吸收。

2、在扩散过程中，铝膜在高温条件下与硅发生反应生成铝硅共金，在铝硅界面形成一层较薄的P+层，结合丝网印刷铝浆形成铝背场，就形成了增厚的P+层，在P+～P的界面产生一个由P区指向P+的内建电场，从而提高开路电压。

3、本发明工艺仅增加制绒前镀铝膜一步，与现有工艺兼容，而且成本较低，经过该工艺，电池的开路电压和短路电流都能得到提升，从而提高太阳电池的转换效率。

附图说明

图1为镀铝结构示意图。