[发明专利]晶体硅太阳电池背面局域接触结构的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳电池光伏电池，尤其是一种晶体硅太阳电池背面局域接触结构的制备方法。

背景技术

太阳电池是一种能够将太阳光转化为电能的装置，是近年来发展非常迅速的清洁能源技术之一。作为太阳电池市场的主流，晶体硅电池的制作工艺虽然已经比较成熟，但仍然面临着高成本的难题，这也从根本上限制了太阳电池的大规模使用。如何提高电池转化效率与降低生产成本，已经成为行业内最迫切需要解决的问题。

由于目前常规工艺效率提升的空间已经很小，因此各种新工艺和新方法开始被引入到晶硅太阳电池的生产中，背钝化技术就是其中之一。背钝化方法主要是指采用二氧化硅/氮化硅叠层、三氧化铝膜层或三氧化铝/氮化硅叠层等来做钝化膜，钝化膜一方面可以填补表面悬挂键，有效降低背表面复合速率；另一方面可以增强入射到背表面长波段光的反射，从而提高对光子的利用率，是提升电池效率的有效方式。

为了在钝化后的背表面形成有效收集电流的电极，需要制备背面局域接触结构，即部分区域不被钝化膜所覆盖，从而印刷铝浆后能够在这些区域形成良好的欧姆接触。目前局域接触结构的制备主要有激光刻槽、印刷掩膜和印刷腐蚀浆料等几种方法。激光刻槽技术需要较高的设备投入，要求精度高，功率偏大会对硅片造成一定损伤；印刷掩膜和印刷腐蚀浆料的方法不仅需要设备投入，而且需要辅料的不断消耗，产业化成本也较高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种晶体硅太阳电池背面局域接触结构的制备方法，不需要高额设备的投入，仅是在制备钝化膜时引入设定图形的掩膜版，通过掩膜版与硅片间形成的良好接触来制作背面局域接触结构；本发明方法简单，不会对硅片造成损伤，不需要增加工艺流程，并且掩模版的重复使用也极大减少了工艺器具方面的成本投入。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

A.根据电池背面局域接触参数的需求进行掩膜版设计，包括图型、线条的宽度及与硅片接触点的大小；

B.将制绒、扩散和去磷硅玻璃后的硅片放入载片舟中，使硅片背表面（即非扩散面）为预备镀膜面，然后在背表面上放置掩膜版，通过载片舟上的定位点将掩膜版固定在硅片上面，使硅片与掩膜版之间形成紧密接触；

C.进行钝化膜沉积工艺，所镀的钝化膜为内层二氧化硅、外层氮化硅的双层膜，或者是三氧化铝单层膜，或是内层三氧化铝、外层氮化硅的双层膜；

D.将硅片取出，在硅片上表面（即扩散面）镀减反膜并依次进行背表面和上表面的电极印刷和烧结工艺，最终得到完整的电池结构。

本发明所指的晶硅太阳电池既包括单晶硅和多晶硅太阳电池，以及其他在晶体硅衬底上制作的以P-N结为基础的太阳电池。

本发明中二氧化硅钝化膜采用热氧化法或增强型等离子体化学气相沉积（PECVD）法制备，厚度在10-20nm；三氧化铝钝化膜采用PECVD方法制备，厚度在10-100nm；氮化硅钝化膜采用PECVD方法制备，厚度在50-200nm。

本发明所采用的掩膜版设计为：以若干条平行的、宽度为0.1-2mm的掩膜条组成线状图型；或以掩膜条连接掩膜版的中心和四个顶点构成框架，在框架之间若干条平行于的掩膜版边缘、宽度为0.1-2mm的掩膜条组成环形图型；或在掩膜版上镂空若干个直径0.1-3mm的通孔形成网状图型。

本发明所采用的掩膜版的放置方式为：掩膜版通过载片舟上的定位点卡在硅片上，掩膜条前端光滑平整，保证掩膜版与硅片紧密接触时不会对硅片形成损伤。

本发明的有益效果是：

A．相比激光刻槽、印刷掩膜和化学腐蚀方法，掩膜版工艺方法制备太阳电池局域接触结构更加简便，使用掩膜版后，硅片表面钝化膜沉积和局域结构的制备能够同时在镀膜工艺中完成，避免了额外的工艺处理，比如激光器在钝化膜上刻槽、印刷和清洗掩膜或腐蚀浆料等。

B.掩膜版操作简单，可以根据需要设计成各种图像，高强度、耐高温、耐腐蚀等特性也保证了掩膜版的重复应用，不但保证了工艺的稳定性，也极大降低了生产投入。

C.在镀膜工艺过程中，掩膜版的使用不会对硅片造成损伤。

D.掩膜版集承在载片舟中时，还可以实现两面同时镀膜，一面为减反钝化膜，一面为局域钝化膜，较少了工艺流程，提高生产效率。

附图说明

图1为背钝化晶硅太阳电池结构示意图；

图2为线状掩膜版样式的设计示意图；

图3为网状掩膜版样式的设计示意图；

图4位网孔状掩模版设计示意图；