[发明专利]一种叉指型背接触电池的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制作太阳电池的方法，尤其是涉及一种叉指型背接触电池的制作方法。

背景技术

叉指型背接触电池的结构特点是正面无栅状电极，正负极交叉排列在背后。和传统P型太阳电池相比，N型叉指型背接触电池结构具有如下优点：

1)N型材料少子寿命较P型材料少子寿命长，衰减率低；

2)前表面无金属电极网的存在，不需要低电阻接触。这样可以减少前表面复合和提高光子阱；

3)前表面无金属阴影遮挡，最大化光吸收，可以增加电池Jsc；

4)组件装配成本降低，更容易实现自动化；

5)电池组件外观好。

当前叉指型背接触电池的制备中，较常用的方法是采用掩膜后高温扩散的方法分别进行硼和磷的掺杂，分别形成P⁺和N⁺区域。该种方法的主要缺点是：

1)过程需要多步掩膜步骤，制造过程极其复杂；

2)需要用到光刻步骤，工艺流程复杂，生产成本高；

3)多步高温扩散过程，能耗高，时间长，增大了生产成本；

4)多步高温过程会带来硅片的热损伤，出炉时巨大的热应力，容易产生碎片和隐裂。

申请号为201110135224.X的中国专利公开了叉指型背接触式太阳能电池及其制备方法，制备方法包括：对硅片进行表面处理和清洗；在硅片上进行制绒；对硅片进行氧化处理形成保护层保护；在形成保护层的硅片上表面离子注入进行掺杂处理；在形成保护层的硅片下表面通过丝印浆料，离子注入形成叉指状的p、n区域；对硅片进行烧结；去残铝并再次清洗；在硅片上形成钝化层；印刷叉指状金属电极对；对硅片进行再次烧结。与本申请专利相比，201110135224.X专利提供的叉指型背接触电池用到离子注入工艺，目前用于太阳能电池制造的离子注入设备仍处于研发推广阶段，设备价格较贵，产能较小，不利于实现产线改造和大规模生产。本发明提供的叉指型背接触电池制造过程全部使用产线现有设备，一次性设备投入较小，设备工艺简单。更容易实现工业化生产。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现电池背表面磷和硼叉指型掺杂区域的精确成形的叉指型背接触电池的制作方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种叉指型背接触电池的制作方法，采用以下步骤：

1)利用化学刻蚀对N型单晶硅片进行单面制绒、单面抛光预处理；

2)用丝网印刷在预处理后的硅片制绒面印刷磷含量20wt％～50wt％的掺磷浆料，然后在空气氛围中120～160℃烘干8～12min；

3)用丝网印刷在硅片抛光面需要进行磷掺杂的区域再次印刷磷含量80wt％～100wt％的掺磷浆料，然后在空气氛围中120～160℃烘干8～12min；

4)烘干后的硅片在N₂环境中于800～1000℃热处理20～40min，使制绒面和抛光面印刷区域形成n⁺掺杂层；

5)在硅片抛光面需要进行硼掺杂的区域印刷硼含量20wt％～40wt％的硼掺杂浆料，然后在空气氛围中120～160℃烘干8～12min；

6)烘干后的硅片在N₂环境中800～1000℃下热处理20～40min，形成p⁺掺杂层；

7)将硅片放入8wt％～10wt％的HF溶液中室温下反应8～10s，去除掺杂浆料热处理后在硅片表面形成的SiO₂层，再用去离子水洗净烘干；

8)烘干后的硅片在O₂环境中1000～1200℃下氧化20～40min，使硅片双面形成SiO₂钝化层；

9)用PECVD方法在氧化后的硅片两面沉积SiN_x钝化层；

10)用激光处理硅片抛光面p⁺和n⁺掺杂区域，打开SiO₂/SiNx钝化层使p⁺和n⁺掺杂层和电极具有良好的接触性；

11)激光处理后的硅片经丝网印刷金属浆料形成接触电极；

12)印刷后的硅片进行烧结形成良好的电极接触，即制备得到叉指型背接触电池。

步骤1)的预处理采用以下步骤：

a、将N型单晶硅片放入5～8wt％的KOH或NaOH水溶液中，60～80℃下静置反应400～600s进行硅片表面抛光处理；