[发明专利]一种电池片背部钝化工艺

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池硅片制造领域，具体涉及一种电池片背部钝化工艺。

背景技术

太阳能电池薄片化发展必然需要优异的表面钝化，以降低少数载流子的表面复合速率(SRV)，提高太阳能电池的短路电流和开路电压，进而使光电转换效率。提高硅太阳能电池背面钝化技术是目前光伏电池高效化的有效手段。局域化背电场结构中Al掺杂只存在于局部区域，其他区域被钝化膜覆盖，一方面既保证了有效的背场效果，另一方面降低了载流子复合，可以大幅度提高太阳能电池的效率。

专利CN201210520388.9提供了一种背钝化电池的制备方法，先将P型单晶硅片清洗制绒；再进行P扩散；然后用腐蚀溶液将硅片背面腐蚀抛光；再分别用HF溶液清洗硅片正面，按RCA方法清洗硅片背面；接着在电池背面按顺序沉积非晶硅，氧化铝以及氮化硅，在硅片正面沉积氮化硅；利用激光或者腐蚀浆料在硅片背面将沉积的薄膜层局部去除；最后印刷电极并烧结；背面沉积了非晶硅，氧化铝以及氮化硅三层，工艺较复杂，本发明中层叠氧化铝和氮化硅，同样也能达到很好的效果。

专利CN201310053994.9提供了一种晶体硅太阳能背电极用导电铝浆及制备方法，其中导电铝浆成分包括铝粉、有机载体、玻璃粉、硅烷偶联剂、硬脂酸锌，有机载体是丙烯酸树脂溶解于苯甲醇中，而本发明中使用邻苯二甲酸酯类和硅烷偶联剂共同作用，形成了界面结构，提高铝粉颗粒的附着强度。

在本发明中我们提供了一种电池片背部钝化工艺，形成一种新的背电极和背电场结构；在电池背部沉积氧化铝后在温度为350-400℃退火，相对于其沉积态提高了少子寿命，使样品中的固定负电荷密度提高，改善了Al₂O₃膜与晶体硅接触的界面质量，降低了界面缺陷态密度；在铝浆中添加硅烷偶联剂可以有效降低邻苯二甲酸酯类的表面张力，减小铝浆的接触电阻。

发明内容

在本发明中我们提供了一种电池片背部钝化工艺，在电池背部沉积氧化铝后控制退火温度和时间，使样品中的固定负电荷密度提高，改善了Al₂O₃膜与晶体硅接触的界面质量，降低了界面缺陷态密度；在铝浆中添加硅烷偶联剂可以有效降低邻苯二甲酸酯类的表面张力，减小铝浆的接触电阻。

为了达到上述目的，本发明提供了一种电池片背部钝化工艺，包括以下步骤：

1)扩散：将制绒后的P型单晶硅进行P扩散，扩散温度为890-910℃，方阻为70-100Ω/cm；

2)抛光清洗：利用抛光酸腐蚀溶液或者碱腐蚀溶液将硅片背面腐蚀并进行抛光，用5-10％的HF溶液清洗硅片5-8min，去除正面的磷硅玻璃，用主要成分为H₂O₂和NH₃.H₂O的混合溶液清洗硅片背面，控制温度为90-100℃；

3)背部钝化沉积：在硅片背面利用PECVD沉积氧化铝，沉积薄膜厚度为30nm-60nm，在温度为350-400℃时退火，退火时间为5-6min；控制沉积氮化硅时的温度为450-500℃、NH₃/SiH₄气流比为6-12:1、气体总流量为3500-4500sccm，在硅片背面沉积薄膜厚度为75-90nm，正面沉积氮化硅薄膜厚度为60-80nm；

4)激光处理：利用激光局部去除硅片背面沉积的薄膜层，形成若干薄膜开孔；用5-10％的HF溶液清洗硅片背面5-8min，去除背面的激光损伤层；

5)印刷烧结：通过丝网印刷将氧化铝溶胶涂布于基材上，并形成一预定图案的涂层，在160-180℃干燥10min，接着在560-600℃的温度下烧结，基材上形成具有该预定图案的钝化层；

其中，氧化铝溶胶成分包含以下重量份材料：金属铝粉43-50份，PbO-B₂O₃-SiO₂铅系玻璃粉末30-46份，邻苯二甲酸酯类10-12份，硅烷偶联剂6-10份。

优选地，所述P型单晶硅电阻掺杂浓度为0.2-10Ω·cm。

优选地，所述抛光腐蚀溶液为KOH溶液。

优选地，所述铝粉的中心粒径为5μm，玻璃粉的中心粒径为1.3μm。

本发明的有益效果是：