[发明专利]一种太阳能电池制造工艺及链式镀膜设备

说明书

本发明公开了一种太阳能电池制造工艺，包括如下步骤：S1.清洗、制绒；S2.硼扩散；S3.清洗去除BSG层并进行背面抛光；S4.背面沉积隧穿氧化层+掺杂非晶硅层；S5.正面制备氧化铝+氮化硅叠层；S6.退火；S7.背面沉积氮化硅减反保护层；S8.丝网印刷、烧结测试、分选。本发明首先将正面沉积氧化铝、氮化硅薄膜工序调整至退火工序之前，利用退火时的长时间高温充分激发氧化铝、氮化硅的钝化能力，提升电池效率；其次利用氧化铝、氮化硅薄膜预先把硅片正表面遮盖起来，以避免在退火时正表面引入杂质而影响电池性能，同时还可省去退火后的清洗工序，将工艺流程从现有技术的9步简化至8步，从而有效提高生产效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池制备技术领域，特别涉及一种太阳能电池制造工艺及链式镀膜设备。

背景技术

未来，提效、降本是高效电池业界技术的主攻方向。隧穿氧化物钝化接触(TOPCon)技术作为当前产业化高效太阳电池的重点研究方向之一，其量产效率在过去三年内从20.7％提高到了24％甚至更高。基于目前成本计算，TOPCon电池效率每提升1％，EPC成本则会下降0.2元/W，可见，TOPCon技术的不断提升优化，则成为进一步提高电池整体效率，获得更低度电成本的关键。

参考图1，现有TOPCon电池制造工艺流程为：以N型硅片为基准，依次完成S1.清洗制绒→S2.硼扩散→S3.BSG清洗/背面抛光→S4.背面沉积隧穿氧化层和掺杂非晶硅层→S5.退火→S6.清洗→S7.正面沉积氧化铝+氮化硅→S8.背面沉积氮化硅→S9.丝网印刷、烧结测试、分选。上述现有TOPCon电池制造工艺具有如下不足：

1、对于TOPCon现有工艺流程，因退火时硅片背表面的掺杂非晶硅层经长时间的高温处理会出现掺杂磷的逸出、扩散，从而对正表面产生污染，因此，退火工序(步骤S5)结束后还需要一道清洗工序(步骤S6)，以去除硅片正表面引入的污染物，工艺较为复杂，制程工序多，影响了电池片良率、生产效率以及成本；

2、现有工艺中，TOPCon正面钝化结构即氧化铝和氮化硅叠层在沉积完成后，仅在最后印刷、烧结工序时经过短暂的高温处理，但短时间高温无法充分激活其钝化能力，成为制约电池效率提升的重要因素。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种太阳能电池制造工艺，包括如下步骤：

S1.选择N型晶体硅基体，对硅基体进行清洗、制绒；

S2.硼扩散制备PN结；

S3.清洗去除BSG层，并进行背面抛光；

S4.在N型晶体硅基体的背面生长一层隧穿氧化层，并在隧穿氧化层上沉积一层掺杂非晶硅层；

S5.在N型晶体硅基体的正面制备氧化铝+氮化硅叠层；

S6.退火，利用高温激活N型晶体硅基体背面的掺杂原子，使N型晶体硅的背面完成晶化形成掺杂多晶硅层，同时，充分激发正面氧化铝+氮化硅叠层的钝化能力；

S7.在N型晶体硅基体的背面沉积氮化硅减反保护层；

S8.在N型晶体硅基体的背面印刷银浆并烘干以形成背面主栅和背面副栅，正面印刷银铝浆并烘干以形成正面主栅和正面副栅，随后烧结，完成TOPCon太阳能电池的制备。

其中，步骤S4中，隧穿氧化层的厚度为0.5-2nm，掺杂非晶硅层的厚度为20-200nm。

其中，所述步骤S6中，退火工艺温度为500-900℃，退火时间为1-30min。

本发明还提供了一种用于上述太阳能电池制造工艺的链式镀膜设备，包括一体连续设置的背面隧穿氧化层镀膜腔、背面掺杂非晶硅层镀膜腔、正面氧化铝层镀膜腔及正面氮化硅层镀膜腔，在同一设备中依次完成背面隧穿氧化层、背面掺杂非晶硅层、正面氧化铝层及正面氮化硅层的镀制。