一种减少背场复合损失的PERC电池加工工艺的制作方法

本发明涉及太阳能电池加工技术领域，具体涉及一种减少背场复合损失的perc电池加工工艺。

背景技术：

随着晶硅太阳能电池技术的发展，晶硅太阳能电池的可靠性越受关注。perc电池作为目前晶硅太阳能电池的主流产品，由于其背面钝化作用，可以大幅降低了太阳能电池的背面复合损失，提高太阳能电池开路电压，使太阳能电池效率显著提高。目前，perc电池的制造流程主要是：制绒—扩散—刻蚀—退火—背面沉积钝化膜—正面沉积减反膜—背面激光开槽—丝网印刷—烧结，为提高perc电池的市场竞争力，就必须不断提高perc电池的转换效率。

现有技术中，perc电池在加工过程中，硅片背面和正面镀膜之后，需要对硅片的背面钝化膜进行激光烧蚀开槽，以便丝网印刷时实现硅和铝的接触，在烧结时候形成硅铝合金，用以实现电流的导通。而由于激光对硅片背面氮化硅及氧化铝钝化膜进行烧蚀开槽过程中，会在硅片基底形成损伤层，而硅片上的损伤层是载流子的复合中心，易导致载流子复合，会导致开路电压和短路电流的损失，从而会降低电池的转换效率。

技术实现要素：

本发明提供一种减少背场复合损失的perc电池加工工艺，旨在解决现有技术存在由于perc电池加工工艺过程的背面激光开槽时会在硅片形成损伤层，易导致载流子复合，从而会降低电池转换效率的问题。

本发明是这样实现的，提供一种减少背场复合损失的perc电池加工工艺，包括制绒、扩散、刻蚀、退火、背面沉积钝化膜、正面沉积减反膜、背面激光开槽、丝网印刷、烧结步骤，其特征在于，在所述背面激光开槽步骤与所述丝网印刷步骤之间还包括：

背面碱抛光，使用碱溶液对硅片背面进行抛光处理，并将硅片清洗烘干。

优选的，使用所述碱溶液对硅片背面进行抛光处理具体包括：

利用质量浓度为1.5％-10.5％、温度为50-85℃的碱溶液浸泡硅片1-10分钟，以去除硅片背面激光开槽形成的损伤层，形成抛光面。

优选的，所述碱溶液的质量浓度为2％，所述碱溶液的温度为75℃，所述碱溶液浸泡硅片的时间为2分钟。

优选的，所述碱溶液的质量浓度为2.5％，所述碱溶液的温度为65℃，所述碱溶液浸泡硅片的时间为3分钟。

优选的，将所述硅片清洗烘干具体包括：

使用纯净水清洗硅片1-3次，并使用150-350℃的压缩空气干燥处理硅片1-5分钟。

优选的，所述硅片的清洗次数为2次，所述压缩空气的温度为150℃，所述压缩空气干燥处理硅片的时间为2分钟。

优选的，所述硅片的清洗次数为2次，所述压缩空气的温度为300℃，所述压缩空气干燥处理硅片的时间为3分钟。

优选的，所述碱溶液为氢氧化钾或氢氧化钠溶液。

优选的，所述背面沉积钝化膜步骤具体包括：

在所述硅片的背面依次沉积氧化铝钝化膜、氮化硅钝化膜。

优选的，所述正面沉积减反膜步骤具体包括：

在所述硅片的正面沉积氮化硅减反膜。

本发明提供的一种减少背场复合损失的perc电池加工工艺通过在背面激光开槽步骤与丝网印刷步骤之间增加背面碱抛光工艺，使用碱溶液对硅片背面进行抛光处理，并将硅片清洗烘干，利用碱溶液可以去除硅片背面激光烧蚀开槽时形成的损伤层，使硅片背面激光开槽处裸露出有序原子的硅层，可以减少硅片损伤层对载流子的复合，从而减少perc电池的背场复合损失，可以提升perc电池的开路电压和短路电流，采用本发明工艺制得的perc电池，转换效率可以提升0.03-0.06％；而且，采用背面碱抛光工艺去除硅片背面激光烧蚀开槽时形成的损伤层，其工艺简单，实现成本低。

附图说明

图1为本发明提供的一种减少背场复合损失的perc电池加工工艺的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种减少背场复合损失的perc电池加工工艺通过在背面激光开槽步骤与丝网印刷步骤之间增加背面碱抛光工艺，使用碱溶液对硅片背面进行抛光处理，并将硅片清洗烘干，利用碱溶液可以去除硅片背面激光烧蚀形成的损伤层，使硅片背面激光烧蚀开槽处裸露出有序原子的硅层，可以减少硅片损伤层对载流子的复合，从而减少perc电池的背场复合损失，可以提升perc电池的开路电压和短路电流，采用本发明工艺制得的perc电池，转换效率可以提升0.03-0.06％。

请参照图1，本发明实施例提供一种减少背场复合损失的perc电池加工工艺，包括以下步骤：

s1，制绒：选用p型硅片为基底材料，使用湿化学法技术，在硅片表面形成绒面，减重控制在0.4g-0.8g，反射率控制在9％-15％；

s2，扩散：对硅片通过扩散工艺形成pn结；

s3，刻蚀：使用hf/hno3溶液对扩散后的硅片进行背面抛光和去psg，刻蚀减重控制在0.2g-0.35g，反射率控制在20％-30％；

s4，退火：使用热氧对硅片进行退火处理，温度控制在500-800℃，以在硅片背面形成一层致密的二氧化硅薄膜，以有效阻止载流在表面处的复合；

s5，背面沉积钝化膜；

本实施例中，钝化膜包括氧化铝钝化膜和氮化硅钝化膜。本步骤中，所述背面沉积钝化膜步骤具体包括：

在所述硅片的背面依次沉积氧化铝钝化膜、氮化硅钝化膜，以降低硅片背面复合。

s6，正面沉积减反膜；

本实施例中，减反膜具体为氮化硅减反膜。本步骤中，所述正面沉积减反膜步骤具体包括：在所述硅片的正面沉积氮化硅减反膜。具体的，采用pecvd法沉积氮化硅减反膜。其中，氮化硅减反膜的厚度控制在65-85nm，折射率控制在2-2.5，以降低反射率。

s7，背面激光开槽：对硅片背面的钝化膜进行激光烧蚀开槽，使背铝浆料料烧结时与硅片形成良好欧姆接触；

具体的，利用激光开槽设备在硅片背面的氮化硅钝化膜和氧化铝钝化膜进行激光烧蚀开槽，以露出硅片基底。

s8，背面碱抛光：使用碱溶液对硅片背面进行抛光处理，并将硅片清洗烘干；

本步骤中，在背面激光开槽之后，增加背面碱抛光工艺，使用强碱将硅片背面激光烧蚀开槽形成的损伤层中的硅腐蚀掉，可以去除背面激光开槽烧蚀形成的损伤层，裸露出原子有序的硅层，之后再进行背铝浆料的印刷及烧结，可以减少硅片损伤层对载流子的复合，提升perc电池的开路电压和短路电流，使电池转换效率可以提升0.03-0.06％。

作为本发明的一个实施例，所述碱溶液为氢氧化钾或氢氧化钠溶液。作为本发明的一个优选实施例，所述碱溶液的质量浓度为1.5％-10.5％。

作为本发明的一个实施例，使用所述碱溶液对硅片背面进行抛光处理具体包括：

利用质量浓度为1.5％-10.5％、温度为50-85℃的碱溶液浸泡硅片1-10分钟，以去除硅片背面激光烧蚀槽内的烧蚀损伤层，形成抛光面，从而将背面激光开槽烧蚀形成的损伤层去除，裸露出原子有序的硅层，减少硅片损伤层对载流子的复合，从而减少perc电池的背场复合损失。

作为本发明的一个实施例，所述碱溶液的质量浓度为2％，所述碱溶液的温度为75℃，所述碱溶液浸泡硅片的时间为2分钟。

在本实施例中，硅片背面激光开槽之后，使用质量浓度2％的氢氧化钾溶液，在75℃的温度下，浸泡硅片2分钟，以去除掉激光烧蚀槽内的烧蚀损伤层，形成抛光面。

作为本发明的另一个实施例，所述碱溶液的质量浓度为2.5％，所述碱溶液的温度为65℃，所述碱溶液浸泡硅片的时间为3分钟。

本实施例中，硅片背面激光开槽之后，使用质量浓度2.5％的氢氧化钠溶液，在65℃的温度下，浸泡硅片3分钟，可以进一步提升去除掉激光烧蚀槽内的烧蚀损伤层的效果。

作为本发明的一个实施例，所述硅片清洗烘干具体包括：

使用纯净水清洗硅片1-3次，并使用150-350℃的压缩空气对干燥处理硅片1-5分钟。

作为本发明的另一个实施例，所述硅片的清洗次数为2次，所述压缩空气的温度为150℃，所述压缩空气干燥处理硅片的时间为2分钟，可以很好地去除硅片表面残留的碱溶液，且保持硅片干燥。

作为本发明的一个次选实施例，所述硅片的清洗次数为2次，所述压缩空气的温度为300℃，所述压缩空气对硅片干燥处理的时间为3分钟。

本实施例中，使用纯水清洗硅片2次，去除硅片表面残留的碱溶液，再使用加热到300℃的压缩空气干燥处理硅片3分钟。

作为本发明的一个优选实施例，硅片背面激光开槽之后，使用质量浓度2％、75℃温度条件的氢氧化钾溶液将硅片浸泡2分钟，以将激光烧蚀槽内的损伤层去除掉，形成抛光面；再使用纯净水清洗硅片2次，去除硅片表面残留的碱溶液，再使用加热到150℃的压缩空气干燥处理硅片2分钟，以将硅片完全烘干，这样既可以快速实现硅片背面碱抛光，提升加工效率，且利于降低背面碱抛光工艺的成本。

s9，丝网印刷：使用背铝浆料在硅片背面的开槽位置印刷铝背场，使用银浆料在铝背场上面印刷背面电极，使用银浆料在硅片正面印刷正面电极；

s10，烧结：对硅片进行烘干烧结得到电池成品。

本发明提供的一种减少背场复合损失的perc电池加工工艺通过在背面激光开槽步骤与丝网印刷步骤之间增加背面碱抛光工艺，使用碱溶液对硅片背面进行抛光处理，并将硅片清洗烘干，利用碱溶液可以去除硅片背面激光烧蚀开槽时形成的损伤层，使硅片背面激光开槽处裸露出有序原子的硅层，可以减少硅片损伤层对载流子的复合，从而减少perc电池的背场复合损失，可以提升perc电池的开路电压和短路电流，采用本发明工艺制得的perc电池，转换效率可以提升0.03-0.06％；而且，采用背面碱抛光工艺去除硅片背面激光烧蚀开槽时形成的损伤层，其工艺简单，实现成本低。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。