基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种硅太阳能电池制备方法，尤其涉及一种基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法。
【背景技术】
[0002]硅太阳能电池在光伏市场占有值超过80 %，是应用最普遍和发展最成熟的光伏产品。硅在地壳中的含量约27.1 %，储量丰富，所以选择硅太阳能电池同样是未来普及绿色光伏能源的必由之路。传统工艺中，硅太阳能电池的铝背场采用丝网印刷铝浆料，铝浆厚度为20?35 μm，经过烘干后，与前电极共烧结，烧结最高温度介于700?800°C。
[0003]硅太阳能电池的新型高效发射极及背面钝化电池(PERC)，电池背面采用氧化铝镀膜加氮化硅镀膜钝化，氧化铝膜及氮化硅膜的厚度在20?lOOnm，氧化铝膜采用原子层沉积(ALD)技术，投资成本大，技术难度高，不适合稳定的批量工业生产，氮化硅膜采用等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)，控制难度低，已经完全能够批量生产。使用激光在氮化硅膜及氧化铝膜上进行开孔，开孔后进行丝网印刷铝浆。高温烧结过程中，在开孔处铝浆与硅形成铝合金背场，印刷的铝浆烧结后表面光滑，背场为随机分布的背场。因此，有必要对硅太阳能电池制备方法进行改进，并最大化的利用传统产业设备。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法，能够形成均匀分布的局域铝背场，有效提高晶硅太阳能电池光电转换效率。
[0005]本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法，包括如下步骤:a)提供线切割后的多晶或单晶硅片，并在硅片双面制作绒面；b)将硅片在扩散炉里进行扩散，形成p-n结；c)在硅片背面镀氧化硅膜和氮化硅膜，在硅片正面镀氮化硅膜；d)在硅片正面和背面印刷银电极并烧结，然后在硅片背面利用丝网继续印刷铝浆层，烘干并预烧结；e)采用激光熔融铝浆层，形成点阵列分布的柱状熔融坑洞，清洗并退火。
[0006]上述的基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法，其中，所述多晶或单晶硅片厚度为150?200 μ m，所述多晶硅片采用酸溶液浸泡形成双面绒面，所述单晶硅片采用碱溶液浸泡形成双面绒面。
[0007]上述的基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法，其中，所述步骤a)中的多晶硅片采用HN03:HF:H 20体积比为5:1:3的溶液对硅片上下表面进行制绒处理，腐蚀深度为3 μ m。
[0008]上述的基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法，其中，所述步骤b)中的硅片在扩散炉里进行扩散形成P-n结后，通过湿法刻蚀将硅片吹干，扩散温度为800°C。
[0009]上述的基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法，其中，所述步骤c)中氧化硅膜形成如下:将臭氧气体以气流的方式喷射到硅片的背面，进行干氧氧化而成，所述氧化硅膜的厚度为15 ~ 20 μ mo
[0010]上述的基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法，其中，所述硅片背面的氮化硅膜厚度为35?40nm，折射率为2.25?2.3 ;所述硅片正面的氮化硅膜厚度为82nm，折射率为2.1。
[0011]上述的基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法，其中，所述硅片背面的铝浆层厚度为16?18 μ m，所述铝浆层中含有重量百分比为1%?4%的玻璃料。
[0012]上述的基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法，其中，所述铝浆层采用红外线辐射加热进行烘干，烘干温度为80°C，预烧结温度为250?350°C。
[0013]上述的基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法，其中，所述步骤e)采用激光波长为532nm，功率为10?50W的激光设备熔融铝浆层，光斑直径为20?30 μ m，所述柱状熔融坑洞长度方向的间隙为500?600 μ m，宽度方向的间隙为300?350 μ m，所述柱状熔融坑洞直径为25?35 μ m。
[0014]上述的基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法，其中，所述步骤e)采用稀释的KOH溶液对硅片背面进行清洗，将硅片风干后再进行退火，退火温度为350?550°C。
[0015]本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明提供的基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法，利用激光辅助的点接触的铝背场，基于传统丝网印刷形成铝浆层，采用激光点状熔融形成点阵列分布的柱状熔融坑洞，从而形成均匀分布的局域铝背场，配合铝浆印刷前的双层钝化膜，有效提高晶硅太阳能电池光电转换效率。
【附图说明】
[0016]图1为本发明基于丝网印刷的硅太阳能电池制备流程示意图；
[0017]图2为本发明基于丝网印刷制得的硅太阳能电池结构示意图；
[0018]图3为本发明的硅太阳能电池片背面点状阵列结构示意图；
[0019]图4为本发明的硅太阳能电池片背面熔融点状阵列扫描电镜拍摄图；
[0020]图5为本发明的硅太阳能电池片柱状熔融坑洞扫描电镜拍摄图。
[0021]图中:
[0022]I银电极2正面氮化硅膜 3硅片
[0023]4氧化硅膜5背面氮化硅膜 6铝浆层
[0024]7铝硅合金背场 8柱状熔融坑洞
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
[0026]图1为本发明基于丝网印刷的硅太阳能电池制备流程示意图。
[0027]请参见图1，本发明提供的基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法，包括如下步骤:
[0028]步骤S1:提供线切割后的多晶或单晶硅片，并在硅片双面制作绒面；
[0029]步骤S2:将硅片在扩散炉里进行扩散，形成p-n结；
[0030]步骤S3:在硅片背面镀氧化硅膜和氮化硅膜，在硅片正面镀氮化硅膜；
[0031]步骤S4:在硅片正面和背面印刷银电极并烧结，然后在硅片背面利用丝网继续印刷铝浆层，烘干并预烧结；
[0032]步骤S5:采用激光熔融铝浆层，形成点阵列分布的柱状熔融坑洞，清洗并退火。
[0033]本发明提供的基于丝网印刷的硅太阳能电池制备方法，依次包含:双面制绒；扩散制结；镀背氧化硅钝化膜；镀背面及正面氮化硅膜；银电极印刷；银电极烧结；丝网印刷背面铝浆；烘干与预烧结；点阵列熔融；清洗及退火流程，能够有效提高晶硅太阳能电池光电转换效率。利用激光辅助的点接触的铝背场，基于传统丝网印刷的铝浆，采用激光点状熔融，形成均匀分布的局域铝背场，配合铝浆印刷前的双层钝化膜，得到的硅太阳能电池的效率显著提高。图2为本发明基于丝网印刷制得的硅太阳能电池结构示意图，具体实施过程如下:
[0034]采用线切割后的多晶或单晶硅片，厚度约150?200 ym ;优选厚度范围为180?200 μ m的多晶娃片；
[0035]硅片3双面制作绒面，多晶采用酸溶液浸泡，单晶采用碱溶液浸泡，减薄量为3?10 ym ;对多晶硅片优选采用体积比HN03:HF:H20 = 5:1:3的溶液对硅片上下表面进行制绒处理，腐蚀深度约3 μ m，背面具有抛光效果；
[0036]在扩散炉里进行扩散，形成p-n结，扩散温度约800°C ;湿法刻蚀后将硅片3吹干；