Perc晶体硅太阳能电池的制造方法
【专利摘要】本发明涉及晶体硅太阳能电池的制造技术，具体是一种PERC晶体硅太阳能电池的制造方法。其制造过程经过制绒、扩散、刻蚀、镀Al2O3、退火及镀背面SiNx、镀正面SiNx、激光开槽或开孔、丝网印刷、烧结、测试各步骤；所述退火及镀背面SiNx在镀膜设备中同步完成，其具体步骤是：镀Al2O3后的半成品先在镀膜设备中加热至450－550℃，加热时间600－1200s；再通入反应气体镀SiNx膜，镀膜温度450－550℃，镀膜时间1000－2000s。本发明能够简化制造工艺、减少生产时间、降低生产成本、改善电池性能。
【专利说明】
PERC晶体硅太阳能电池的制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及晶体硅太阳能电池的制造技术，具体是一种PERC晶体硅太阳能电池的 制造方法。
【背景技术】
[0002] 随着晶体硅太阳电池技术的不断提高，传统结构的单晶硅太阳电池的量产转换效 率已达19.8 %，多晶硅太阳电池量产转换效率已达18.5 %。传统结构电池效率已没有太大 的提升空间，电池效率的提升必须依靠新型结构的晶体硅太阳电池发展。在目前已有的硅 基体高效电池技术中，钝化发射极及背表面太阳电池(PERC电池）易于和常规电池工艺相结 合，新设备投入少，成本较其他技术路线低，是目前高效电池中最适合量产化的技术，研究 其量产工艺对PERC电池的大规模生产具有非常好的指导性作用。
[0003] 常规的AI2O3PERC电池的生产工艺为制绒4扩散4刻蚀4镀Al2〇3-退火4镀背面 SiNx^镀正面SiNx^激光开槽或开孔-丝网印刷-烧结-测试。PERC电池背面钝化方式主 要采用ALD及PECVD制备Al 2O3薄膜的方式，而Al2O3的钝化效果需经过退火工艺才会显现。目 前Al 2O3退火工艺主要方法为在500-550°C，氮气氛围的石英管内放置600-1800S。此退火方 式需要在常规电池产线上新增退火设备，因此新增成本较高。并且退火时间为600-1800S， 加上升降温时间，整体工艺时间为1800-3000S，设备长时间高温运行，用电成本较高，产量 较少。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够简化制造工艺、减少生产时间、降低 生产成本、改善电池性能的PERC晶体硅太阳能电池的制造方法。
[0005] 本发明PERC晶体硅太阳能电池的制造方法，其制造过程经过制绒、扩散、刻蚀、镀 Al2〇3、退火及镀背面SiNx、镀正面SiNx、激光开槽或开孔、丝网印刷、烧结、测试各步骤;所述 退火及镀背面SiNx在镀膜设备中同步完成，其具体步骤是:镀Al 2O3后的半成品先在镀膜设 备中加热至450 - 550°C，加热时间600 - 1200s;再通入反应气体镀SiNx膜，镀膜温度450 - 550 °C，镀膜时间 1000 - 2000s。
[0006]优选地，镀膜设备中加热温度为500 °C，加热时间800s.
[0007] 优选地，镀膜设备中镀膜温度500 °C，镀膜时间1500s。
[0008]本发明的积极效果体现在：
[0009] 1、减少了退火设备的投入，使PERC工艺更易通过常规电池产线实现量产，成本大 幅度降低；
[0010] 2、大幅减少了整体工艺时间，整体工艺时间可缩短至少1800s，减少用电成本； [0011] 3、在H+氛围下增强了电池背面钝化效果，在高温环境下加快了氮化硅薄膜沉积速 率。
【具体实施方式】
[0012]本发明实用例的PERC晶体硅太阳能电池的制造方法步骤如下：
[0013] 1、对单晶硅片进行制绒处理，形成金字塔绒面；
[0014] 2、扩散制备PN结；
[0015] 3、抛光去除边结及表面缺陷，使背表面平整；
[0016] 4、通过 ALD 沉积 Al2O3;
[0017] 5、在镀膜设备中同步完成退火及镀背面SiNx，先在镀膜设备中加热至500 °C，加热 时间800s;再通入反应气体镀SiNx膜，镀膜温度500°C，镀膜时间1500s。；
[0018] 6、使用PECVD镀正面SiNx减反射膜；
[0019] 7、在背表面使用激光开槽；
[0020] 8、丝网印刷形成正电极，背电极及背场；
[0021] 9、烧结使金属与硅之间形成良好的欧姆接触；
[0022] 10、测试电池的电性能。
[0023]作为对比例，以常规方法制造相同规格的PERC电池，与上述实施例的方法区别仅 在于退火和镀背面SiNx膜在各自的专用设备中完成。
[0024]本发明方法与对比例方法制备的两组PERC电池的电性能见下表：
[0026]从对比数据可以看出，本发明方法，效率较常规先退火，后镀SiNx提高0.05 %，主 要为短路电流提高9mA，可见此工艺不仅可大幅减少成本及工艺时间，对电性能也会有所改 善，是非常适合PERC电池量产的一种工艺。
【主权项】
1. 一种PERC晶体硅太阳能电池的制造方法，其制造过程经过制绒、扩散、刻蚀、镀Al2〇3、 退火及镀背面SiNx、镀正面SiNx、激光开槽或开孔、丝网印刷、烧结、测试各步骤；其特征 是： 所述退火及镀背面SiNx在镀膜设备中同步完成，其具体步骤是:镀Al2O3后的半成品先 在镀膜设备中加热至450 - 550°C，加热时间600 - 1200s;再通入反应气体镀SiNx膜，镀膜温 度450 - 550 °C，镀膜时间 1000 - 2000s。2. 根据权利要求1所述的PERC晶体硅太阳能电池的制造方法，其特征是:镀膜设备中加 热温度为500 °C，加热时间800s。3. 根据权利要求2所述的PERC晶体硅太阳能电池的制造方法，其特征是:镀膜设备中镀 膜温度500 °C，镀膜时间1500s。
【文档编号】H01L31/18GK105914256SQ201610244347
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】白焱辉, 李高非, 王继磊, 付少剑, 黄金, 张娟
【申请人】晋能清洁能源科技有限公司