一种异质结太阳能电池边缘绝缘方法与流程

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种异质结太阳能电池边缘绝缘方法。

背景技术

硅基异质结电池片的衬底一般以n-型单晶硅片为主，表面通过与用pecvd方法沉积的非晶硅薄膜形成p-n结作为发射极，p-n结的形成是在两种不同材料之间，一种是带宽约在1.12ev的单晶硅，另一种是带宽约在1.72ev的非晶硅薄膜。由于带宽的差异，两种材料界面形成的结称为异质结。对于异质结电池片，由于两种成结材料带宽的较大差异，导致这类电池片的开路电压很高，通常在700mv以上。

当非晶硅薄膜在硅片正反两边依次形成之后，下一步是通过pvd溅射的方法在正反两边依次沉积一层透明的导电氧化物。导电透明氧化物层一般是用透过率高，导电性好的ito材料，或其他元素掺杂的氧化铟。在沉积导电透明氧化物层时，容易绕镀到硅片边缘引起电池片的短路。为避免绕镀引起的电池片，常使用硅片边缘压框的方法，但牺牲了受光面的有效吸光面积，使用压框沉积导电氧化物时，无法保证压框能够对准硅片边缘，而且压框工序中硅片的上架与下架操作也存在一定的复杂性。

然而采用边缘印刷方法进行边缘绝缘处理，生产成本极低，边缘导电膜层去除宽度可控，设备成熟度高，非常有利于大规模自动化生产。

技术实现要素：

发明目的在于提供一种制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，目的是在于不使用压框的情况下，避免制作硅基异质结电池片时采用pvd溅射法双面沉积导电透明氧化物层、阻挡层和种子层绕镀到边缘及用电镀法制作双面金属栅线所引起的边缘短路问题。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，所述包括以下步骤：

提供入光面、背光面已沉积导电膜层的硅片；

在所述硅片n面导电膜层边缘部分区域和p面导电膜层四周边缘分别印刷蚀刻膏；

对印刷蚀刻膏后的硅片进行烘烤处理，使得蚀刻膏与硅片边缘导电膜层及边缘切面的导电膜层充分反应；

对烘烤处理后的硅片进行清洗，去除硅片表面的蚀刻膏与反应完成的导电膜层。

优选的，所述硅片入光面为n面时，所述背光面则为p面，所述入光面为p面时，所述背光面则为n面。

优选的，所述硅片表面可以形成栅线电极或没有形成栅线电极。

优选的，所述硅片的导电膜层通过磁控溅射或蒸镀方式沉积，所述导电膜层为透明导电氧化物层或透明导电氧化物与金属的叠层。

优选的，所述透明导电氧化物层为ito层或者掺杂其它元素的氧化铟层，厚度为50～200nm；所述金属为ag、cu、al、ni、ti、tin、sn或ni合金中的至少一种，厚度为100～1000nm。

优选的，所述蚀刻膏为强酸性，蚀刻膏粘度为10-300pa.s。

优选的，所述蚀刻膏印刷采用丝网印刷、移印、打印、喷涂等方式形成，所述蚀刻膏印刷宽度为0.05～1mm。

优选的，所述印刷硅片p面蚀刻膏的台面需对n面印刷蚀刻膏区域做凹槽处理，避免n面蚀刻膏污染印刷台面。

优选的，所述蚀刻膏进行烘烤处理的温度80～180摄氏度，时间为2～20min。

由上述对本发明技术方案的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明可以实现很好的边缘绝缘效果，在导电薄膜沉积过程中不再需要使用到压框，硅片的双面可以整面溅射导电膜层，有利于沉积导电膜层的大规模自动化生产。

2、本发明印刷边缘绝缘处理方法，蚀刻膏成本极低，设备成熟度高，非常有利于大规模自动化生产。

3、本发明边缘导电膜层去除宽度可控，增大了吸收光的吸收面积，避免电池片短路电流的损失，进而提升电池转换效率。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种异质结太阳能电池边缘绝缘方法的流程图；

图2为本发明实施例1表面形成栅线电极的硅片结构示意图；

图3为本发明实施例1硅片印刷蚀刻膏后垂直主栅方向的结构示意图；

图4为本发明实施例1硅片印刷蚀刻膏后平行主栅方向的结构示意图；

图5为本发明实施例1硅片印刷蚀刻膏、烘烤、清洗后垂直主栅方向的结构示意图；

图6为本发明实施例2表面没有形成栅线电极的硅片结构示意图；

图7为本发明实施例2硅片印刷蚀刻膏后的结构示意图；

图8为本发明实施例2硅片印刷蚀刻膏、烘烤、清洗后垂直主栅方向的结构示意图；

图9为本发明实施例2硅片制作栅线后的结构示意图；

图10为本发明实施例1、实施例2中栅线电极平面示意图；

图11为本发明实施例1、实施例2中p面凹槽处理台面平面示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

参考图1，一种制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，所述包括以下步骤：

s01、提供入光面、背光面已沉积导电膜层的硅片；所述硅片1表面已经形成栅线电极5，所述硅片1入光面为n面导电膜层3时，所述背光面则为p面导电膜层4，所述入光面为p面导电膜层4时，所述背光面则为n面导电膜层3。所述导电膜层3、4通过磁控溅射或蒸镀方式沉积；所述导电膜层3、4为透明导电氧化物层或透明导电氧化物与金属的叠层。所述透明导电氧化物层为ito层或者掺杂其它元素的氧化铟层；所述金属为ag、cu、al、ni、ti、tin、sn或ni合金中的至少一种。如图2所示，硅片1入光面、背光面已沉积导电膜层，包覆在硅片四周切面的导电膜层2，导电膜层3、4表面形成栅线电极5；

s02、在所述硅片n面导电膜层边缘部分区域和p面导电膜层四周边缘分别印刷蚀刻膏；将所述硅片n面导电膜层3朝上移至印刷机内，在硅片1n面栅线电极5主栅51两端、硅片边缘区域印刷蚀刻膏6，所述蚀刻膏6为强酸性膏状物体，蚀刻膏6粘度为10-300pa.s，翻转硅片1，硅片p面导电膜层4朝上移至印刷机内，在所述硅片p面导电膜层4四周边缘印刷蚀刻膏6，所述边缘印刷蚀刻膏6采用丝网印刷方式形成，如图3、4所示。为避免n面蚀刻膏6污染印刷台面，所述印刷硅片p面蚀刻膏6的台面需对n面印刷蚀刻膏区域做凹槽7处理，如图11所示；

s03、对印刷蚀刻膏后的硅片进行烘烤处理，使得蚀刻膏与硅片边缘导电膜层及边缘切面的导电膜层充分反应；采用烤箱或隧道炉方式烘烤硅片1，使得蚀刻膏6与硅片1边缘导电膜层3、4及边缘切面的导电膜层2充分反应，所述蚀刻膏6烘烤温度100摄氏度，时间为15min；

s04、对烘烤处理后的硅片进行清洗，去除硅片表面的蚀刻膏与反应完成的导电膜层；进入清洗机，采用纯净水或碱性溶液清洗，去除硅片1表面的蚀刻膏6与反应完成的导电膜层3、4，如图5所示。

实施例2

参考图1，一种制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，所述包括以下步骤：

s01、提供入光面、背光面已沉积导电膜层的硅片1。所述硅片1入光面为n面导电膜层3时，所述背光面则为p面导电膜层4，所述入光面为p面导电膜层4时，所述背光面则为n面导电膜层3。所述导电膜层3、4通过磁控溅射或蒸镀方式沉积；所述导电膜层3、4为透明导电氧化物层或透明导电氧化物与金属的叠层。所述透明导电氧化物层为ito层或者掺杂其它元素的氧化铟层；所述金属为ag、cu、al、ni、ti、tin、sn或ni合金中的至少一种。如图6所示，硅片1入光面、背光面已沉积导电膜层3、4及包覆在硅片四周切面的导电膜层2。

s02、在所述硅片n面导电膜层边缘部分区域和p面导电膜层四周边缘分别印刷蚀刻膏；将所述硅片n面导电膜层3朝上移至印刷机内，在硅片1两测边缘印刷蚀刻膏6，翻转硅片1，硅片p面导电膜层4朝上移至印刷机内，在所述硅片p面导电膜层4四周边缘印刷蚀刻膏6，所述边缘印刷蚀刻膏6采用丝网印刷方式形成，如图6所示。为避免n面蚀刻膏6污染印刷台面，所述印刷硅片p面蚀刻膏6的台面需对n面印刷蚀刻膏区域做凹槽7处理，如图11所示；

s03、对印刷蚀刻膏后的硅片进行烘烤处理，使得蚀刻膏与硅片边缘导电膜层及边缘切面的导电膜层充分反应；采用烤箱或隧道炉方式烘烤硅片1，使得蚀刻膏6与硅片1边缘导电膜层3、4及边缘切面的导电膜层2充分反应，所述蚀刻膏6烘烤温度160摄氏度，时间为10min；

s04、对烘烤处理后的硅片进行清洗，去除硅片表面的蚀刻膏与反应完成的导电膜层；进入清洗机，采用纯净水或碱性溶液清洗，去除硅片1表面的蚀刻膏6与反应完成的导电膜层3、4，如图8所示。然后制作栅线电极5，采用丝网印刷或电镀方式在硅片正背面形成栅线电极5，如图9所示。所述栅线电极5的主栅51在硅片n面与边缘绝缘处理边垂直，如图10所示。

本发明可以实现很好的边缘绝缘效果，在导电薄膜沉积过程中不再需要使用到压框，硅片的双面可以整面溅射导电膜层，有利于沉积导电膜层的大规模自动化生产。印刷边缘绝缘处理方法，蚀刻膏成本极低，设备成熟度高，非常有利于大规模自动化生产。边缘导电膜层去除宽度可控，增大了吸收光的吸收面积，避免电池片短路电流的损失，进而提升电池转换效率。

以上所述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。