提高晶硅太阳电池的背铝栅线和激光开槽对准精度的方法与流程

本发明属于太阳能电池制造领域，具体涉及一种提高晶硅太阳电池的背铝栅线和激光开槽对准精度的方法。

背景技术：

晶硅太阳电池是一种采用晶体硅作为吸光材料的光电转换器件，能够将太阳能转换成电能，输出清洁能源。目前，晶硅太阳电池占据着全球光伏市场约90%的份额。

传统的晶硅太阳电池由于没有背面钝化层，其存在背表面复合速率较高的问题。而近年来随着硅材料、金属化等方面的不断改进，较高的背表面复合速率已成为制约传统晶硅太阳电池光电转换效率进一步提升的重大瓶颈。因此，当前各光伏企业已将具备背面钝化层的perc电池作为研究开发的重点，并以大幅提升电池效率作为目标。

perc（passivatedemitterandrearcell）电池是发射极和背面钝化电池的简称，是一种具备背面钝化层的晶硅太阳电池，其结构如图1a和1b所示，其中背面钝化层由氧化铝层6和背面氮化硅层7组成。根据铝电极是否覆盖整个背面，可分为单面电池和双面电池，分别如图1a和图1b所示。双面电池的铝电极为栅线结构，因此若电池背面受到光照，也可实现光伏发电。

perc电池因其独特的背面钝化结构，能够将原本覆盖整个背面的铝电极调整为仅覆盖激光开槽区域的铝栅线，从而实现双面发电能力。双面发电电池相比单面电池，能够额外利用地面反射光和环境散射光进行发电，获得可观的发电量增益。因此，双面perc电池具备良好的应用前景。

如图1b所示，双面perc电池结构从上到下依次为银电极1、正面氮化硅层2、n型硅3（发射极）、p型硅4、局部铝背场5、氧化铝层6、背面氮化硅层7和铝电极8，其中铝电极8为栅线结构。此外，图中9为背面钝化层（氧化铝层6和背面氮化硅层7）上的激光开槽。图1a所示的单面perc电池与图1b所示的双面perc电池的区别在于，其中铝电极8覆盖电池整个背面，而不是仅覆盖激光开槽9区域的栅线结构。双面perc电池中，铝电极通过背面钝化层上的激光开槽与p型硅形成接触。由于激光开槽和铝电极均为栅线结构，所以两者必须对准，否则会造成电池串联电阻增大，影响电池转换效率。此外未对准电池也无法通过el（电致发光）检测，因此会影响电池良率。

目前，对于单晶硅片，业界一般采用激光标记点定位的方法，实现铝电极栅线与激光开槽的对准。具体流程如下：在采用激光对背面钝化层进行开槽的过程中，除了正常用于形成电极接触的开槽外，额外添加4个一定形状的标记点，比如圆点。然后，在丝网印刷铝电极栅线时，通过摄像头识别标记点，并根据标记点位置调整铝栅线位置，使其与激光开槽对准。

当上述的激光标记点定位的方法在应用于多晶硅片时，参照图2a和图2b，可以看出相比单晶硅表面，多晶硅片表面存在较多花纹，摄像头在识别激光标记点过程中会受到花纹的干扰，标记点识别率大幅下降。当无法识别激光标记点时，摄像头只能通过识别硅片边缘来进行对准，但是由于硅片并不是完全规则的正方形，激光开槽整体图形在硅片上的位置也存在一定偏移，所以就会导致有一定比例的铝栅线无法与激光开槽实现对准，严重影响电池的效率和良率。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明旨在提供一种提高晶硅太阳电池的背铝栅线和激光开槽对准精度的方法，能够改善背面铝栅线及激光开槽的对准精度，提高电池的效率和良率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种提高晶硅太阳电池的背铝栅线和激光开槽对准精度的方法，通过改变晶硅太阳电池的背面钝化膜的厚度和/或折射率，使所述背面钝化膜的颜色与激光标记点处的颜色不同。

进一步地，所述背面钝化膜的颜色与所述激光标记处的颜色的对比度大于浅黄色与银灰色的对比度。

进一步地，所述背面钝化膜的颜色与所述激光标记处的颜色的对比度大于或等于蓝色与银灰色的对比度。

进一步地，所述激光标记处的颜色为硅材料的颜色。

进一步地，所述背面钝化膜为蓝色膜。

进一步地，述背面钝化膜包括相互层叠的氧化铝层和氮化硅层，所述氧化铝层形成在所述多晶硅片的背面上，所述氮化硅层形成在所述氧化铝层的外表面上，通过调整所述氮化硅层的厚度和折射率来调整所述背面钝化膜所呈现的颜色。

更进一步地，所述氮化硅层为蓝色膜。

更进一步地，所述氮化硅层的厚度为73~100纳米，折射率为1.9~2.1。

本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：

通过改变背面钝化膜的厚度和/或折射率，将背面钝化膜调整为能够与激光标记点处的颜色不同，减小来自多晶硅片表面花纹的干扰，提高标记点识别率，从而改善背面铝栅线与激光开槽的对准精度，提高电池效率和良率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a、图1b分别为单面、双面多晶perc电池的结构示意图；

图2a、图2b分别为单晶硅片和多晶硅片的照片；

图3a、图3b分别为背钝化后的多晶硅片的照片，其中图3a中的背面钝化膜为浅黄色膜，图3b中的背面钝化膜为蓝色膜。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

本实施例提供一种提高晶硅太阳电池的背铝栅线和激光开槽对准精度的方法，具体为一种提高多晶硅太阳电池的背铝栅线和激光开槽对准精度的方法，涉及改进的多晶硅太阳电池的制备工艺。该方法具体步骤为：通过改变晶硅太阳电池的背面钝化膜的厚度和/或折射率，使所述背面钝化膜的颜色与激光标记点处的颜色不同，优选为与激光标记点处的颜色形成高对比度的颜色。

本实施例中，多晶硅片的背面设有四个激光标记点，四个激光标记点分别临近多晶硅片的四角。激光标记点贯穿多晶硅片上的背面钝化膜，从而呈现出硅材料的颜色，即激光标记点处的颜色为硅材料所呈现的银灰色。

背面钝化膜具体包括相互层叠的氧化铝层和氮化硅层，氧化铝层形成在多晶硅片的背面上，氮化硅层形成在氧化铝层的外表面上。具体通过调整位于外层的所述氮化硅层的厚度和折射率来调整背面钝化膜所呈现的颜色。

所述背面钝化膜的颜色与所述激光标记处的颜色的对比度应大于浅黄色与硅材料的颜色（即银灰色）的对比度。优选地，所述背面钝化膜的颜色与所述激光标记处的颜色的对比度大于或等于蓝色与硅材料的颜色（即银灰色）的对比度。本实施例中，所述背面钝化膜具体为蓝色膜，其外表面所呈现的颜色为蓝色，所述氮化硅层为蓝色膜。

具体地，将氮化硅层的厚度控制在73~100纳米，折射率控制在1.9~2.1，使氮化硅层的颜色为蓝色。此外，氮化硅层的颜色还可以紫色、红色等。

本发明通过降低多晶硅片表面花纹对激光标记点识别的干扰，来提高标记点识别率。具体通过改变背面氮化硅层的膜厚和折射率，来调整背面钝化膜的颜色，如图3a和3b所示。不论背面钝化膜为何种颜色，激光标记点处由于已将背面钝化层去除，所以颜色是不变的，为硅材料的银灰色。当背面钝化层为浅黄色时，如图3a所示，激光标记点容易受到多晶硅片表面花纹的干扰，导致标记点识别率降低。而如果将背面钝化层颜色调整为如图3b所示的蓝色，一方面较深的颜色能够起到一定的掩盖多晶硅片花纹作用，另一方面激光标记点处的银灰色与背面钝化层的蓝色对比度高，能够减小来自多晶硅片花纹的干扰。因此，将背面钝化层调整为蓝色后，能够大幅提升激光标记点的识别率，从而改善铝栅线与激光开槽的对准精度，提高电池的效率和良率。不限定背面钝化层必须为蓝色，也可以是能够与激光标记点处的银灰色形成高对比度的其他颜色。

本发明只需通过改变厚度、折射率来调整背面钝化膜的颜色，方法简单易行，且不会增加额外的成本。本发明将背面钝化膜调整为能够与激光标记点处银灰色形成高对比度的颜色，减小来自多晶硅片表面花纹的干扰，提高标记点识别率，从而改善背面铝栅线与激光开槽的对准精度，提高电池效率和良率。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。凡根据本发明的原理所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。