一種絲網印刷背鈍化電池及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種絲網印刷背鈍化電池及其制備方法。電池正表面具有發射結、減反射膜和正面電極，背表面為拋光表面并沉積或生長有鈍化層，在鈍化層之上鍍有氮化硅膜，背面還具有鋁硅合金層和局域鋁背場。其通過制絨、擴散、刻蝕、拋光、鈍化和鍍膜，使硅片正表面具有發射結和減反射膜，背表面為拋光表面并沉積或生長有鈍化層，在鈍化層之上鍍有氮化硅膜，然后在背面采用具有特別圖形的網版絲網印刷燒穿性銀鋁漿，以形成鋁硅合金層和局域鋁背場，再印刷正面電極并經烘干和燒結。本發明方法將常規的獨立的背面電極和背面電場的印刷工藝相結合，簡化了生產工藝步驟，降低了生產成本，更有利于背鈍化電池大規模的產業化。
【專利說明】—種絲網印刷背鈍化電池及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鈍化太陽能電池領域，特別涉及一種絲網印刷背鈍化電池及其制備方法。
【背景技術】
[0002]為了降低晶體硅成本，采用更薄的硅片是以后晶體硅太陽能電池產業發展的趨勢之一。但隨著硅片厚度的減薄，少數載流子的擴散長度可能接近或大于硅片的厚度，部分少數載流子將擴散到電池背面而產生復合，如果不采取有效手段降低這一部分復合損失，這將對電池效率帶來不利影響。因此對于薄片化的電池片，需要很好的背面鈍化效果。背面鈍化的晶體硅太陽電池兼備光學和電學的優勢，能夠進一步提高產業化的太陽電池的效率，是下一步研發的重點。新南威爾士大學(UNSW )制備的PERC(passivated emitter rearcontact)太陽電池，P型單晶硅效率高達23.0%。其主要特點是雙面鈍化，即電池的正面與背面均鍍有鈍化層。對于背表面，用背面點接觸來代替PESC(passivated emitter solarcell)電池的整個背面鋁合金接觸。目前，對于此種電池的制備主要有兩種方法，第一種是首先在背面鈍化層上進行局域開膜處理，以形成局域接觸區，然后絲網印刷鋁漿在整個電池背面，從而在燒結中形成局域鋁背場，此法需要單獨的背面鈍化層局域開膜技術；第二種是首先在背面鈍化層上蒸鍍一定厚度的鋁膜，然后利用激光作用在電池背面的局域區域，從而實現背面局域接觸和形成局域鋁背場，此法不僅需要另置鍍膜設備蒸鍍以形成鋁背場的鋁膜，而且需要激光作用在硅片背表面。由此可見，上述方法工藝步驟繁瑣，增加了工藝時間和工藝成本。
【發明內容】
[0003]本發明為克服上述現有技術存在的不足，提供一種絲網印刷背鈍化電池及其制備方法。它采用絲網印刷方式，而無需單獨的開背面鈍化層技術，也無需激光燒結技術，簡化了生產工藝步驟，降低了生產成本，有利于背鈍化電池的產業化。
[0004]本發明解決技術問題所采取的技術方案是:
第一個方面，一種絲網印刷背鈍化電池，其正表面具有發射結、減反射膜和正面電極，背表面為拋光表面并沉積或生長有鈍化層，在鈍化層之上鍍有氮化硅膜，其特征在于，背面還具有絲網印刷燒穿性銀鋁漿而形成的鋁硅合金層和局域鋁背場。
[0005]所述的鈍化層為Al2O3鈍化膜或SiO2鈍化膜。
[0006]所述的氮化硅膜的厚度為30nm至200nm，折射率為1.9至2.3。
[0007]所述的鋁背場為柵指型，由主柵和副柵組成。作為優選，所述的主柵由三根柵線組成，柵線為直通式或分段式，柵線的寬度與正面電極中的主柵線相同，三根柵線之間的間距與正面的主柵線間距相同；所述的副柵為直通式柵線，柵線的寬度為60 y m至200 y m,柵線的間距為0.8mm至3.0mm。
[0008]第二個方面，一種絲網印刷背鈍化電池的制備方法，首先通過制絨、擴散、刻蝕、拋光、鈍化和鍍膜，使娃片正表面具有發射結和減反射膜，背表面為拋光表面并沉積或生長有鈍化層，在鈍化層之上鍍有氮化硅膜，然后制備局域接觸和局域鋁背場，再印刷正面電極并經烘干和燒結完成背鈍化電池的制備；其特征在于，所述的制備局域接觸和局域鋁背場是在背面采用具有特別圖形的網版絲網印刷燒穿性銀鋁漿，以形成鋁硅合金層和局域鋁背場。
[0009] 所述的燒穿性銀鋁漿，具有良好的導電性，在燒結過程中，絲網印刷的燒穿性銀鋁漿將背面鈍化層和氮化硅膜燒穿并與硅基底接觸形成鋁硅合金層和局域鋁背場。
[0010]所述的具有特別圖形的網版的圖形為柵指型，并且使用燒穿性銀鋁漿，從而將獨立的背面電極和背面電場的印刷工藝相結合；而且在經過燒結后形成由主柵和副柵組成的柵指型的鋁背場。作為優選，所述的主柵由三根柵線組成，柵線為直通式或分段式，柵線的寬度與正面電極中的主柵線相同，三根柵線之間的間距與正面的主柵線間距相同；所述的副柵為直通式柵線，柵線的寬度為60 i! m至200 i! m,柵線的間距為0.8mm至3.0mm。
[0011]本發明中，絲網印刷背鈍化電池的制備流程為:首先，對單晶硅片進行堿制絨，以去除損傷并形成均勻的金字塔絨面以降低硅片表面的反射率；其次，對制絨后的硅片進行液態磷源擴散，在硅片正面形成N型擴散層，以形成電池所需要的PN結；接著，對擴散后的硅片進行濕法刻蝕，去除擴散過程中在硅片表面的磷硅玻璃層，去除硅片邊緣及背表面的PN結,并在刻蝕的同時完成對娃片背表面的拋光；然后，在拋光的娃片背表面沉積或生長Al2O3鈍化膜或SiO2鈍化膜，并繼鈍化層之后再沉積一定厚度的氮化硅膜；最后，用具有特別圖形的網版將燒穿性銀鋁漿絲網印刷于整個硅片背表面，再絲網印刷銀漿于硅片正表面，烘干并燒結，完成背鈍化電池的制備。
[0012]本發明利用燒穿性銀鋁漿的燒結特性，使得在燒結過程中燒穿背面鈍化層并與硅基底接觸形成鋁硅合金層和鋁背場，不需要單獨的開背面鈍化層技術，不需要激光燒結技術，即可形成局域鋁背場；采用特別設計的柵指型圖形的絲網印刷網版，利用銀鋁漿良好的導電性，將常規的獨立的背面電極和背面電場的印刷工藝相結合，簡化了生產工藝步驟，降低了生產成本；采用絲網印刷方式，更有利于背鈍化電池大規模的產業化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明一種【具體實施方式】中背面絲網印刷網版柵指型圖形示意圖。
[0014]圖中I為主柵線，2為副柵線。
【具體實施方式】
[0015]實施例1:一種絲網印刷背鈍化電池的制備方法。
[0016]將單晶硅片進行堿制絨形成均勻的金字塔絨面，擴散形成PN結，濕法刻蝕去表面磷娃玻璃、去邊緣和背面PN結,并拋光娃片背表面，在拋光的娃片背表面原子層沉積15nm厚的Al2O3鈍化膜，采用等離子體化學氣相沉積法沉積厚度為SOnm的SiNx膜；用主柵線寬為1.4mm，主柵線間距為52mm，副柵線寬為100 y m，副柵線間距為1.0mm的網版將燒穿性銀鋁漿印刷在整個硅片背表面，背面絲網印刷網版柵指型圖形如圖1所示，圖中I為主柵線，2為副柵線；印刷正面電極，主柵線寬度及主柵線間距與背面相同，然后烘干并燒結。即制得絲網印刷背鈍化電池。[0017]實施例2:又一種絲網印刷背鈍化電池的制備方法。
[0018]將單晶硅片進行堿制絨形成均勻的金字塔絨面，擴散形成PN結，濕法刻蝕去表面磷硅玻璃、去邊緣和背面PN結，并拋光硅片背表面，在拋光的硅片熱生長20nm厚的SiO2鈍化膜，采用等離子體化學氣相沉積法沉積厚度為120nm的SiNx膜；用主柵線寬為1.4mm，主柵線間距為52mm，副柵線寬為150 y m，副柵線間距為1.5mm的網版將燒穿性銀鋁漿印刷在整個硅片背表面，背面絲網印刷網版柵指型圖形如圖1所示，圖中I為主柵線，2為副柵線；印刷正面電極，主柵線寬度及主柵線間距與背面相同，然后烘干并燒結。即制得絲網印刷背鈍化電池。
【權利要求】
1.一種絲網印刷背鈍化電池，其正表面具有發射結、減反射膜和正面電極，背表面為拋光表面并沉積或生長有鈍化層，在鈍化層之上鍍有氮化硅膜，其特征在于，背面還具有絲網印刷燒穿性銀鋁漿而形成的鋁硅合金層和局域鋁背場。
2.根據權利要求1所述的絲網印刷背鈍化電池，其特征在于，所述的鈍化層為Al2O3鈍化膜或SiO2鈍化膜。
3.根據權利要求1所述的絲網印刷背鈍化電池，其特征在于，所述的氮化硅膜的厚度為30nm至200nm，折射率為1.9至2.3。
4.根據權利要求1所述的絲網印刷背鈍化電池，其特征在于，所述的鋁背場為柵指型，由主柵和副柵組成。
5.根據權利要求4所述的絲網印刷背鈍化電池，其特征在于，所述的主柵由三根柵線組成，柵線為直通式或分段式，柵線的寬度與正面電極中的主柵線相同，三根柵線之間的間距與正面的主柵線間距相同；所述的副柵為直通式柵線，柵線的寬度為60 y m至200 y m，柵線的間距為0.8謹至3.Ctam。
6.根據權利要求1所述的絲網印刷背鈍化電池的制備方法，首先通過制絨、擴散、刻蝕、拋光、鈍化和鍍膜，使娃片正表面具有發射結和減反射膜，背表面為拋光表面并沉積或生長有鈍化層，在鈍化層之上鍍有氮化硅膜，然后制備局域接觸和局域鋁背場，再印刷正面電極并經烘干和燒結完成背鈍化電池的制備；其特征在于，所述的制備局域接觸和局域鋁背場是在背面采用具有特別圖形的網版絲網印刷燒穿性銀鋁漿，以形成鋁硅合金層和局域鋁背場。
7.根據權利要求6所述的絲網印刷背鈍化電池的制備方法，其特征在于，在燒結過程中，絲網印刷的燒穿性銀鋁漿將背面鈍化層和氮化硅膜燒穿并與硅基底接觸形成鋁硅合金層和局域鋁背場。
8.根據權利要求6所述的絲網印刷背鈍化電池的制備方法，其特征在于，所述的具有特別圖形的網版的圖形為柵指型，并且使用燒穿性銀鋁漿，從而將獨立的背面電極和背面電場的印刷工藝相結合；而且在經過燒結后形成由主柵和副柵組成的柵指型的鋁背場。
9.根據權利要求8所述的絲網印刷背鈍化電池的制備方法，其特征在于，所述的主柵由三根柵線組成，柵線為直通式或分段式，柵線的寬度與正面電極中的主柵線相同，三根柵線之間的間距與正面的主柵線間距相同；所述的副柵為直通式柵線，柵線的寬度為eoym至200 V- m,柵線的間距為0.8mm至3.0_。
【文檔編號】B41M1/12GK103618009SQ201310488411
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年10月18日 優先權日:2013年10月18日
【發明者】蔡永梅, 陳康平, 金浩, 黃琳 申請人:浙江晶科能源有限公司, 晶科能源有限公司