專利名稱：一種太陽電池背面鈍化層開口方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽電池背面鈍化層開口方法。
背景技術：
太陽電池，對于正面電極，考慮到遮光的影響，電極為指狀的Ag電極，Ag電極分為主柵和細柵。在硅片的背面與主柵線對應的位置為背電極，剩余部分絲網印刷鋁漿，鋁在高溫燒結時形成硅鋁共晶，產生PP+高低結，阻止少數載流子向背面遷移，降低背表面復合速率。雖然背表面復合速率有一定程度的降低，但是鋁和硅接觸的表面依然是典型的高復合區域，復合速率在500cm/s以上。另外由于硅和鋁的熱膨脹系數不同，高溫燒結后，電池片會彎曲，在制備組件時容易碎片。針對鋁背場的上述缺陷，一般采用SiN、Si02、SiC、α-si 及其疊層結構來鈍化背表面。然而，在背表面采用鈍化層時，鋁無法穿鈍化層的和硅形成接觸收集電流。為了在太陽電池背面實現金屬和硅片的接觸，收集電流，目前主要有以下四種方法1、激光開口法2、腐蝕性漿料法；3、激光燒結(LFC)法；4、光刻法。其中，腐蝕性漿料法，是用腐蝕性的漿料腐蝕鈍化層，形成接觸的窗口。該方法一直以來受到絲網印刷線寬的限制，只能制備80 μ m以上的開口，但目前已有研究人員對絲網印刷進行了改進，使得運用腐蝕性漿料開口也能得到40 μ m的開口。然而，該技術中，常用腐蝕性漿料的價格較高，如氟化銨，并且，絲網印刷腐蝕性漿料時，網板的壽命較低，會加快網板的更換速度，增加了不必要的生產成本；同時，絲網印刷腐蝕性漿料的開口的圖形邊緣不整齊，造成開口寬度不均勻，難以精確的設計開口寬度。
發明內容
本發明的目的在于提供一種成本低、操作方便、且開口窄的太陽電池背面鈍化層開口方法。本發明提供了一種太陽電池背面鈍化層開口方法，它包括如下操作方法(1)先采用噴墨打印法將耐酸材料印刷在背面鈍化層上無需開口的部分，得到附有耐酸掩膜的鈍化層；(2)再用腐蝕性酸液清洗附有耐酸掩膜的鈍化層，直至除去待開口部分的鈍化層后，棄去鈍化層上多余的腐蝕性酸液；(3)再用強堿溶液除去耐酸掩膜后，即得開口的鈍化層。其中，步驟(1)中，所述耐酸材料為石蠟。其中，步驟O)中，所述腐蝕性酸液為能夠溶解鈍化層的酸溶液。進一步地，步驟⑵中，鈍化層為Si02、SixNy或包含Si02、SixNy時，腐蝕性酸液為氫氟酸。進一步地，步驟O)中，鈍化層為Al2O3或包含Al2O3時，腐蝕性酸液為鹽酸。其中，步驟(3)中，所述強堿溶液為KOH或NaOH的水溶液。進一步地，所述強堿溶液中，KOH或NaOH的質量百分比為0. 5% _10%。
更進一步地，NaOH或KOH質量百分比為0.5% _7%。進一步地，步驟(3)中，還可以采用強堿溶液與二乙二醇丁醚的混合溶液除去耐
酸掩膜。更進一步地，所述混合溶液中，NaOH或KOH質量百分比為0. 5% _7%，二乙二醇丁醚的質量百分比為2% -12%。本發明采用目前常用的儀器設備進行開口，所得開口寬度與改進后的腐蝕性漿料開口技術相當，即在不更換設備的基礎上就能達到較優的開口寬度，提高了舊設備的利用價值；同時，采用本發明開口技術，所用酸液及后期清洗溶液的價格低廉，且無需絲網印刷， 不會對設備造成損害，從而顯著的降低了生產成本，具有十分良好的產業前景。
具體實施例方式實施例1太陽電池背面鈍化層開口的方法在附有氮化硅鈍化層的太陽電池背面，用石蠟在后續金屬和硅接觸的部分形成掩膜，形成掩膜的方法為噴墨打印法；再用氫氟酸清洗鈍化層，待開口處鈍化層除盡，棄去多余氫氟酸；最后用NaOH和去離子水(DI)的混合溶液清洗石蠟掩膜，NaOH的質量百分比為 0. 5%。 經實驗發現，當混合溶液中NaOH或KOH的質量百分比低于0. 5 %時石蠟清洗不徹底，高于7%時對硅片表面有影響。因此，NaOH的質量百分比優選0.5% _7%。該方法中，采用噴墨打印石蠟掩膜，可以設計成任何形狀，以便后期開口 ；由于無需開口部分覆蓋有掩膜，因此，氫氟酸不會影響除開口部分以外的鈍化層。同時，采用該方法制備得到的鈍化層開口可到達40um。實施例2太陽電池背面鈍化層開口的方法在附有二氧化硅鈍化層的太陽電池背面，用石蠟在后續金屬和硅接觸的部分形成掩膜，形成掩膜的方法為噴墨打印法；再用氫氟酸清洗鈍化層，待開口處鈍化盡，棄去多余氫氟酸；最后用NaOH和DI的混合溶液清洗石蠟掩膜，NaOH的質量百分比為10%。實施例3太陽電池背面鈍化層開口的方法在附有氮化硅鈍化層的太陽電池背面，用石蠟在后續金屬和硅接觸的部分形成掩膜，形成掩膜的方法為噴墨打印法；再用氫氟酸清洗鈍化層，待開口處鈍化層除盡，棄去多余氫氟酸；最后用NaOH和DI的混合溶液清洗石蠟掩膜，NaOH的質量百分比為7%。實施例4太陽電池背面鈍化層開口的方法在附有SiO2鈍化層的太陽電池背面，用石蠟在后續金屬和硅要接觸的部分形成掩膜，形成掩膜的方法為噴墨打印法；再用氫氟酸清洗鈍化層，待開口處鈍化層除盡，棄去多余氫氟酸；最后用二乙二醇丁醚(BDG)、Κ0Η和去離子水(DI)的混合溶液清洗，除去石蠟，其中，KOH質量百分比為0.5%，二乙二醇丁醚的質量百分比為12%。實施例5太陽電池背面鈍化層開口的方法在附有Al2O3鈍化層的太陽電池背面，用石蠟在后續金屬和半導體接觸的部分形成掩膜，形成掩膜的方法為噴墨打印法；再用稀鹽酸清洗鈍化層，待開口處鈍化層除盡，棄去多余鹽酸；最后用BDG、NaOH和DI的混合溶液清洗，除去石蠟。混合溶液中，NaOH質量百分比為4%，二乙二醇丁醚的質量百分比為2%。
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本發明采用目前常用的儀器設備進行開口，所得開口寬度與改進后的腐蝕性漿料開口技術相當，即在不更換設備的基礎上就能達到較優的開口寬度，提高了舊設備的利用價值；同時，采用本發明開口技術，所用酸液及后期清洗溶液的價格低廉，且無需絲網印刷， 不會對設備造成損害，從而顯著的降低了生產成本，具有十分良好的產業前景。
權利要求
1.一種太陽電池背面鈍化層開口方法，其特征在于它包括如下操作方法(1)先采用噴墨打印法將耐酸材料印刷在背面鈍化層上無需開口的部分，得到附有耐酸掩膜的鈍化層；(2)再用腐蝕性酸液清洗附有耐酸掩膜的鈍化層，直至除去待開口部分的鈍化層后，棄去鈍化層上多余的腐蝕性酸液；(3)再用強堿溶液除去耐酸掩膜后，即得開口的鈍化層。
2.根據權利要求1所述的開口方法，其特征在于步驟(1)中，所述耐酸材料為石蠟。
3.根據權利要求1所述的開口方法，其特征在于步驟(2)中，所述腐蝕性酸液為能夠溶解鈍化層的酸溶液。
4.根據權利要求3所述的開口方法，其特征在于步驟(2)中，鈍化層為Si02、SixNy或包含SiO2、SixNy時，腐蝕性酸液為氫氟酸。
5.根據權利要求3所述的開口方法，其特征在于步驟O)中，鈍化層為Al2O3或包含 Al2O3時，腐蝕性酸液為鹽酸。
6.根據權利要求1所述的開口方法，其特征在于步驟C3)中，所述強堿溶液為KOH或 NaOH的水溶液。
7.根據權利要求6所述的開口方法，其特征在于所述強堿溶液中，KOH或NaOH的質量百分比為0. 5% -10%。
8.根據權利要求7所述的開口方法，其特征在于NaOH或KOH質量百分比為 0. 5% -7%。
9.根據權利要求6-7任意一項所述的開口方法，其特征在于步驟C3)中，還可以采用強堿溶液與二乙二醇丁醚的混合溶液除去耐酸掩膜。
10.根據權利要求9所述的開口方法，其特征在于所述混合溶液中，NaOH或KOH質量百分比為0. 5% _7%，二乙二醇丁醚的質量百分比為2% -12%。
全文摘要
本發明公開了一種太陽電池背面鈍化層開口方法。本發明采用目前常用的儀器設備進行開口，所得開口寬度與改進后的腐蝕性漿料開口技術相當，即在不更換設備的基礎上就能達到較優的開口寬度，提高了舊設備的利用價值；同時，采用本發明開口技術，所用酸液及后期清洗溶液的價格低廉，且無需絲網印刷，不會對設備造成損害，從而顯著的降低了生產成本，具有十分良好的產業前景。
文檔編號H01L31/18GK102437242SQ20111039872
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月5日 優先權日2011年12月5日
發明者張鳳鳴, 李麗, 盛雯婷, 許佳平, 趙麗燕, 路忠林, 陳先知 申請人:保定天威集團有限公司, 天威新能源控股有限公司