電鍍銀電極太陽電池制備方法
【專利摘要】一種電鍍銀電極太陽電池制備方法，包括：一：對硅片拋光處理；二：采用HF/HON3腐蝕的方法進行硅片表面的絨面制作，化學清洗及甩干；三：在電池正反面同時進行磷摻雜，完成PN結；四：使用In-line式酸法腐蝕設備完成邊緣PN結的隔離，去除表面的磷硅玻璃；五：在電池正反面同時進行熱氧化，進行SiO2膜的制備；六：用PECVD在電池正反面進行SiN膜的制備；七：電池正反面進行正面銀電極和背面銀電極的制作；八：完成銀硅合金的合金化；九：完成電池片的初步測試，包括功率測試，導電性能測試，強度測試；十：對電池正反面的銀電極同時鍍銀，增加柵線的高度；十一：對電鍍后的片子進行烘干；十二：對電池進行第二次效率測試并分檔包裝。成本低，制備方便可靠。
【專利說明】電鍍銀電極太陽電池制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及太陽能電池制造【技術領域】，尤其是一種高效低成本可量產的電鍍銀電極太陽電池制備方法。
【背景技術】
[0002]傳統的太陽電池因為在結構上和工藝上的問題，其太陽光譜的短波響應和串聯電阻的矛盾，制約了電池的光電轉換效率，為解決兩者之間的矛盾。近年來，人們應用了很多先進的技術改善這些問題，可以量產化規模化生產的技術備受關注，其中有代表性的是:1)選擇性發射極電池(SE solar cell)，在金屬化電極柵線下形成磷高摻雜深擴散區以形成良好的歐姆接觸；在其它受光區域形成磷低摻雜淺擴散區以有效收集光生載流子，提高電池在短波段的光譜響應。通過使電池轉換效率提高了約0.4%-0.6% ；2) MWT (金屬環繞穿孔)電池,通過電池穿孔,減少電池正表面銀電極柵線的方式提高電池效率，電池效率提高了約0.2%-0.3% ；3) LDSE (激光摻雜選擇性發射極)電池，比較有代表的是尚德太陽能自主研發的冥王星電池，主要是通過激光摻雜的方式，獲得了選擇性發射極電池的效果，再通過電鍍鎳銅銀或銅銀的方式制備電極，獲得了 40um左右的極細柵線，從而在電池效率上提高了 0.5%-0.Tl。
[0003]高效電池技術的應用無一例外都造成了成本上的增加，使得技術的推廣滯后，其中有代表性的是MWT電池，主要是在于組件端的制作成本的增加，另一方面，來自于原料和輔料廠家的材料性能提升使得優勢差異越來越不明顯，有代表性的為:1)以杜邦，賀利氏為代表的銀漿公司推出了適合90ohm甚至更高方阻的正面銀漿，使得選擇性發射極電池的優勢受到影響；2)近年來日本瑞士的網紗公司針對太陽能網印專門開發了 400目18線徑，290目20線經，325目16線經等各種規格的網紗，使得細線條的印刷成為可能，現在行業中電池正電極柵線已經可以做到60um的柵線寬度，LDSE電池的電鍍細柵線的優勢受到了影響，MWT的電池的效率優勢同樣有影響。
[0004]以上高效電池的出現，無論是普通高效電池還是高效電池結構的電池其實都面臨著一個問題，就是封裝損失收益的問題，因為主要改善的是短波段的光譜響應，而這個響應在組件端的表現優勢并不明顯，使得推廣難度很大。
[0005]為了改善這個問題，光伏電池在最近的一年內對電池背表面的鈍化研究和技術推廣的速度加快了，眾多知名設備制造公司開始推出ALD鈍化設備和ALD-SIN鈍化設備，另外對于SIN-SIN和S102-SIN的鈍化膜技術研發及生產應用在很多電池制作公司中開始應用和使用。但是其成本高。
【發明內容】
[0006]本 申請人:針對上述現有生產技術中太陽能電池在電池柵線不能印的很細，電池串聯電阻偏大，電池正表面背表面鈍化效果差，長波短波段轉換效率低等缺點，提供電鍍銀電極太陽電池制備方法，從而降低生產成本，達成規模化量產的制造條件。[0007]本發明所采用的技術方案如下:
[0008]一種電鍍銀電極太陽電池制備方法，包括如下步驟:
[0009]第一步:對硅片進行背面拋光處理，并進行化學清洗；
[0010]第二步:采用HF/H0N3腐蝕的方法進行硅片表面的絨面制作，并進行化學清洗及甩干；
[0011]第三步:在電池正反面同時進行磷摻雜，完成PN結的制備；
[0012]第四步:使用In-line式酸法腐蝕設備完成邊緣PN結的隔離，并去除表面的磷硅玻璃；
[0013]第五步:用管式擴散爐在電池正反面同時進行熱氧化，進行S102膜的制備；
[0014]第六步:用PECVD在電池正反面進行SiN膜的制備；
[0015]第七步:用絲網印刷設備在電池正反面進行正面銀電極和背面銀電極的制作；
[0016]第八步:用燒結爐設備完成銀硅合金的合金化；
[0017]第九步:完成電池片的初步測試，包括功率測試，導電性能測試，強度測試；
[0018]第十步:應用電鍍技術對電池正反面的銀電極同時鍍銀，增加柵線的高度；
[0019]第十一步:對電鍍后的片子進行烘干；
[0020]第十二步:對電池進行第二次效率測試并分檔包裝。
[0021]作為上述技術方案的進一步改進:
[0022]第一步中，化學清洗采用噴淋清洗，利用HF/HAC/添加劑合成的混酸對進行硅片表面清洗，清洗溫度為25°C ±5°C，清洗時間為:lmin-2min。
[0023]第五步中，熱氧化的溫度為600°C _800°C。
[0024]本發明的有益效果如下:
[0025](I)本發明采用了在擴散前完成背表面的拋光，使得電池正表面的反射率提高，增強了長波段光的吸收及更好的完成背表面的鈍化。
[0026](2)本發明使用熱氧化工藝和常規的SiN薄膜替代現在較為潮流的ALD鈍化，可以使用現有的管式擴散設備和PECVD設備，不需要增加額外的設備，并且實現起來較為簡單，工序增加不多，降低成本。
[0027](3)本發明利用絲網印刷技術制備第一層的銀電極柵線，同樣可以使用噴墨打印技術制備更細的銀電極柵線，然后用電鍍技術完成最后柵線的成型，使得電池正表面的柵線的高寬比很好。
【具體實施方式】
[0028]下面說明本發明的【具體實施方式】。
[0029]本實施例的電鍍銀電極太陽電池制備方法，包括如下步驟:
[0030]第一步:對硅片進行背面拋光處理，并進行化學清洗；
[0031]第二步:采用HF/H0N3腐蝕的方法進行硅片表面的絨面制作，并進行化學清洗及甩干；
[0032]第三步:在電池正反面同時進行磷摻雜，完成PN結的制備；
[0033]第四步:使用In-line式酸法腐蝕設備完成邊緣PN結的隔離，并去除表面的磷硅玻璃；[0034]第五步:用管式擴散爐在電池正反面同時進行熱氧化，進行S102膜的制備；
[0035]第六步:用PECVD在電池正反面進行SIN膜的制備；
[0036]第七步:用絲網印刷設備在電池正反面進行正面銀電極和背面銀電極的制作；
[0037]第八步:用燒結爐設備完成銀硅合金的合金化；
[0038]第九步:完成電池片的初步測試，包括功率測試，導電性能測試，強度測試；
[0039]第十步:應用電鍍技術對電池正反面的銀電極同時鍍銀，增加柵線的高度；
[0040]第十一步:對電鍍后的片子進行烘干；
[0041]第十二步:對電池進行第二次效率測試并分檔包裝。
[0042]第一步中，化學清洗采用噴淋清洗，利用HF/HAC/添加劑合成的混酸對進行硅片表面清洗，清洗溫度為25°C ±5°C，清洗時間為:lmin-2min。
[0043]第五步中，熱氧化的溫度為600°C _800°C。
[0044]本發明所述的PECVD是在真空下，加上射頻或微波電場，使反應室氣體發生輝光放電產生大量電子，在電場作用下獲得能量，與氣體分子發生碰撞使氣體分子活化吸附在襯底上,發生化學反應生成介質膜,副產物從襯底上解吸,隨主氣流由真空泵抽走。
[0045]本發明所述電鍍銀是通過電鍍技術使得能夠制備極細銀柵線發射極結構的制備。
[0046]本發明所述背面拋光可以有兩種實現方式，先拋光后再制絨，或先制絨后再拋光。實現方法簡單，可以使用現在的RENA的IN-LINE式PSG設備進行背面拋光，也可以使用最新的專門用于拋光的設備進行拋光。
[0047]本發明所述的雙面Si02_SiN薄膜的制備可以獲得背表面鈍化和正表面鈍化的雙
重效果。
[0048]實施例1
[0049]第一步:使用RENA的PSG設備對硅片進行背面拋光處理，并進行化學清洗，采用噴淋清洗，利用HF/HAC/添加劑合成的混酸對進行硅片表面清洗，清洗溫度為25°C，清洗時間為:lmin ；
[0050]第二步:采用HF/H0N3腐蝕的方法進行硅片表面的絨面制作，并進行化學清洗及甩干；
[0051]第三步:在電池正反面同時進行磷摻雜，完成PN結的制備；
[0052]第四步:使用In-line式酸法腐蝕設備完成邊緣PN結的隔離，并去除表面的磷硅玻璃；
[0053]第五步:用管式擴散爐在電池正反面同時進行熱氧化，熱氧化的溫度為600°C，并進行Si02膜的制備；
[0054]第六步:用PECVD在電池正反面進行SiN膜的制備；
[0055]第七步:用絲網印刷設備在電池正反面進行正面銀電極和背面銀電極的制作；
[0056]第八步:用燒結爐設備完成銀硅合金的合金化；
[0057]第九步:完成電池片的初步測試，包括功率測試，導電性能測試，強度測試；
[0058]第十步:應用電鍍技術對電池正反面的銀電極同時鍍銀，增加柵線的高度；
[0059]第十一步:對電鍍后的片子進行烘干；
[0060]第十二步:對電池進行第二次效率測試并分檔包裝。
[0061]實施例2[0062]單晶硅片經過堿制絨后，使用RENA的PSG設備進行粗拋，并完成70ohm的擴散，然后在電池正反面完成制備20nm的Si02薄膜，再制備60nm的SiN膜的制備，用絲網印刷技術制作30um的第一層柵線，高度在5um左右，然后用電鍍技術，擴展到40um的柵線寬度，及高度疊加到IOum左右，最終實現19.6%的電池轉化效率，相對于常規電池1.0%的增益，而得益于銀漿的降低和效率的增益，最終的單位瓦值的成本沒有增加。
[0063]實施例3
[0064]多晶硅片使用普通單晶的槽式制絨設備進行粗拋后，再經過酸制絨，并完成90ohm的擴散，然后在電池正反面完成制備20nm的Si02薄膜，再制備60nm的SiN膜的制備，用噴墨印刷技術制作IOum的第一層柵線，高度在2um左右，然后用電鍍技術，擴展到20um的柵線寬度，及高度疊加到5um左右，最終實現18.2%的電池轉化效率，相對于常規電池1%的增益，而得益于銀漿的降低和效率的增益，最終的單位瓦值的成本沒有增加。
[0065]以上描述是對本發明的解釋，不是對發明的限定，本發明所限定的范圍參見權利要求，在本發明的保護范圍之內，可以作任何形式的修改。
【權利要求】
1.一種電鍍銀電極太陽電池制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 第一步:對硅片進行背面拋光處理，并進行化學清洗； 第二步:采用HF/H0N3腐蝕的方法進行硅片表面的絨面制作，并進行化學清洗及甩干； 第三步:在電池正反面同時進行磷摻雜，完成PN結的制備； 第四步:使用In-line式酸法腐蝕設備完成邊緣PN結的隔離，并去除表面的磷硅玻璃； 第五步:用管式擴散爐在電池正反面同時進行熱氧化，進行Si02膜的制備； 第六步:用PECVD在電池正反面進行SiN膜的制備； 第七步:用絲網印刷設備在電池正反面進行正面銀電極和背面銀電極的制作； 第八步:用燒結爐設備完成銀硅合金的合金化； 第九步:完成電池片的初步測試，包括功率測試，導電性能測試，強度測試； 第十步:應用電鍍技術對電池正反面的銀電極同時鍍銀，增加柵線的高度； 第十一步:對電鍍后的片子進行烘干； 第十二步:對電池進行第二次效率測試并分檔包裝。
2.如權利要求1所述的電鍍銀電極太陽電池制備方法，其特征在于: 第一步中，化學清洗采用噴淋清洗，利用HF/HAC/添加劑合成的混酸對進行 硅片表面清洗，清洗溫度為25°C ±5°C，清洗時間為:lmin-2min。
3.如權利要求1所述的電鍍銀電極太陽電池制備方法，其特征在于: 第五步中，熱氧化的溫度為600°C -800°C。
【文檔編號】H01L31/0224GK103681972SQ201310727537
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】譚偉, 肖笛 申請人:上海華友金裕微電子有限公司