一種超薄多晶硅太陽能電池片的制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及太陽能電池領域，具體地涉及一種超薄多晶硅太陽能電池片的制備方法勞強度的方法。
【背景技術】
[0002]太陽能電池的通用制備工藝為:前清洗一制絨一擴散一等離子刻蝕一后清洗一等離子氣相沉積一絲網印刷一燒結一檢測。其中，采用的硅片為200微米左右。
[0003]然而，硅片厚度200微米中，P-N結的結深一般在0.3-0.5微米以內，實際吸收光譜的硅片厚度在50-60微米，已吸收90%以上，所以，200微米的厚度完全沒有必要。但目前市場上的多晶硅電池的硅片的厚度在200微米(±20微米)，之所以市場上無以上超薄硅片用來做電池，并不是因為切割技術不能達到，例如，201120425060.X公開了一種太陽能電池的超薄硅片，包括硅片體，其特征是所述硅片體的厚度為120微米至160微米，表面成四棱錐絨面。CN200820030960.2公開了一種超薄太陽能級硅片，是一種太陽能電池基片材料。其本體為上、下兩平行平面組成的方形薄片，方形薄片四角為四個相同的45°倒角，上、下兩平面的距離為165MM-195MM范圍，超薄太陽能級硅片上、下兩平面表面光潔、平整、無瑕疵，本體的翹曲度小于75MM。超薄太陽能級硅片由硅晶圓棒切割而成。而主要是因為:硅片到電池片的3h加工過程中，經過多道包含高溫和液體冷卻的工序，太陽能電池的制備工藝為:前清洗一制絨一擴散一等離子刻蝕一后清洗一等離子氣相沉積一絲網印刷一燒結一檢測。在這些加工過程中，硅片本身易碎，超薄硅片更易碎。為保證碎片率，必須使用一定厚度的硅片。
[0004]本申請就是針對此冋題廣生。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種超薄多晶硅太陽能電池片的制備方法，以解決現有技術中存在的上述問題。
[0006]本發明提供的技術方案如下:
[0007]—種超薄多晶硅太陽能電池片的制備方法，包括如下步驟:
[0008]米用130±20微米的娃片，前清洗一制絨一擴散一擴散后退火一等尚子刻蝕一第一次超聲波振蕩一后清洗一等離子氣相沉積一第二次超聲波振蕩一絲網印刷一燒結一燒結后退火一檢測，其中，
[0009]I)在制絨工藝中的處理:將兩片硅片疊在一起制絨，同時在制絨的溶液中添加質量體積比2-8%醋酸鈉；
[0010]2)擴散后退火時長15-20min，溫度為320-450攝氏度，退火時充氬氣保護；
[0011]3) 一次超聲波頻率為 20KHZ-150KHZ，振蕩 30_50min ；
[0012]4)燒結后退火時長10-15min，溫度為120-250攝氏度，退火時負壓充氬氣保護；
[0013]5)第二次超聲波 20KHZ-100KHZ，振蕩 10_20min。
[0014]在本發明的較佳實施例中，第一次超聲波50KHZ-80KHZ，振蕩35_40min。
[0015]在本發明的較佳實施例中，第二次超聲波20KHZ-45KHZ，振蕩12_15min。
[0016]在本發明中，前清洗/制絨/擴散/等離子刻蝕/后清洗/等離子氣相沉積/絲網印刷/燒結/檢測這些步驟為:
[0017]去損傷層:去除硅片表面在硅片切割過程中造成的損傷層。首先，用有機溶劑(如甲苯等)初步去油，再用清洗劑去除殘留的有機和無機雜質，在每種清洗液清洗后都用去離子水漂洗干凈。然后，進行表面腐蝕，在腐蝕液中每面蝕去約10 μ m，其作用是去除表面的切片機械損傷，暴露出晶格完整的硅表面。
[0018]硅片制絨:在晶體硅片表面形成絨面結構，并確保表面織構細密均勻及清潔。在腐蝕絨面后，進行一般的化學清洗。經過制絨后的硅片都不宜在水中久存，以防沾污，應盡快擴散制結。
[0019]擴散:在硅片表明形成均勻的p-n結。雜質元素在高溫時(800-830攝氏度)由于熱擴散運動進入基體，它在基體中的分布視雜質元素種類、初始濃度及擴散溫度而異。對擴散的要求是獲得適合于太陽電池P-n結需要的結深和擴散層方塊電阻。
[0020]等離子刻蝕:擴散完成的電池正背面和邊緣均形成了 p-n結，邊緣的p-n結必須除去，通過采用等離子刻蝕方法來除去邊緣的P-n結。
[0021]去磷娃玻璃:去除娃片表面在擴散中形成的磷娃玻璃。一般米用HF。
[0022]沉積減反射膜:用PECVD的方法，獲得有效的鈍化和致密均勻的氮化硅減反射膜。
[0023]制備光學減反射膜及表面鈍化:半導體器件的表面鈍化可以有效地減小器件的表面密度，提高器件的穩定性和可靠性。若對硅太陽電池的發射區或基區表面進行鈍化，則能有效地降低發射區及基區的表面復合，提高太陽電池的開路電壓，從而可提高太陽電池的光電轉換效率。太陽電池迎光面的光學減反則能有效地提高太陽電池對光的吸收，從而增加電池短路電流的增益。
[0024]絲網印刷及燒結:將制作好減反射膜的太陽電池進行電極制備，電池電極制備采用絲網印刷，在電池的背面先印刷銀漿或銀鋁漿背電極，烘干后將鋁漿印刷背電場，再次烘干，然后在電池的正面印刷銀漿前電極，最后進行燒結，燒結溫度控制在800-880°C左右。
[0025]以上這些步驟可以采用現有技術。
[0026]本發明的優點如下:
[0027]I)在制絨工藝中的處理:正常前清洗和制絨去除損傷層和制造絨面消耗掉的硅片厚度為10微米，本發明在此環節采用單面制絨，即兩片硅片疊在一起制絨，可以減少50%的制絨損失。同時在制絨的溶液中添加質量體積比2-8%醋酸鈉減緩反應速率，使絨面既小又均勻。
[0028]2)在擴散步驟后，增加一道退火工藝，目的是去除超薄硅片在擴散高溫造成的內應力(擴散溫度一般在830攝氏度)，時長15-20min，溫度為320-450攝氏度，退火時充氬氣保護。
[0029]3)在燒結工藝后，增加一道退火工藝，目的是去除燒結時產生的內應力，燒結溫度一般在800攝氏度，時長10-15min，溫度為120-250攝氏度，退火時負壓充氬氣保護。
[0030]4)第一次增加振蕩，目的減少等離子刻蝕后的內應力；
[0031]5)第二次增加振蕩，目的減少PECVD環節高溫氣體沉積對超薄硅片內應力的影響；
[0032]采用本發明方案處理，制備的硅片碎片率和目前通用的200微米(±20微米)硅片碎片率相比，沒有增加，而由于硅片變薄約1/4-1/3，硅片的成本大大降低。
【具體實施方式】
[0033]實施例1
[0034]采用130微米的硅片，前清洗一制絨一擴散一擴散后退火一等離子刻蝕一第一次超聲波振蕩一后清洗一等離子氣相沉積一第二次超聲波振蕩一絲網印刷一燒結一燒結后退火一檢測。
[0035]其中，
[0036]I)在制絨工藝中的處理:將兩片硅片疊在一起制絨，同時在制絨的溶液中添加質量體積比2-8%醋酸鈉；
[0037]2)擴散后退火時長15-20min，溫度為320-450攝氏度，退火時充氬氣保護；
[0038]3) 一次超聲波振蕩50KHZ，振蕩40min ；
[0039]4)燒結后退火時長10-15min，溫度為120-250攝氏度，退火時負壓充氬氣保護；
[0040]5)第二次超聲波振蕩45KHZ，振蕩12min。
[0041 ] 整個流程碎片率約I %。
[0042]實施例2
[0043]采用140微米的硅片，前清洗一制絨一擴散一擴散后退火一等離子刻蝕一第一次超聲波振蕩一后清洗一等離子氣相沉積一第二次超聲波振蕩一絲網印刷一燒結一燒結后退火一檢測。
[0044]其中，
[0045]I)在制絨工藝中的處理:將兩片硅片疊在一起制絨，同時在制絨的溶液中添加質量體積比2-8%醋酸鈉；
[0046]2)擴散后退火時長15-20min，溫度為320-450攝氏度，退火時充氬氣保護；
[0047]3) 一次超聲波振蕩波振蕩80KHZ，振蕩35min ；
[0048]4)燒結后退火時長10-15min，溫度為120-250攝氏度，退火時負壓充氬氣保護；
[0049]5)第二次超聲波振蕩20KHZ，振蕩15min。
[0050]整個流程碎片率約I %。
[0051]實施例3
[0052]采用150微米的硅片，前清洗一制絨一擴散一擴散后退火一等離子刻蝕一第一次超聲波振蕩一后清洗一等離子氣相沉積一第二次超聲波振蕩一絲網印刷一燒結一燒結后退火一檢測，其中，
[0053]I)在制絨工藝中的處理:將兩片硅片疊在一起制絨，同時在制絨的溶液中添加質量體積比2-8%醋酸鈉；
[0054]2)擴散后退火時長15-20min，溫度為320-450攝氏度，退火時充氬氣保護；
[0055]3) 一次超聲波振蕩70KHZ，振蕩30min ；
[0056]4)燒結后退火時長10-15min，溫度為120-250攝氏度，退火時負壓充氬氣保護；
[0057]5)第二次超聲波振蕩40KHZ，振蕩15min。
[0058] 整個流程碎片率約1%。
【主權項】
1.一種超薄多晶硅太陽能電池片的制備方法，采用130±20微米的硅片，經過以下步驟 制備: 前清洗一制絨一擴散一擴散后退火一等離子刻蝕一第一次超聲波振蕩一后清洗一等離子氣相沉積一第二次超聲波振蕩一絲網印刷一燒結一燒結后退火一檢測，其中， 1)在制絨工藝中的處理:將兩片硅片疊在一起制絨，同時在制絨的溶液中添加質量體積比2-8%醋酸鈉； 2)擴散后退火時長15-20min，溫度為320-450攝氏度，退火時充氬氣保護； 3)一次超聲波頻率為20KHZ-150KHZ，振蕩30_50min ； 4)燒結后退火時長10-15min，溫度為120-250攝氏度，退火時負壓充氬氣保護； 5)第二次超聲波20KHZ-100KHZ，振蕩 10_20min。2.如權利要求1所述的一種超薄多晶硅太陽能電池片的制備方法:其特征在于:第一次超聲波 50KHZ-80KHZ，振蕩 35_40min。3.如權利要求1所述的一種超薄多晶硅太陽能電池片的制備方法勞強度的方法，其特征在于:第二次超聲波20KHZ-45KHZ，振蕩12_15min。
【專利摘要】本發明公開了一種超薄多晶硅太陽能電池片的制備方法，包括如下步驟：采用130±20微米的硅片，前清洗-制絨-擴散-擴散后退火-等離子刻蝕-第一次超聲波振蕩-后清洗-等離子氣相沉積-第二次超聲波振蕩-絲網印刷-燒結-燒結后退火-檢測。本發明可以降低硅片成本。
【IPC分類】H01L31/18
【公開號】CN105470345
【申請號】CN201510627213
【發明人】許新湖, 柯雨馨, 戴亮亮
【申請人】陽光大地（福建）新能源有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年9月28日