[發明專利]太陽能電池背場激光PN隔離工藝

有效

• 申請號: 201310361564.3
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103400905A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 梁興芳;馮強;王步峰
• 申請（專利權）人: 潤峰電力有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

技術領域

本發明涉及一種激光PN隔離工藝，具體涉及一種太陽能電池背場激光PN隔離工藝。屬于太陽能電池制作技術領域。

背景技術

在太陽能電池生產工藝過程中，采用的熱擴散工藝，經過三氯氧磷的擴散之后，正面電極和背面電極在邊緣PN的連通下是導電的，因此必須通過PN隔離技術清除邊緣PN結。傳統的激光隔離在絲網印刷之后完成，容易造成粉塵污染和激光對準偏移（圖1）；現在大部分廠家生產過程中使用的PN隔離技術為濕法刻蝕，是通過化學藥液腐蝕達到PN隔離的效果，容易導致邊緣刻蝕不完全和損失過多的正面受光面積等問題（圖2）。

PN結清除的效果可以用太陽能電池的電性能參數Rsh來進行表征，一般情況下Rsh為100～200Ω，最小值要求大于6Ω。在傳統的太陽能電池PN隔離技術中主要包含有兩種：激光刻蝕技術和濕法刻蝕技術。

傳統的激光PN隔離是在絲網燒結之后使用激光劃線刻槽的方法在硅片正面實現PN隔離，缺點是：激光刻槽的產生的粉塵容易對太陽能電池表面的造成污染，并且損失一部分正面的發電面積，從而導致太陽能電池的光電轉換效率降低；隨著技術的進步，濕法刻蝕逐漸取代激光劃線技術，但是濕法刻蝕一般需要通過化學藥液腐蝕掉正面發射極1～2mm。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種太陽能電池背場激光PN隔離工藝。本發明使用激光隔離代替傳統的濕法刻蝕工藝，并且對傳統激光刻蝕的工藝進行了改善，完全可以滿足太陽能電池生產過程中去除邊緣PN結的工藝需求。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種太陽能電池背場激光PN隔離工藝，包括步驟：前清洗制絨、擴散、PN隔離、后清洗、等離子體增強化學氣相沉積法（PECVD）沉積氮化硅、絲網印刷燒結、測試分選；所述PN隔離采用激光刻蝕，具體方法是：在太陽能電池的背面，利用光纖激光器以100～120mm/s的刻線速率圍繞硅片的背面表面進行邊緣刻槽，所述刻槽離硅片的邊緣距離為0.5mm，刻槽深度為10～15μm，從而實現PN隔離。

所述光纖激光器的波長為1064nm、頻率為10KHz。

所述后清洗是指通過質量濃度為9～10%的氫氟酸溶液去除激光刻蝕出現的粉塵和機械損傷層以及擴散遺留的磷硅玻璃（PSG）。

本發明的工作原理：

本發明采用激光刻蝕，對擴散后硅片背面表面邊緣進行刻槽，從而隔離正面發射極和背面電場的電學導通，實現太陽能電池生產過程中的PN隔離。本發明實現了太陽能電池正面電極和背面電極的斷路，保證Rsh大于6Ω，滿足太陽能電池的電性能參數。使用激光實現太陽能電池的PN隔離之后，通過后清洗去除硅片表面因激光刻槽出現的粉塵和硅片的表面機械損傷層，同時去除硅片表面的PSG。

本發明的有益效果：

1.傳統的濕法刻蝕邊緣一般離硅片的邊緣為1～2mm，而本發明使用激光在硅片的背面實現PN隔離，刻槽的寬度離邊緣距離精確控制在0.5mm，與濕法刻蝕相比，這就會使太陽能電池的發電面積增加380mm²以上，該面積可提升太陽能電池短流電流0.14A，相當于太陽能電池的光電轉換效率提升了0.28%以上。

2.通過后清洗去除激光刻蝕出現的粉塵和機械損傷層以及擴散遺留的PSG，大大減少硅片表面的機械損傷和粉塵污染，降低少子復合中心。

3.降低藍黑點色差片，提高產品收率。

4.將背場絲網印刷的面積減小了312mm²，以便滿足背場PN隔離工藝的圖像要求，并且實現背場的鈍化，提高少子的收集率。

總之，本發明通過改變傳統的激光PN隔離工藝流程，將激光隔離PN的工藝在擴散之后完成，并且是在硅片的背面，完全擺脫濕法刻蝕和傳統的激光刻蝕工藝的缺陷，提高太陽能電池的光電轉換效率和產品的合格率。

附圖說明

圖1為傳統激光PN隔離技術工藝流程圖；

圖2為目前大部分廠家生產太陽能電池的工藝流程圖；

圖3為本發明的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行進一步的闡述，應該說明的是，下述說明僅是為了解釋本發明，并不對其內容進行限定。