[發(fā)明專利]一種單晶硅太陽能電池制造工藝方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310562771.5
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN104638055A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁堅;許國其;顧冬生;王豪兵;戴王帥
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇天宇光伏科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 沈志海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池成型技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種單晶硅太陽能電池制造工藝方法。?

背景技術(shù)

為了降低生產(chǎn)太陽能電池的生產(chǎn)成本，地面應(yīng)用的太陽能電池等采用太陽能級的單晶硅棒，材料性能指標(biāo)有所放寬，有的也可使用半導(dǎo)體器件加工的頭尾料和廢次單晶硅材料，經(jīng)過復(fù)拉制成太陽能電池專用的單晶硅棒，單晶硅太陽能電池將單晶硅棒切成片，一般片厚約0.3毫米，硅片經(jīng)過拋磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片，加工太陽能電池片，首先要在硅片上摻雜和擴(kuò)散，一般摻雜物為微量的硼、磷、銻等，擴(kuò)散是在石英管制成的高溫擴(kuò)散爐中進(jìn)行，這樣就硅片上形成PN結(jié)，然后采用絲網(wǎng)印刷法，精配好的銀漿印在硅片上做成柵線，經(jīng)過燒結(jié)，同時制成背電極，并在有柵線的面鍍上減反射膜，以防大量的光子被硅片表面反射掉，因此，單晶硅太陽能電池的單體片就制成了。

但是由于單晶硅材料制作電池前的清洗不到位，和擴(kuò)散不充分等原因，使得單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率不高，造成太陽能電池的功率達(dá)不到使用要求和成本浪費(fèi)等現(xiàn)象。

一種單晶硅太陽能電池制造工藝方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種單晶硅太陽能電池制造工藝方法，增加了單晶硅材料在制作電池前的清洗，并改變了其在擴(kuò)散爐中的擴(kuò)散方法，使得其能夠形成更為均勻的PN結(jié)，提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，以轉(zhuǎn)換出更多的電能。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種單晶硅太陽能電池制造工藝方法，所述制造工藝方法包括以下步驟：第一步：使用超聲波清洗單晶硅片表面的油污及手指印；第二步：表面制絨，通過在制絨槽內(nèi)配制的堿液進(jìn)行單晶硅片表面制絨，并在堿液內(nèi)添加TS4作為催化劑，催化劑TS4代替原先使用的異丙醇加快了硅的腐蝕速度，加快了表面制絨速度；第三步：酸液清洗，使用酸液進(jìn)去除硅片表面的氧化層及金屬離子；第四步：采用甩干機(jī)甩干化學(xué)清洗后的單晶硅片上的殘留酸液；第五步：將甩干后的單晶硅片放入擴(kuò)散爐的石英容器內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散，形成均勻性好的PN結(jié)；第六步：對太陽能電池的四周進(jìn)行刻蝕，以去除太陽能電池邊緣的PN結(jié)，避免PN結(jié)的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴(kuò)散有磷的區(qū)域流到PN結(jié)的背面，而造成短路；第七步：對單晶硅片進(jìn)行二次清洗去除擴(kuò)散時的在單晶硅片表面形成的磷硅玻璃；第八步：制備減反射膜，減少單晶硅太陽能電池工作時的光反射，以利益其更多的吸收太陽光；第九步：印刷電池，使得太陽能電池表面形成正極和負(fù)極，此時太陽能電池在光照下產(chǎn)生的電流通過正極和負(fù)極的電勢差就可以導(dǎo)出電流；第十步：燒結(jié)，印刷后的硅片，不能直接使用，需經(jīng)燒結(jié)爐快速燒結(jié)，形成上下電極的歐姆接觸；第十一步：成形，燒結(jié)結(jié)束的單晶硅片經(jīng)過機(jī)械加工，便可形成單晶硅太陽能電池板。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：第二步制減槽內(nèi)的氫氧化鈉的質(zhì)量體積比為2%，催化劑TS4的體積比為1%，TS4催化劑比之前使用的異丙醇加速效果更好。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：第三步酸液清洗的酸液為16%體積分?jǐn)?shù)的氫氟酸（濃度49%）及28%體積分?jǐn)?shù)的鹽酸（濃度37%）各酸洗5min。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：第四步所述的甩干機(jī)為離心式甩干機(jī)甩干酸液清洗后的單晶硅片，快速高效地去掉硅片表面的殘留液體。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：第五步的擴(kuò)散源為三氯氧磷，使用氮?dú)鈱⑷妊趿讕霐U(kuò)散爐內(nèi)高溫下與氧氣反應(yīng)生成的磷原子擴(kuò)散入硅原子的間隙。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：第八步所制備的減反射膜為氮化硅，以提高電池的轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：第九步電池的印刷順序依次為背電極、背場、正電極，工序是：每個電極或者背場印刷好后先進(jìn)入烘箱烘干，再進(jìn)行下一個工序，以印刷電池。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：第十步燒結(jié)是使用900~950度的高溫進(jìn)行燒結(jié)，以提高單晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：背電極刷銀漿，背場刷鋁漿，正電極刷銀漿，印刷好的單晶硅太陽能電池，從負(fù)極到正極其依次是背場、背電極、硅片、正電極，以保證制備好的單晶硅太陽能電池能較好的光電轉(zhuǎn)換效率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1.??提高了電池制造效率

采用TS4代替異丙醇作為催化劑進(jìn)行單晶硅片表面制絨，加速了單晶硅片表面制絨效率；采用甩干機(jī)在制絨和擴(kuò)散工序過程中，縮短了單晶硅太陽能電池的制作時間；采用900~950度的高溫?zé)Y(jié)成行單晶硅太陽能電池，縮短了電池制造時間，加快了單晶硅太陽能電池的制造效率；

2.??增加了光電轉(zhuǎn)換效率