[發(fā)明專利]用于制造背面鈍化太陽(yáng)能電池的組合物和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380059482.1
• 申請(qǐng)日: 2013-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104854684A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 泰德·克羅伊茨;何靳安;喬爾·加西亞;毛拉·莫斯托-加拉格爾;格拉哈姆·羅賓斯;劉英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太陽(yáng)化學(xué)公司
• 主分類號(hào): H01L21/312
• 分類號(hào): H01L21/312
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 劉慧;楊青

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2012年11月14日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/726,223和2013年3月14日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/782,462的權(quán)益。這些申請(qǐng)中每一者的公開(kāi)都在此以引用的方式完整地并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池制造，且尤其是使用濕式蝕刻工藝制造背面鈍化太陽(yáng)能電池的組合物和方法。

發(fā)明背景

用于接觸背面鈍化太陽(yáng)能電池的常規(guī)方法是使用硅片的激光燒蝕。在此類方法中，大功率激光器在電池的背表面上點(diǎn)火，此將所沉積的鈍化層熱燒蝕。此工藝具有若干缺點(diǎn)。首先，激光燒蝕對(duì)表面下面的硅的破壞降低了電池效率。其次，因?yàn)榧す獗仨殥咭曊麄€(gè)表面區(qū)域，所以此工藝可能耗費(fèi)時(shí)間。激光燒蝕無(wú)法在背表面上產(chǎn)生復(fù)雜的形狀和高分辨率的細(xì)節(jié)。此外，此方法不能控制進(jìn)入太陽(yáng)能電池的深度。這是重要的，因?yàn)殡姵氐淖罱K效率可能依賴于切開(kāi)表面的深度，且當(dāng)激光燒蝕更多材料時(shí)，此一般對(duì)襯底產(chǎn)生更大的熱損傷和對(duì)應(yīng)更低的效率。

因此本領(lǐng)域中需要改良的制造背面鈍化太陽(yáng)能電池的方法，其克服了常規(guī)方法的問(wèn)題，例如激光燒蝕。

發(fā)明概要

描述了用于制造背面鈍化硅太陽(yáng)能電池的組合物和方法。描述了一種新穎的將背表面切開(kāi)以使硅與常規(guī)鋁粉漿接觸的方法。描述了多種新穎的可絲網(wǎng)印刷的抗蝕劑。首先，可以將此類抗蝕劑印刷在背面鈍化太陽(yáng)能電池晶片的背面上。接著可以使用濕式蝕刻來(lái)去除鈍化層，并接著可以去除抗蝕劑層。此外，其它濕式蝕刻步驟可以任選地用于將開(kāi)口深化至硅中并增強(qiáng)BSF(背面場(chǎng))。接著可以將鋁粉漿印刷在目前蝕刻的電池的整個(gè)背部上。接著將整個(gè)電池?zé)啤Ｔ诒景l(fā)明的示例性實(shí)施方案中，可以選擇不會(huì)燒穿鈍化層的粉漿。

附圖說(shuō)明

圖1描繪根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的示例性背面鈍化硅太陽(yáng)能電池制造方法；

圖2展示在鈍化太陽(yáng)能電池上燒制的相同鋁粉漿的兩種SEM(掃描電子顯微鏡)影像，左側(cè)使用常規(guī)方法，右側(cè)根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的方法；

圖2A和2B分別為圖2的兩個(gè)圖的放大版本；以及

圖3描繪用于印刷根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的抗蝕劑的示例性測(cè)試絲網(wǎng)圖案。

發(fā)明詳述

描述了制造背面鈍化硅太陽(yáng)能電池的方法。尤其是使用創(chuàng)新的抗蝕劑和濕式蝕刻制造背部鈍化太陽(yáng)能電池以連接電接觸的組合物和方法。

如上所述，具有背面鈍化的常規(guī)硅太陽(yáng)能電池優(yōu)于未鈍化的晶片，但是必須穿過(guò)非傳導(dǎo)性鈍化層與硅片背部進(jìn)行電接觸。下文中，描述了一種新穎的制備太陽(yáng)能電池的背表面以使硅與常規(guī)鋁粉漿接觸的方法。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，首先，可以將可絲網(wǎng)印刷的抗蝕劑圖案印刷在鈍化晶片的背面上，如例如圖1中所示。接著可以使用濕式蝕刻來(lái)去除鈍化層且因此圖案化，并接著可以去除抗蝕劑層。此外，其它濕式蝕刻步驟可以任選地用于將孔口深化至硅中且增強(qiáng)BSF(背面場(chǎng))。最后，接著可以將鋁粉漿印刷在整個(gè)背部上且燒制。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，可以選擇不會(huì)燒穿鈍化層的粉漿。

濕式蝕刻技術(shù)比激光工藝高效，因?yàn)榇祟惣す鉄g工藝會(huì)引起破壞，如上所述。然而，在此以前，未曾研發(fā)出可以容許濕式化學(xué)蝕刻并入高通量背景中的解決方案。

在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，解決了與激光燒蝕有關(guān)的各個(gè)問(wèn)題。此類示例性方法被簡(jiǎn)化，其中小的細(xì)節(jié)可以容易地使用高分辨率的可印刷抗蝕劑進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，且其中所述化學(xué)蝕刻不會(huì)破壞晶片。此外，本發(fā)明者已經(jīng)觀測(cè)到與激光燒制的接觸相比，由所提出的方法產(chǎn)生的背面場(chǎng)(“BSF”)更厚且與周?chē)玫乇３忠恢隆Ｆ湟呀?jīng)進(jìn)一步觀測(cè)到在濕式蝕刻樣品上形成BSF大于激光燒制的孔口(示例性比較影像參見(jiàn)圖2)。注意到，BSF是當(dāng)鋁粉漿和硅熔融時(shí)產(chǎn)生且隨后在燒制期間固化的退化鋁摻雜硅區(qū)域。此層使電接觸附近的電場(chǎng)增強(qiáng)，并增加流向接觸的載流子數(shù)量。如果在鈍化層附近的BSF中存在任何破裂，那么當(dāng)表面附近的帶相反電荷的載流子與多數(shù)載流子重組時(shí)此可以引起分流。因此優(yōu)良的BSF厚度和形狀對(duì)高效率來(lái)說(shuō)是至關(guān)緊要的，且當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的方法時(shí)，和常規(guī)方法對(duì)比，這些特征得到改良。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案提供的商業(yè)優(yōu)點(diǎn)是通量較高，而所需要的裝備一般已經(jīng)針對(duì)使用印刷/蝕刻/清洗方法的工廠而建立。