[發明專利]一種改良的晶體硅太陽電池背面結構制備方法

無效

• 申請號: 201410295737.0
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104167468A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 苗麗燕;蔣方丹;金浩;郭俊華;陳康平
• 申請（專利權）人: 浙江晶科能源有限公司;晶科能源有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 吳關炳

技術領域

本發明涉及一種晶體硅太陽電池制備方法，具體涉及一種改良的晶體硅太陽電池背面結構制備方法。

背景技術

目前，傳統晶體硅太陽電池的絲網印刷及燒結包含以下步驟：（1）局部印刷Ag/Al漿作為背電極，烘干；（2）絲網印刷Al漿作為背電場，烘干；（3）絲網印刷正面Ag漿作為正電極；（4）燒結形成接觸。上述步驟（1）、（2）涉及背面結構的形成，該背面結構存在以下問題：（1）傳統方法制備得到的電池片背面大部分區域被Al漿覆蓋，局部為Ag/Al漿覆蓋作為焊接電極，兩個區域略有交疊，但不能形成完整均一的背面結構；（2）絲網印刷Al漿的厚度約20-30μm，Al漿耗量較大；（3）絲網印刷得到的背表面粗糙度較大，易被氧化。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種改良的晶體硅太陽電池背面結構制備方法，能夠同時解決表面平整度、易氧化和Al耗量高的問題，并能夠保證可焊性，尤其適用于無Pb焊帶的應用，更環保。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：一種改良的晶體硅太陽電池背面結構制備方法，其特征在于：運用PVD（物理氣相沉積）金屬化技術，在晶體硅太陽電池背面形成Al層、Ni:Si層和Ag層疊層結構，具體步驟如下：

(1)真空熱蒸發沉積Al層：在真空條件下，將Si襯底加熱至250～300℃，通入Ar氣預濺射300～600s除去靶材表面的污染物，然后控制反應氣壓1～100Pa，濺射功率20～500W，轟擊高純鋁靶，反應時間500～2500s，沉積Al層，所述Al層厚度為0.5～4.0μm；

?(2)真空濺射沉積Ni:Si層：在真空條件下，將沉積Al層后Si襯底加熱至250～300℃，通入Ar氣預濺射300～600s除去靶材表面的污染物，然后控制反應氣壓1～40Pa，濺射功率30～300W，轟擊高純鎳硅合金靶，反應時間30～800s，沉積Ni:Si層，所述Al:Si層厚度為50～500nm；

(3)真空濺射沉積Ag層：在真空條件下，將沉積Al層和Ni:Si層后Si襯底加熱至250～300℃，之后通入Ar氣預濺射300～600s除去靶材表面的污染物，然后控制反應氣壓1～50Pa，濺射功率30～600W，轟擊高純銀靶，反應時間5～500s，沉積Ag層，所述Ag層厚度為10～50nm。

作為一種優選，所述真空條件下的真空度為≤4×10^-4?Pa。

作為一種優選，所述步驟(2)中高純鎳硅合金靶的鎳含量為10～90%。

本發明的有益效果是:在?Si背表面均勻真空熱蒸發沉積Al層覆蓋，可形成完整均一的背面結構，有利于提高太陽電池的開路電壓，提升效率；真空熱蒸發沉積Al層耗量小，約為絲網印刷方法耗量的1/10；PVD方法形成的Al/Ni:Si/Ag疊層結構表面平整，不易被氧化；Al/Ni:Si/Ag疊層結構適用于無Pb焊帶的應用，滿足環保需求。

附圖說明

圖1為本發明實施例太陽電池背面結構示意圖。

下面結合附圖對本發明做進一步說明。

具體實施方式

實施例1：一種改良的晶體硅太陽電池背面結構制備方法，運用PVD（物理氣相沉積）金屬化技術，在晶體硅太陽電池背面形成Al層、Ni:Si層和Ag層疊層結構，具體步驟如下：

(1)真空熱蒸發沉積Al層：在真空條件下（真空度為4×10^-4?Pa），將Si襯底加熱至250℃，通入Ar氣預濺射300s除去靶材表面的污染物，然后控制反應氣壓100Pa，濺射功率50W，轟擊高純鋁靶，反應時間2000s，沉積厚度為3.0μm的Al層；

?(2)真空濺射沉積Ni:Si層：在真空條件下（真空度為4×10^-4?Pa），將沉積Al層后Si襯底加熱至250℃，通入Ar氣預濺射300s除去靶材表面的污染物，然后控制反應氣壓20Pa，濺射功率80W，轟擊高純鎳硅合金靶（鎳含量為90%），反應時間800s，沉積厚度為200nm的Ni:Si層；

(3)真空濺射沉積Ag層：在真空條件下（真空度為4×10^-4?Pa），將沉積Al層和Ni:Si層后Si襯底加熱至250℃，之后通入Ar氣預濺射300s除去靶材表面的污染物，然后控制反應氣壓5Pa，濺射功率200W，轟擊高純銀靶，反應時間300s，沉積厚度為40nm的Ag層。