[發明專利]一種背鈍化太陽能電池的激光脈沖方法

有效

• 申請號: 201610683628.5
• 申請日: 2016-08-17
• 公開（公告）號: CN106169518B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 黃金;李高非;王繼磊;付少劍;張娟;白炎輝
• 申請（專利權）人: 晉能清潔能源科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0224
• 代理公司: 鎮江京科專利商標代理有限公司32107
• 代理人: 夏哲華

技術領域

本發明涉及一種背鈍化太陽能電池的激光脈沖方法，屬于太陽能電池的制造技術領域。

背景技術

由于Al2O3薄膜與SiN薄膜均為絕緣層無法導電，激光的作用主要就是將背面膜層劃開使硅基體露出，在完成背電場印刷燒結后使得硅基體能夠和鋁背場形成良好的歐姆接觸，這樣使得激光輸出能量對氧化鋁的鈍化效果有著重要的影響，激光輸出能量大會使腐蝕深度增加、熱損傷較大直接影響了氧化鋁膜層的鈍化效果，使得開路電壓降低，激光輸出能量小會使腐蝕深度不足，不能完全打穿背面氮化硅和氧化鋁膜層導致硅基體與鋁背場間接觸不良，使串聯電阻大大增加，從而使填充降低。

目前常見的激光脈沖方式多為單脈沖，一方面這種脈沖方式同比輸出能量較大，不易控制，穩定性較差，容易對膜層及硅基體造成損傷；另一方面現拋光工序為適應PERC電池量產需求多采用酸拋光，但此種拋光方式對應背鍍膜層的平整性較差，通過單脈沖方式激光開槽部位形貌不良，主要體現在平整性上，使得硅基體與鋁背場的接觸不良。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠減少對背面膜層及硅基體的損傷，增強鈍化效果，并能提高PERC電池的轉換效率的背鈍化太陽能電池的激光脈沖方法。

為了解決上述技術問題，本發明的背鈍化太陽能電池的激光脈沖方法，包括以下步驟：

A、對單晶硅片進行制絨處理，形成金字塔絨面；

B、擴散制備PN結；

C、拋光去除邊結及表面缺陷,使背表面平整；

D、通過ALD、PECVD使正背面形成鈍化膜層；

E、在背表面采用激光設備進行激光開槽，開槽采用脈沖方式為多脈沖，脈沖數為2-5；

F、絲網印刷形成正電極，背電極及背場；

G、燒結使金屬與硅之間形成良好的歐姆接觸。

所述步驟G完成后進行測試電池的電性能。

所述步驟E中，輸出功率為10－40W，頻率為400-1000KHz，頻率與脈沖數相對應，頻率與脈沖數乘積小于2000。

所述鈍化膜為氧化鋁、氮化硅或氧化硅薄膜或其中至少兩種材料的疊層膜，膜層厚度為50-300nm。

所述激光設備為皮秒、亞秒或納秒激光器。

本發明的優點在于：

由于開槽采用脈沖方式為多脈沖，特別是對激光的參數范圍進行設定，由此使得在同比條件下，利用多脈沖輸出總能量小，減小了對硅基體及膜層的損傷，同時脈沖數的增加使激光開槽時對膜層平整性的要求放寬，使開槽部位的平整性更好，從而減少了對背面膜層及硅基體的損傷，增強鈍化效果；同時激光開槽部位的平整度更好，使得硅基體能夠和鋁背場形成良好的歐姆接觸，從而提高了太陽能電池的轉換效率。

具體實施方式

下面結合具體實施方式，對本發明的背鈍化太陽能電池的激光脈沖方法作進一步詳細說明。

本發明的背鈍化太陽能電池的激光脈沖方法，包括以下步驟：

A、對單晶硅片進行制絨處理，形成金字塔絨面；

B、擴散制備PN結；

C、拋光去除邊結及表面缺陷,使背表面平整；

D、通過ALD、PECVD使正背面形成鈍化膜層；鈍化膜為氧化鋁、氮化硅或氧化硅薄膜或其中至少兩種材料的疊層膜，膜層厚度為50-300nm；

E、采用激光設備在背表面進行激光開槽，開槽采用脈沖方式為多脈沖，脈沖數為2-5；其輸出功率為10－40W，頻率為400-1000KHz，頻率與脈沖數相對應，頻率與脈沖數乘積小于2000；所說的激光設備為皮秒、亞秒或納秒激光器。

F、絲網印刷形成正電極，背電極及背場；

G、燒結使金屬與硅之間形成良好的歐姆接觸。

H、進行測試電池的電性能。

其對比實施例如下：

對比例一：

A、對單晶硅片進行制絨處理，形成金字塔絨面；

B、擴散制備PN結；

C、拋光去除邊結及表面缺陷,使背表面平整；

D、通過ALD、PECVD使正背表面形成鈍化膜層,正面為氮化硅膜層,厚度為80nm,背面為氧化鋁和氮化硅疊層膜,厚度為130nm；

E、采用皮秒激光器在背表面進行激光開槽，開槽采用脈沖方式為單脈沖，開槽頻率為625KHz，輸出功率為12W。

F、絲網印刷形成正電極，背電極及背場；

G、燒結使金屬與硅之間形成良好的歐姆接觸；

H、測試電池的電性能。

對比例二：