[發明專利]一種PERC電池背面鈍化工藝

在審

• 申請號: 201710416638.7
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN106992229A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 閆濤;張冠綸;吳俊旻;常青;扈靜
• 申請（專利權）人: 通威太陽能（合肥）有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/068;H01L31/0216
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所53113
• 代理人: 張璽

技術領域

本發明屬于太陽能電池領域，具體涉及一種PERC電池背面鈍化工藝。

背景技術

PERC技術，即鈍化發射極背面接觸，通過在太陽能電池背面形成鈍化層，可大幅降低背表面電學復合速率，形成良好的內部光學背反射機制，提升電池的開路電壓、短路電流，從而提升電池的轉換效率。

PERC太陽能電池具有工藝簡單，成本較低，且與現有電池生產線兼容性高的優點，是新開發出來的一種高效太陽能電池，得到了業界的廣泛關注，有望成為未來高效太陽能電池的主流方向。

常規硅太陽能電池的生產，PERC硅太陽能電池生產步驟如下：1、提供一P型硅基板，首先進行清洗；2、在P型硅基板上采用三氯氧化磷(POCl₃)液態源擴散法來形成反向導電型的N型擴散層(N型發射極)；3、在形成擴散層之后，用氫氟酸進行蝕刻，去除擴散產生的硅片截面邊緣的PN結；4、在正面N型擴散層上淀積SiNx，形成介電層，在背面淀積AlO_X/SiNx，形成鈍化層；5、在PERC硅太陽能電池背面上的鈍化層進行激光開窗；6、在電池正面上的介電層上進行絲網印刷，并干燥正面銀漿，形成正面電極，在P型基板背面穿孔的鈍化層上進行絲網印刷，并干燥背面銀漿，形成背面電極；7、共燒，使電極充分干燥，同時形成良好電接觸。

PERC太陽能電池的核心是在硅片的背光面鍍一層氧化鋁薄膜覆蓋，以對硅鈍化，氧化鋁的表面鈍化受化學鈍化和場效應鈍化控制，氧化鋁的化學鈍化效應是氫鈍化，不同條件下制備出來的氧化鋁具有不同的氫含量，而氫是能夠與硅片內部缺陷和晶界處的懸掛鍵結合，減少復合中心，從而實現鈍化效果的重要因子，氫存在于薄膜的-OH基團或—CHx中。氧化鋁與硅接觸面具有高的固定負電荷密度，Q_f約為10¹²-10¹³cm^-2，通過屏蔽P型硅表面的少數載流子而表現出良好的場效應鈍化。氧化鋁膜層中的負電荷與P型硅基體中的少數載流子(電子)相互排斥，從而阻擋其與硅片表面的復合中心結合，降低了表面復合速率。

背面鈍化層氧化鋁與硅匹配性不太好，氧化鋁會放大某些背表面缺陷，如在刻蝕階段由于硅片背面與快速旋轉的皮帶接觸易形成皮帶印，從而引起EL(電致發光)降級增多，A級率下降。

當前，全球各大電池廠商都在加速引入PERC技術，與此同時，PERC電池本身也面臨降低生產成本，提高電池性能，技術創新和規模化生產的挑戰。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于現有技術中背面鈍化層氧化鋁與硅匹配性不太好，表面鈍化效果不佳，氧化鋁會放大某些背表面缺陷，從而引起EL降級增多，A級率下降的問題。

為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決：

一種PERC電池背面鈍化工藝，其特征在于，包括制絨，擴散，刻蝕和背面拋光，之后熱風烘干硅片，將硅片180°翻轉使硅片背面向上，臭氧處理使背面形成SiO₂膜，正面氧化處理，背面鍍鈍化膜，正面鍍鈍化膜；所述正面氧化處理為退火處理形成SiO₂膜。

具體地，所述將硅片180°翻轉采用翻片機，因為加裝翻片機，在下料時避免了硅片背面與皮帶的接觸，降低了EL降級的幾率，提高了A級率。

具體地，所述臭氧處理使背面形成SiO₂膜，采用臭氧機，使硅片背面向上經過臭氧機時形成SiO₂膜。

作為優選，所述背面形成SiO₂膜的厚度為1-5nm。更為優選的是，背面形成SiO₂膜的厚度為1-4nm。只有采用臭氧處理的方法，可以使硅片背面形成一層均勻的SiO₂膜，

優選地，所述正面形成的SiO₂膜的厚度為2-15nm，因為取消了正面臭氧處理，會使電池片PID風險增大，為了降低此風險，在退火處理時，通入一定量的氧氣，使正表面生長一層氧化厚度優選2-15nm，從而提高電池的抗PID性能。

優選地，所述正面形成的SiO2膜的厚度為2-8nm。正面SiO2膜如果太薄膜層制備比較困難，制備的膜層不均勻，抗PID的效果會變差。太厚會導致正面減反效果變差，通過退火處理控制正面的SiO2膜的厚度為2-8nm，可以有效制備出符合厚度的膜厚均勻的正面SiO2膜，且抗PID效果最優。