专利汇可以提供高效低成本大面积晶体硅太阳电池工艺专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种高效低成本大面积晶体 硅 太阳 电池 工艺属于 太阳能 应用领域。本 发明 制备晶体硅太阳电池工艺按工艺线的生产顺序分为如下六个步骤:前道化学预处理; 半导体 PN结 制作;电感偶合等离子 刻蚀 周边;淀积氮化硅 薄膜 ;丝网印刷正、背面 电极 ;正、背面电极 金属化 及氮化硅薄膜烧穿。本发明简化了太阳电池工艺、将原来的两到三次的电极 烧结 工艺简 化成 一次完成,降低了的成本,提高了太阳电池效率。采用此工艺,可获得商业化大面积(103×103mm2) 单晶硅 太阳电池的效率达15.7%,此工艺也适用于 多晶硅 太阳电池,多晶硅太阳电池效率可达14.0%以上,(AM1.5,光照强度100mW/cm2,25℃)。,下面是高效低成本大面积晶体硅太阳电池工艺专利的具体信息内容。
1、一种高效低成本大面积晶体硅太阳电池工艺,其特征在于:按工艺线的生 产顺序分为如下六个步骤:前道化学预处理;半导体PN结制作;电感偶合等离 子刻蚀周边;淀积氮化硅薄膜;丝网印刷正、背面电极;正、背面电极金属化及 氮化硅薄膜烧穿。
2、根据权利要求1所述的高效低成本大面积晶体硅太阳电池工艺,其特征是 所述的前道化学预处理具体如下:
选电阻率在0.6~2Ωcm的硅晶片,采用半导体的常规清洗工艺,用碱溶液减 薄工艺除去切片过程带来的损伤层,减薄后的硅片厚度达300μm,用重量百分比 1.25%的稀释氢氧化钠溶液进行硅片的表面织构化处理,用体积比为 H2O∶HCl∶H2O2=6∶1∶1的盐酸水溶液煮沸10分钟两遍,用体积百分比5%的稀 氢氟酸水溶液漂去表面的氧化硅层,每道化学处理工序后,用去离子水清洗数遍, 最后用冷、热去离子水清洗数遍,红外灯烘干备用。
3、根据权利要求1所述的高效低成本大面积晶体硅太阳电池工艺,其特征是 所述的半导体PN结制作具体如下:
采用半导体液态源扩散工艺,POCl3为磷气态源,半导体工业扩散设备,铂 铑热偶探测扩散炉的温度,半导体自动控温,单晶硅太阳电池PN结制作的恒温 区的温度为900~950℃,多晶硅太阳电池PN结制作的恒温区的温度为850~900 ℃,恒温区的长度为110cm;5分钟预加热:通氮气300ml/min,氧气85ml/min, 10~20分钟的恒源扩散:通氮气300ml/min,氧气85ml/min,携源氮气70ml/min, 20~40分钟的定源推进:通氮气300ml/min,氧气85ml/min;扩散时,硅片在石 英管中两两背靠背放置,降低背面的N+层的磷杂质的浓度。
4、根据权利要求3所述的高效低成本大面积晶体硅太阳电池工艺,其特征是 所述的电感偶合等离子刻蚀周边具体如下:
采用四氟化碳和氧气工作气体,电感偶合等离子发生器产生对硅片具有刻蚀 作用的等离子,在反应室中对预先垒放好的硅片作周边刻蚀,除去了硅片周边的 正背面短路PN结。
5、根据权利要求1所述的高效低成本大面积晶体硅太阳电池工艺,其特征是 所述的淀积氮化硅薄膜具体如下:
采用等离子增强化学汽相沉积工艺沉积氮化硅钝化、减反射薄膜,采用高频等 离子的等离子增强化学汽相沉积工艺,制备氮化硅薄膜的工艺条件如下:高频功 率为100W,本底真空0.5Pa,硅源气体的流量400ml/min,其中SiH45%+N295%, 氮源气体流量40ml/min,采用高纯氨气NH3,反应气体压强10Pa,淀积时间由 沉膜的速度而定,衬底温度为350℃,通常控制氮化硅薄膜的厚度在70~80nm, 此膜厚为以兰色光计算的四分之一的波长光程,太阳电池的表面现深兰色。
6、根据权利要求1或5所述的高效低成本大面积晶体硅太阳电池工艺,其特 征是淀积氮化硅薄膜或者用反应射频溅射工艺。
7、根据权利要求1所述的高效低成本大面积晶体硅太阳电池工艺,其特征是 所述的丝网印刷正、背面电极具体特征如下:正面采用栅线加汇流条结构,栅线 的宽度为0.4~0.1mm,汇流条的宽度为2~3mm,正面栅线所用的材料为银浆; 硅太阳电池的背面电极用铝浆制备,用银铝浆做出焊脚条,焊脚条的银铝浆先于 铝电极的铝浆印刷在电池的背面,背面的铝层电极可形成背面的PP+高低结,铝 硅合金层的形成过程对背表面钝化及对富磷N+层补偿;将背面的银铝浆焊脚条印 在铝浆的下面,铝浆形成的背面铝电极在每条焊脚条的位子处开一长条形窗口, 3~5mm,焊脚条的宽度为4~6mm,该窗口的宽度要略小于银铝浆焊脚条的宽度, 在铝电极的窗口处,露出焊脚条,铝电极和焊脚条有0.5~2mm宽度的搭界。
8、根据权利要求1所述的高效低成本大面积晶体硅太阳电池工艺,其特征是 所述的正、背面电极金属化及氮化硅薄膜烧穿具体如下:
正、背面电极金属化的一次性烧结,同时进行氮化硅薄膜烧穿工艺,烧穿氮 化硅薄膜工艺采用国产链式烧结炉设备,优选工艺条件是:烧结单晶硅太阳电池 电极高温区最高温度850℃,烧结多晶硅太阳电池电极高温区最高温度为750~800 ℃,转速为1250转/分钟,走完全程需4分钟,高温区滞留时间少于30秒。
9、根据权利要求8所述的高效低成本大面积晶体硅太阳电池工艺,其特征是 烧穿氮化硅薄膜的同时对晶体硅太阳电池的正面作钝化,正、背面电极的一次烧 结金属化技术,及同时烧穿氮化硅钝化薄膜技术,在氮化硅薄膜下面形成了良好 的银—硅欧姆接触的正面电极,又形成了有背场效应的铝硅合金背电极。
10、根据权利要求8所述的高效低成本大面积晶体硅太阳电池工艺,其特征是背 面铝电极的金属化烧结过程,对背面进行了钝化,同时对富磷N+层进行补偿,并 形成了PP+的背面场。
本发明涉及的是一种太阳电池制备工艺,特别是一种高效低成本大面积晶体 硅太阳电池工艺,属于太阳能应用领域。
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