CN103594529A - Mwt与背钝化结合的晶硅太阳能电池及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MWT与背钝化结合的晶硅太阳能电池及其制造方法，本发明的晶硅太阳能电池包括依次叠加的钝化膜、磷扩散层、P型硅基体、氧化铝薄膜、叠层保护膜和铝印刷层结构，其中穿设有灌孔银电极；本发明的制造方法包括钻孔、制绒、扩散、抛光、薄膜生长、开孔、灌孔、印刷、烧结等步骤。本发明具有低成本和可量产的优点。

Description

MWT与背钝化结合的晶硅太阳能电池及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池的结构及制造方法，具体涉及一种MWT与背钝化结合的晶硅太阳能电池及其制造方法。 

背景技术

现代化太阳能电池工业化生产朝着高效低成本化方向发展，MWT（Metal wrap through）技术与背钝化（PERC）技术相结合作为高效低成本发展方向的代表，具有以下优势： 

（1）极低的正面遮光：MWT技术通过在硅片上钻孔的方式将主栅线（busbar）引到电池的背面，从而降低了电池朝阳面的金属电极遮光；

（2）优异的背反射器：由于电池背面介质膜的存在使得内背反射从常规全铝背场65%增加到92-95%。一方面增加的长波光的吸收，另一方面尤其对未来薄片电池的趋势提供了技术上的保证；

（3）优越的背面钝化技术：由于背面介质膜的良好的钝化作用，可以将背面复合速率从全铝背的~1000cm/s降低到100-200cm/s；

（4）良好的协同作用，正面的MWT技术和背面钝化技术存在天然的结合关系，即过料孔与背表面交接的周围有薄膜作用，自然地隔离了灌孔浆料和硅的接触。

虽然当前国内外众多公司及研究单位都在研制单晶硅背面点接触太阳电池和MWT电池，但尚未出现将两者结合的低成本可量产结构与制备方法。 

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种MWT与背钝化结合的晶硅太阳能电池及其制造方法。 

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的MWT与背钝化结合的晶硅太阳能电池，包括依次叠加的钝化膜、磷扩散层、P型硅基体、氧化铝薄膜、叠层保护膜和铝印刷层结构，上述结构上具有贯通孔，孔内穿装有灌孔银电极，孔壁与灌孔银电极之间覆盖有介质薄膜，所述灌孔银电极的顶部覆盖有正面银电极，所述铝印刷层上具有间隔的凸起，所述凸起穿过叠层保护膜和氧化铝薄膜并与P型硅基体形成局域铝背场接触。 

优选的，所述磷扩散层为n型层，其方阻值为30-120ohm/sq。 

优选的，所述钝化膜为SiNx或SiOx减反射钝化膜。 

优选的，所述氧化铝薄膜厚度为1-100nm。 

优选的，所述叠层保护膜为SiNx、SiCx或TiOx。 

本发明同时提出上述MWT与背钝化结合的晶硅太阳能电池的制方法，包括以下步骤： 

1）激光钻孔；

2）硅片去损伤并制绒，制绒面为激光末端面；

3）扩散；

4）去除背面磷硅玻璃，并实现背面抛光；

5）背面氧化铝薄膜和叠层保护膜生长；

6）正面减反射薄膜生长；

7）背面背面氧化铝薄膜和叠层保护膜开孔；

8）在背面印刷灌孔浆料；

9）在背面印刷背银；

10）印刷背铝，正银，烧结，测试。

优选的，所述步骤4）中采用在线滚轮式设备单面去除背面磷硅玻璃。 

优选的，所述步骤1）中激光钻孔采用的激光为红光或绿光激光。 

优选的，所述步骤7）中的开孔方法而为腐蚀性浆料开孔或者激光开孔。 

优选的，所述步骤8）和步骤9）同时采用同种浆料印刷。 

优选的，所述步骤10）中烧结采用激光烧结法形成背面点接触。 

有益效果：本发明提供了一种可量产高效晶硅太阳能电池的结构和制造方法，可充分利用目前企业生产线已具备的常规电池生产设备，不增加电池每瓦制造成本。生长正面和背面薄膜的同时，激光钻孔中也沉积介质薄膜，不仅钝化了孔壁，而且有效地隔离了灌孔电极与硅的接触；钻孔步骤放在制绒步骤前，还有利于激光损伤的去除。 

附图说明

图1 本发明的实施例的结构示意图； 

图中各标号：减反膜1、磷扩散层2、P型硅基体3、氧化铝薄膜4、叠层保护膜5、铝印刷层6、灌孔银电极7、正面银电极8、局域铝背场接触9。

具体实施方式

实施例：本实施例的MWT与背钝化结合的晶硅太阳能电池的结构如图1所示，包括依次叠加的减反膜1、磷扩散层2、P型硅基体3、氧化铝薄膜4、叠层保护膜5、铝印刷层6结构，上述结构上具有贯通孔，孔内穿装有灌孔银电极7，孔壁与灌孔银电极7之间覆盖有介质薄膜，灌孔银电极7的顶部覆盖有正面银电极8，铝印刷层6上具有间隔的凸起，凸起穿过叠层保护膜5和氧化铝薄膜4并与P型硅基体3形成局域铝背场接触9。 

以156mm P型单晶硅片为基体材料，制造方法的具体步骤如下： 

（1）   在硅片背面采用红光激光进行钻孔，图形为4*4矩阵，钻孔直径为200um，间距为38.5mm；

（2）    对硅片去损伤并制绒，清洗；

（3）管式磷扩散，扩散方阻75 ohm/sq；

（4）湿法in line设备背面磷硅玻璃（PSG）去除，背面抛光；

（5）在硅片的背表面生长氧化铝薄膜，厚度约10nm；

（6）在硅片的前表面用PECVD的方法生长氮化硅减反膜80nm；

（7）在硅片的背表面用PECVD的方法生长氧化硅/氮化硅叠层膜120nm；

（8）绿光激光加工薄膜，打开薄膜，露出硅衬底，线宽为35um，间距为700um；

（9）在硅片的背表面采用丝网印刷的方法同时印刷灌孔电极和背面电极；

（10）背面印刷铝背场，在硅片的前表面印刷栅线，烧结，测试。

镀膜及开孔结束后，电池前表面印刷银栅线，背表面印刷铝背场及电极，共烧结后电池制作完成。烧结可采用激光烧结法，在氧化铝膜与保护膜的叠层膜生长结束后，印刷银浆并烘干，直接利用LFC工艺形成背面点接触。在叠层膜层上开孔可采用腐蚀性浆料开孔或者激光开孔的方法。 

经测试，本实施例制得的单晶电池转换效率批次平均效率达到20.3%。 

本发明为量产高效晶硅太阳能电池提供了一种新的生产模式理念，适用性及可操作性强，隐含着巨大的使用价值。 

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。 

Claims (10)

1.一种MWT与背钝化结合的晶硅太阳能电池，其特征在于包括：依次叠加的钝化膜、磷扩散层、P型硅基体、氧化铝薄膜、叠层保护膜和铝印刷层结构，上述结构上具有贯通孔，孔内穿装有灌孔银电极，孔壁与灌孔银电极之间覆盖有介质薄膜，所述灌孔银电极的顶部覆盖有正面银电极，所述铝印刷层上具有间隔的凸起，所述凸起穿过叠层保护膜和氧化铝薄膜并与P型硅基体形成局域铝背场接触。

2.如权利要求1所述的MWT与背钝化结合的晶硅太阳能电池，其特征在于：所述磷扩散层为n型层，其方阻值为30-120ohm/sq。

3.如权利要求1所述的MWT与背钝化结合的晶硅太阳能电池，其特征在于：所述钝化膜为SiNx或SiOx减反射钝化膜。

4.如权利要求1所述的MWT与背钝化结合的晶硅太阳能电池，其特征在于：所述氧化铝薄膜厚度为1-100nm。

5.如权利要求1所述的MWT与背钝化结合的晶硅太阳能电池，其特征在于：所述叠层保护膜为SiNx、SiCx或TiOx。

6.如权利要求1所述的MWT与背钝化结合的晶硅太阳能电池的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1）激光钻孔；

2）硅片去损伤并制绒，制绒面为激光末端面；

3）扩散；

4）去除背面磷硅玻璃，并实现背面抛光；

5）背面氧化铝薄膜和叠层保护膜生长；

6）正面减反射薄膜生长；

7）背面背面氧化铝薄膜和叠层保护膜开孔；

8）在背面印刷灌孔浆料；

9）在背面印刷背银；

10）印刷背铝，正银，烧结，测试。

7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于：所述步骤4）中采用在线滚轮式设备单面去除背面磷硅玻璃。

8.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于：所述步骤7）中的开孔方法而为腐蚀性浆料开孔或者激光开孔。

9.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于：所述步骤8）和步骤9）同时采用同种浆料印刷。

10.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于：所述步骤10）中烧结采用激光烧结法形成背面点接触。

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