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CN112397610A - 一种太阳能电池片电极印刷方法 - Google Patents

一种太阳能电池片电极印刷方法 Download PDF

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CN112397610A
CN112397610A CN202011129546.9A CN202011129546A CN112397610A CN 112397610 A CN112397610 A CN 112397610A CN 202011129546 A CN202011129546 A CN 202011129546A CN 112397610 A CN112397610 A CN 112397610A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon wafer
positioning point
silicon
nitride film
silicon nitride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011129546.9A
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English (en)
Inventor
张建军
刘苗
王贵梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jingao Solar Co Ltd
Original Assignee
Ja Solar Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Ja Solar Co Ltd filed Critical Ja Solar Co Ltd
Priority to CN202011129546.9A priority Critical patent/CN112397610A/zh
Publication of CN112397610A publication Critical patent/CN112397610A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/121The active layers comprising only Group IV materials
    • HELECTRICITY
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    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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Abstract

本发明公开一种太阳能电池片电极印刷方法,包括如下步骤:清洗制绒、扩散、激光掺杂、氧化、去背面氧化层、碱抛光、镀膜、激光开槽及印刷,镀膜时对硅片表面镀氮化硅膜,背面氮化硅膜的厚度为70‑80nm;在硅片背面进行激光开槽获得定位点,定位点的熔融凸起的最高点至硅片背面的垂直距离不超过10μm,印刷背面电场浆料的印刷机采用红光灯,该方法在激光开槽时,硅片背面定位点通过设定定位点相关工艺参数以减小打定位点引起的局部消融及凸起程度,以降低电池片的隐裂概率及定位点对印刷机网版造成的损坏。

Description

一种太阳能电池片电极印刷方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池生产技术领域,特别涉及一种太阳能电池片电极印刷方法。
背景技术
随着晶硅电池技术的快速发展,碱抛光技术已经全面推广,碱抛光技术优势包括:1、背面反射率提升,增加长波吸收的同时背面氧化铝和氮化硅钝化效果更好,提升电池电流和开压;2、用氢氧化钠替代HF和硝酸,节省污水氟和氮的处理成本,碱抛成本仅为酸抛的25%,同时保护环境。
碱抛光原理:对硅片正面采用氧化硅作为保护层,背面采用高浓度碱(25%-40%)进行抛光处理,形成光滑的背表面。由于碱抛光后硅片背面的反射率由26%(湿法刻蚀法)提升至53%,若仍然采用原有的功率进行激光开槽,开槽过程中相同功率光斑会出现开膜不彻底而导致铝栅线和硅基体不能形成好的欧姆接触的异常现象,所以需要增加激光功率来保证电池的接触,以改善背面接触。
然而功率加大之后,定位点位置会打地更深,定位点位置的消融产生局部凹凸不平,导致印刷背面电场浆料的背面印刷机的网版被硌坏,严重影响网版寿命,同时定位点过深也会导致成品电池隐裂概率增加,影响电池碎片率以及客户满意度。
因此需要寻求一种适用于碱抛光工艺且能有效保护设备、提高电池片质量的太阳能电池片电极印刷方法。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明提供了一种太阳能电池片电极印刷方法,通过该方法所印刷的电池片,电池片碎片率较低,且能有效提高印刷网版的寿命。
为解决上述技术问题,本发明提出如下技术方案:
一种太阳能电池片电极印刷方法,所述方法包括如下步骤:
利用碱溶液对硅片表面进行清洗及制绒;
通入磷源在制绒后的硅片表面扩散制备PN结;
利用激光将扩散后的硅片表面的磷掺杂进硅片内部形成局部重掺杂区;
利用氧气对掺杂后的硅片进行氧化以在硅片正面形成正面氧化层;
利用HF溶液对硅片背面进行清洗以除去背面氧化层;
利用碱溶液对去背面氧化层后的硅片的背面进行碱抛光处理;
对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,且硅片背面氮化硅膜的厚度为 70-80nm;
在硅片背面进行激光开槽获得定位点,所述定位点的熔融凸起的最高点至硅片背面的垂直距离不超过10μm;
对开槽后的硅片背面进行印刷,相应的印刷机采用红光灯。
在一种较佳的实施方式中,所述定位点的熔融凸起的最高点至硅片背面的垂直距离为2-8μm。
在一种较佳的实施方式中,当采用板式PECVD进行镀膜时,所述对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,包括:
在板式PECVD中对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,设置帯速为 250±15cm/min,获得硅片背面氮化硅膜的厚度为70-80nm。
在一种较佳的实施方式中,当采用管式PECVD进行镀膜时,所述对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,包括:
设置管式PECVD中特气流量为:镀底层膜时,氨气流量为5300-6000sccm,硅烷流量为580-780sccm;镀中层膜时,氨气流量为5500-6200sccm,硅烷流量为1200-1400sccm;镀上层膜时,氨气流量为5800-6500sccm,硅烷流量为800-1000sccm,获得硅片背面氮化硅厚度为70-80nm。
在一种较佳的实施方式中,所述在硅片背面进行激光开槽获得定位点,所述定位点的熔融凸起的最高点至硅片背面的垂直距离不超过10μm,包括:
设置背面定位点图形速度为1100-1150mm/s,背面定位点的功率为4-5W,频率为10-15KHz。
在一种较佳的实施方式中,所述在硅片背面进行激光开槽获得定位点,所述定位点的熔融凸起的最高点至硅片背面的垂直距离不超过10μm,包括:
设置背面定位点图形速度为800-850mm/s,背面定位点的功率为3-4W,频率为10-15KHz;和/或,
设置背面定位点图形速度为800-850mm/s,背面定位点的功率为4-5W,频率为9-10KHz。
在一种较佳的实施方式中,所述利用碱溶液对硅片表面进行清洗及制绒,包括:
在温度为80~90℃下,利用3%~5%的NaOH溶液对硅片进行清洗,并将硅片表面制成金字塔绒面。
在一种较佳的实施方式中,所述通入磷源在制绒后的硅片表面扩散制备PN 结,包括:
在温度为700-900℃下,在磷原子存在下,在制绒后的硅片表面制备一层PN 结。
在一种较佳的实施方式中,所述利用激光将扩散后的硅片表面的磷掺杂进硅片内部形成局部重掺杂区,包括:
设置激光功率为35-40W,利用激光将扩散后硅片表面的磷硅玻璃中的磷原子掺杂进硅片内部形成局部重掺杂区,以改善正面栅线的欧姆接触。
在一种较佳的实施方式中,所述利用氧气对掺杂后的硅片进行氧化以在硅片正面形成正面氧化层,包括:
将硅片以背靠背的方式插片;
在温度为600-700℃下,通入氧气对硅片氧化10~30min,氧气流量 2000-5000sccm,获得硅片正面氧化层厚度1-2nm。
在一种较佳的实施方式中,所述利用碱溶液对去背面氧化层后的硅片的背面进行碱抛光处理,包括:
在50-70℃温度下,采用3%-5%的NaOH溶液对硅片背面进行抛光处理;
采用5%-9%的HF溶液对抛光后的硅片进行清洗及脱水。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
本发明保护一种太阳能电池片电极印刷方法,包括如下步骤:包括:清洗制绒、扩散、激光掺杂、氧化、去PSG层、碱抛光、镀膜、激光开槽及印刷,镀膜时对硅片表面镀氮化硅膜,背面氮化硅膜的厚度为70-80nm;在硅片背面进行激光开槽获得定位点,定位点的熔融凸起的最高点至硅片背面的垂直距离不超过10μm,印刷背面电场浆料的背面印刷机采用红光灯,该方法在激光开槽时,硅片背面定位点通过设定定位点相关工艺参数以减小打定位点引起的局部消融及凸起程度,以降低电池片的隐裂概率及定位点对印刷机网版造成的损坏;
进一步,该工艺下镀膜时将硅片背面氮化硅膜镀至指定厚度使其呈蓝色,定位点呈白色,蓝膜、白色定位点及印刷机的红灯的配合下,红光照射下蓝膜表面的白色定位点色差相较于原有的白光更明显,可提高印刷摄像机对定位点捕捉的准确性,提高电池片在背面印刷机机处的通过率。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“垂直”“平行”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
鉴于当前太阳能电池片电极在印刷过程中,背面定位点容易造成电池片隐裂以及硌坏背面印刷机网版的现象,本实施例提供一种能有效克服上述问题的方法。
下面将详细描述本发明所保护的一种太阳能电池片电极印刷方法。
本实施例提供一种太阳能电池片电极印刷方法,该方法包括如下步骤:
S1、清洗制绒:利用碱溶液对硅片表面进行清洗及制绒;具体为:
在温度为80-90℃下,利用3%~5%的NaOH溶液将硅片表面进行清洗以及表面织构化处理,制成金字塔绒面。
S2、扩散:通入磷源在制绒后的硅片表面扩散制备PN结;
在温度为700-900℃下,在磷原子存在下,利用气相扩散的原理对制绒后的硅片进行扩散处理,在硅片表面制备一层PN结。
S3、激光掺杂:利用激光将扩散后的硅片表面的磷掺杂进硅片内部形成局部重掺杂区;具体为:
设置激光功率为35-40W,利用激光将扩散后硅片表面的磷硅玻璃中的磷原子掺杂进硅片内部形成局部重掺杂区,以降低正面栅线位置,改善正面栅线的欧姆接触。
S4、氧化:利用氧气对掺杂后的硅片进行氧化以在硅片正面形成正面氧化层;具体包括:
S41、将硅片以背靠背的方式插片,采用背靠背的方式可实现仅对硅片正面氧化,避免硅片背面的氧化;
S412、在温度为600-700℃下,通入氧气对硅片正面氧化10-30min,氧气流量2000-5000sccm,获得硅片正面氧化层厚度1-~2nm。
S5、去背面氧化层:利用10%-30%HF溶液对硅片背面进行清洗以除去背面氧化层(磷硅玻璃层,即PSG层)。步骤S4中,尽管以背靠背的方式进行氧化,磷原子仍会从正面扩散至背面并形成PSG层,不益于后续抛光,由于扩散制结在硅片边缘形成了短路通道,PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结背面而造成短路,经过去PSG将边缘PN结刻蚀去除,避免边缘造成短路。
S6、碱抛光:利用碱溶液对去PSG层后的硅片的背面进行碱抛光处理;
S61、在温度为50-70℃下,采用3%-5%的NaOH溶液对硅片背面进行抛光处理;
S62、采用5%-9%的HF溶液对抛光后的硅片背面进行清洗及脱水。
本实施例采用碱抛光技术,不仅能提高电池的背面反射率,还能优化工艺,提高环境友好性。
S7、镀膜:对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,且硅片背面氮化硅膜的厚度为70-80nm。
本实施例中,镀膜时对硅片的正面及背面均镀氮化硅,以便后续步骤中进行双面钝化,制备双面PERC电池。
在一种实施方式中,当采用板式PECVD进行镀膜时,对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,具体包括:
在板式PECVD中对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,设置帯速为 250±15cm/min,获得硅片背面氮化硅膜的厚度为70-80nm,以使背面氮化硅膜呈蓝色。正面膜工艺不变。
现有技术中,带速为230±15cm/min,获得背面氮化硅膜的厚度为95-100nm,背面氮化硅膜呈黄色。
在另一种实施方式中,当采用管式PECVD进行镀膜时,所述对碱抛光处理后的硅片进行表面镀氮化硅膜,具体包括:
对管式PECVD中特气流量进行调整,设置为:镀底层膜时,氨气流量为 5300-6000sccm,硅烷流量为580-780sccm;镀中层膜时,氨气流量为 5500-6200sccm,硅烷流量为1200-1400sccm;镀上层膜时,氨气流量为 5800-6500sccm,硅烷流量为800-1000sccm,获得硅片背面氮化硅厚度为70-80nm,以使背面的氮化硅膜呈蓝色。
相应的,现有技术中,特气流量为:镀底层膜时,氨气流量为6300-7000sccm,硅烷流量为680-880sccm;镀中层膜时,氨气流量为6500-7200sccm,硅烷流量为1400-1600sccm;镀上层膜时,氨气流量为6800-7500sccm,硅烷流量为 950-1200sccm,获得硅片背面氮化硅厚度为95-100nm,相较本实施例中镀膜的膜厚,且背面膜颜色为黄色。
S8、激光开槽:在硅片背面进行激光开槽获得定位点,定位点的熔融凸起的最高点至硅片背面的垂直距离不超过10μm。且作为一种优选,定位点的熔融凸起的最高点至硅片背面的垂直距离为2-8μm。
具体为:设置背面定位点的图形速度和/或功率和/或频率为相应的预设值以使背面定位点因消融产生的局部凹凸幅度更小,且凹凸幅度小时定位点整体呈白色。
示例性地,在一种实施方案中,当设备的定位点功率或频率无法单独调整时,设置背面定位点的位置图形速度为1100-1150mm/s,背面定位点的功率为4-5W,频率为10-15KHz,以使背面定位点呈白色。需要说明的是,调整前的定位点图形速度为800-850mm/s。本实施例相较于调整前的方案,定位点的位置图形速度,定位图形之间的重叠率降低,局部消融及凸起程度减小,从而使定位点呈白色,而基于S7镀膜时膜层较薄,即使局部消融及凸起程度较小也能实现开槽后时将膜层开透以形成良好的欧姆接触。
在另一种实施方案中,当设备的定位点和线条功率或频率可以单独调整,设置背面定位点图形速度为800-850mm/s,定位点的功率为3-4W,频率为 10-15KHZ;或,背面定位点图形速度为800-850mm/s,定位点的功率为4-5W,频率为9-10KHZ;或,背面定位点图形速度为800-850mm/s,定位点的功率为 3-4W,频率为9-10KHZ,同样可以使背面定位点呈白色。需要说明的是,调整前背面定位点图形速度为800-850mm/s,定位点的功率为4-5W,频率为10-15KHz。本实施例相较于调整前的方案,通过减小定位点的功率或者频率,或者两者都适应性减小的情况下,由于S7镀膜时膜层较薄,基于同样的理由,即使定位图形之间的重叠率降低,局部消融及凸起程度减小而使定位点呈白色,同样能实现开槽时将膜层开透以形成良好的欧姆接触。
因此,在激光开槽步骤中,硅片背面定位点通过设定定位点相关工艺参数以减小打定位点引起的局部消融及凸起程度,以降低电池片的隐裂概率及定位点对背面印刷机网版造成的损坏。
S9、印刷:印刷背面电场浆料的印刷背面印刷机采用红光灯。
经过上述步骤S7、S8的工艺调整,使硅片背面呈蓝膜-白点,色差明显,在此基础上,将背面印刷机的白光灯更换为红光灯,可进一步提高蓝膜-白点的色差,能提高印刷背面印刷机摄像头对定位点的辨认准确度,从而提升背面印刷机的通过率。
当然,其他印刷机台的光源可不作调整,本实施例对此不做限制。
S10、将印刷后的硅片烧结,冷却后即为太阳能电池片成品,包装。
下面以具体的实施例对该方法作进一步地示例性说明。
实施例1
本实施例提供一种太阳能电池片背电极的印刷方法,包括步骤如下:
S1、清洗制绒:在温度为80-90℃下,将硅基放入3%~5%的NaOH溶液中 2min,将硅基体表面进行清洗去除硅片表面损伤,继续放置在NaOH溶液中 10min,进行表面织构化处理制成金字塔绒面,从而增大比表面积以接收更多光子,同时减少入射光的反射。其中温度以及NaOH溶液浓度为常规设置,为了便于实施,清洗时设置温度为90℃,NaOH溶液浓度为5%,制绒时设置温度为 80℃,NaOH溶液浓度为3%。
S2、扩散:将制绒后的硅片放入扩散炉中,在温度为700-900℃下,在磷原子存在下,利用气相扩散的原理对制绒后的硅片进行扩散处理,在硅片表面制备一层PN结。其中的磷原子可通过三氯氧磷与硅片进行反应获得。利用气相扩散,磷原子进入硅片表面层,通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散,形成PN结。同样的,温度可以为800℃。
S3、激光掺杂:设置激光功率为35-40W,利用激光将扩散后硅片表面的磷硅玻璃中的激光掺杂进硅片内部形成局部重掺杂区,以降低正面栅线位置,改善正面栅线的欧姆接触,重掺完成后平均方阻为80-95Ω。其中激光功率设为40W,频率为140KHz。
S4、氧化:利用氧气对掺杂后的硅片进行氧化以在硅片正面形成正面氧化层,包括:
S41、在氧化炉中,将硅片以背靠背的方式插片,以保护硅片背面不被氧化;
S412、在温度为600~700℃下,通入氧气对硅片正面氧化10~30min,氧气流量2000-5000sccm,获得硅片正面氧化层厚度1~2nm。本实施例中,温度为 650℃,通入氧气时间为25min,氧气流量为4000sccm,获得硅片正面氧化层厚度2nm。
S5、去背面氧化层(去PSG层):采用链式水上漂的方式,利用10%~30%HF 溶液对硅片背面进行清洗以除去背面PSG层。本实施例中HF溶液浓度为20%。
S6、碱抛光:利用碱溶液对除去PSG层后的硅片的背面进行碱抛光处理;
S61、在温度为50-70℃下,采用3%~5%的NaOH溶液对硅片背面进行抛光处理;本实施例中采用的温度为60℃。
S62、采用5%-9%的HF溶液对抛光后的硅片背面进行清洗及脱水。本实施例中HF溶液为9%。
S7、本实施例采用板式PECVD进行镀膜,对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,具体包括:
在板式PECVD中对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,设置帯速为 250±15cm/min,获得硅片背面氮化硅膜的厚度为70nm,以使背面氮化硅膜呈蓝色。正面膜工艺不变。
S8、激光开槽:本实施例中采用的激光开槽设备的定位点功率或频率无法单独调整(如DR激光开槽设备。),设置背面定位点的位置图形速度为1100mm/s,背面定位点的功率为4W,频率为15KHz,以使背面定位点呈白色。
S9、对开槽后的硅片背面进行印刷,背面印刷机采用红光灯。
S10、将印刷后的硅片烧结,冷却后即为太阳能电池片成品,包装。
对采用本实施例中的印刷方法制备的太阳能电池片生产情况进行统计,发现:制备60000片太阳能电池片,其中碎片率为0.25%,背面印刷机一次通过率为99%,网版寿命平均为40小时。
实施例2
本实施例提供一种太阳能电池片背电极的印刷方法,步骤与实施例1类似,区别仅在于:
S7、镀膜:本实施例采用板式PECVD进行镀膜,对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,具体包括:
在板式PECVD中对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,设置帯速为 250±15cm/min,获得硅片背面氮化硅膜的厚度为80nm,以使背面氮化硅膜呈蓝色。正面膜工艺不变。
S8、激光开槽:本实施例中采用的激光开槽设备的定位点功率或频率无法单独调整,设置背面定位点的位置图形速度为1150mm/s,背面定位点的功率为 5W,频率为12KHz,以使背面定位点呈白色。
对采用本实施例中的印刷方法制备的太阳能电池片生产情况进行统计,发现:制备60000片太阳能电池片,其中碎片率为0.20%,背面印刷机一次通过率为99.5%,网版寿命平均为45小时。
实施例3
本实施例提供一种太阳能电池片背电极的印刷方法,步骤与实施例1类似,区别仅在于:
S7、镀膜:本实施例采用板式PECVD进行镀膜,对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,具体包括:
在板式PECVD中对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,设置帯速为 250±15cm/min,获得硅片背面氮化硅膜的厚度为75nm,以使背面氮化硅膜呈蓝色。正面膜工艺不变。
S8、激光开槽:本实施例中采用的激光开槽设备的定位点功率或频率无法单独调整,设置背面定位点的位置图形速度为1125mm/s,背面定位点的功率为 4W,频率为15KHz,以使背面定位点呈白色。
对采用本实施例中的印刷方法制备的太阳能电池片生产情况进行统计,发现:制备60000片太阳能电池片,其中碎片率为0.22%,背面印刷机一次通过率为99.3%,网版寿命平均为42小时。
实施例4
本实施例提供一种太阳能电池片背电极的印刷方法,步骤与实施例1类似,区别仅在于:
S7、镀膜:当采用管式PECVD进行镀膜时,对碱抛光处理后的硅片进行表面镀氮化硅膜,具体包括:
对PECVD中特气流量进行调整,设置为:镀底层膜时,氨气流量为5300sccm,硅烷流量为580sccm;镀中层膜时,氨气流量为5500sccm,硅烷流量为1200sccm;镀上层膜时,氨气流量为5800-sccm,硅烷流量为800sccm,获得硅片背面氮化硅厚度为72nm,以使背面的氮化硅膜呈蓝色。
S8、激光开槽:本实施例采用的激光开槽设备的定位点和线条功率或频率可以单独调整,设置背面定位点图形速度为800mm/s,背面定位点的功率为3W、频率为10KHZ,以使背面定位点呈白色。
对采用本实施例中的印刷方法制备的太阳能电池片生产情况进行统计,发现:制备60000片太阳能电池片,其中碎片率为0.20%,背面印刷机一次通过率为99.5%,网版寿命平均为45小时。
实施例5
本实施例提供一种太阳能电池片背电极的印刷方法,步骤与实施例1类似,区别仅在于:
S7、镀膜:当采用管式PECVD进行镀膜时,对碱抛光处理后的硅片进行表面镀氮化硅膜,具体包括:
对PECVD中特气流量进行调整,设置为:镀底层膜时,氨气流量为6000sccm,硅烷流量为780sccm;镀中层膜时,氨气流量为6200sccm,硅烷流量为1400sccm;镀上层膜时,氨气流量为6500sccm,硅烷流量为1000sccm,获得硅片背面氮化硅厚度为78nm,以使背面的氮化硅膜呈蓝色。
S8、激光开槽:本实施例采用的激光开槽设备的定位点和线条功率或频率可以单独调整,背面定位点图形速度为850mm/s,设置背面定位点的功率为4W 或频率为9KHZ,以使背面定位点呈白色。
对采用本实施例中的印刷方法制备的太阳能电池片生产情况进行统计,发现:制备60000片太阳能电池片,其中碎片率为0.24%,背面印刷机一次通过率为99.1%,网版寿命平均为42小时。
实施例6
本实施例提供一种太阳能电池片背电极的印刷方法,步骤与实施例1类似,区别仅在于:
S7、镀膜:当采用管式PECVD进行镀膜时,对碱抛光处理后的硅片进行表面镀氮化硅膜,具体包括:
对PECVD中特气流量进行调整,设置为:镀底层膜时,氨气流量为5650sccm,硅烷流量为730sccm;镀中层膜时,氨气流量为5850sccm,硅烷流量为1300sccm;镀上层膜时,氨气流量为6150sccm,硅烷流量为900sccm,获得硅片背面氮化硅厚度为76nm,以使背面的氮化硅膜呈蓝色。
S8、本实施例采用的激光开槽设备的定位点和线条功率或频率可以单独调整,设置背面定位点图形速度为830mm/s,背面定位点的功率为3.5W、频率为 9.5KHz,以使背面定位点呈白色。
对采用本实施例中的印刷方法制备的太阳能电池片生产情况进行统计,发现:制备60000片太阳能电池片,其中碎片率为0.23%,背面印刷机一次通过率为99.3%,网版寿命平均为43小时。
对比例1
本实施例提供一种太阳能电池片背电极的印刷方法,步骤与实施例1类似,区别仅在于:
S7、板式PECVD中对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,设置帯速为 200±15cm/min,硅片背面氮化硅膜的厚度为95nm,背面的氮化硅膜呈黄色。
S8、激光开槽,定位点图形速度为1000mm/s,背面定位点的功率为4-5W,频率为10-15KHz,背面定位点呈黑色。
S9、印刷:印刷背面电场浆料的印刷二号机采用白光灯。
该对比例1测试结果:制备60000片太阳能电池片,其中碎片率为0.35%,背面印刷机一次通过率为98%,网版寿命平均为24小时。
对比例2
本实施例提供一种太阳能电池片背电极的印刷方法,步骤与实施例1类似,区别仅在于:
S7、管式PECVD中特气流量设置为:镀底层膜时,氨气流量为6800sccm,硅烷流量为850sccm;镀中层膜时,氨气流量为7000sccm,硅烷流量为1520sccm;镀上层膜时,氨气流量为7200sccm,硅烷流量为1130sccm,获得硅片背面氮化硅厚度为90nm,背面的氮化硅膜呈黄色;
S8、激光开槽,设置背面定位点图形速度为800-850mm/s,且设置背面定位点的功率为6W且频率为11KHZ,背面定位点呈黑色。
S9、印刷:印刷背面电场浆料的印刷二号机采用白光灯。
该对比例2测试结果:制备60000片太阳能电池片,其中碎片率为0.34%,背面印刷机一次通过率为98%,网版寿命平均为25小时。
具体的工艺参数及测试结果对比如下表1所示:
表1.工艺参数及测试结果对照表
Figure RE-GDA0002889375170000141
通过上述表1可知,本实施例提供的一种太阳能电池片背电极的印刷方法中,镀膜时将硅片背面氮化硅膜镀至指定厚度使其呈蓝色,在激光开槽时硅片背面定位点通过设定定位点相关工艺参数以减小打定位点引起的局部消融及凸起程度,以降低电池片的隐裂概率(0.25%以下)及定位点对背面印刷机网版造成的损坏,延长网版寿命(40小时以上);
进一步,该工艺下电池片背面的蓝膜、白色定位点及背面印刷机的红灯的配合下,红光照射下蓝膜表面的白色定位点色差相较于原有的白光更明显,可提高印刷摄像机对定位点捕捉的准确性,提高电池片在背面印刷机处的通过率(99%以上)。
上述所有可选技术方案,可以采用任意结合形成本发明的可选实施例,即可将任意多个实施例进行组合,从而获得应对不同应用场景的需求,均在本申请的保护范围内,在此不再一一赘述。
需要说明的是,以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池片电极印刷方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
利用碱溶液对硅片表面进行清洗及制绒;
通入磷源在制绒后的硅片表面扩散制备PN结;
利用激光将扩散后的硅片表面的磷掺杂进硅片内部形成局部重掺杂区;
利用氧气对掺杂后的硅片进行氧化以在硅片正面形成正面氧化层;
利用HF溶液对硅片背面进行清洗以除去背面氧化层;
利用碱溶液对去背面氧化层后的硅片的背面进行碱抛光处理;
对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,且硅片背面氮化硅膜的厚度为70-80nm;
在硅片背面进行激光开槽获得定位点,所述定位点的熔融凸起的最高点至硅片背面的垂直距离不超过10μm;
对开槽后的硅片背面进行印刷,相应的背面印刷机采用红光灯。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述定位点的熔融凸起的最高点至硅片背面的垂直距离为2-8μm。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当采用板式PECVD进行镀膜时,所述对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,包括:
在板式PECVD中对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,设置帯速为250±15cm/min,获得硅片背面氮化硅膜的厚度为70-80nm。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当采用管式PECVD进行镀膜时,所述对碱抛光处理后的硅片表面镀氮化硅膜,包括:
设置管式PECVD中特气流量为:镀底层膜时,氨气流量为5300-6000sccm,硅烷流量为580-780sccm;镀中层膜时,氨气流量为5500-6200sccm,硅烷流量为1200-1400sccm;镀上层膜时,氨气流量为5800-6500sccm,硅烷流量为800-1000sccm,获得硅片背面氮化硅厚度为70-80nm。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在硅片背面进行激光开槽获得定位点,所述定位点的熔融凸起的最高点至硅片背面的垂直距离不超过10μm,包括:
设置背面定位点图形速度为1100-1150mm/s,背面定位点的功率为4-5W,频率为10-15KHz。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在硅片背面进行激光开槽获得定位点,所述定位点的熔融凸起的最高点至硅片背面的垂直距离不超过10μm,包括:
设置背面定位点图形速度为800-850mm/s,背面定位点的功率为3-4W,频率为10-15KHz;和/或,
设置背面定位点图形速度为800-850mm/s,背面定位点的功率为4-5W,频率为9-10KHz。
7.根据权利要求2-6任意一项所述的方法,其特征在于,所述利用碱溶液对硅片表面进行清洗及制绒,包括:
在温度为80~90℃下,利用3%~5%的NaOH溶液对硅片进行清洗,并将硅片表面制成金字塔绒面。
8.根据权利要求2-6任意一项所述的方法,其特征在于,所述通入磷源在制绒后的硅片表面扩散制备PN结,包括:
在温度为700-900℃下,在磷原子存在下,在制绒后的硅片表面制备一层PN结。
9.根据权利要求2-6任意一项所述的方法,其特征在于,所述利用激光将扩散后的硅片表面的磷掺杂进硅片内部形成局部重掺杂区,包括:
设置激光功率为35-40W,利用激光将扩散后硅片表面的磷硅玻璃中的磷原子掺杂进硅片内部形成局部重掺杂区,以改善正面栅线的欧姆接触。
10.根据权利要求2-6任意一项所述的方法,其特征在于,所述利用氧气对掺杂后的硅片进行氧化以在硅片正面形成正面氧化层,包括:
将硅片以背靠背的方式插片;
在温度为600-700℃下,通入氧气对硅片氧化10~30min,氧气流量2000-5000sccm,获得硅片正面氧化层厚度1-2nm。
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