專利名稱：背區(qū)域接觸晶體硅太陽電池局域接觸背電場的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種背區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的制備方法，具體說是一種背區(qū)域接觸晶體硅太陽電池的局域接觸背電場的制備方法。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，晶體硅太陽能電池背表面形成局域接觸的工藝過程為，背面進行真空蒸鍍金屬鋁，形成背電場，然后通過退火方式形成歐姆接觸，制成效率較高的背區(qū)域接觸晶體硅太陽電池。其中的退火方式在實驗室和批量生產(chǎn)中采用的設備為密閉烘箱，氮氣氣氛中退火。烘箱溫度大約為350 450攝氏度，一個批次時間大約20-30分鐘，這種工藝方式在工業(yè)化生產(chǎn)中存在，以下幾個方面的缺點1、不能實時監(jiān)測，一個批次的成品電池出來后才能知道工藝控制好壞，如果工藝控制出現(xiàn)問題，則一個批次的電池整體質量不好。2、間歇性工作，不利于自動化生產(chǎn)，適合自動化生產(chǎn)的方式為連續(xù)性不間斷流水線生產(chǎn)方式。3、 產(chǎn)能低，成本高，要保持烘箱內部的溫度均勻性，穩(wěn)定性，烘箱的大小就有限制，太大的烘箱成本造價成倍的上漲。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題，在于克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，提出了一種背區(qū)域接觸晶體硅太陽電池局域接觸背電場的制備方法，可用于工業(yè)化生產(chǎn)中，采用鏈式燒結爐完成背表面退火，鏈式燒結爐快速退火工藝可以連續(xù)生產(chǎn)，易于集成自動化，實時監(jiān)控，產(chǎn)量大，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明背區(qū)域接觸晶體硅太陽電池局域接觸背電場的制備方法，包括在硅片上制備電池的正面電極和背面真空蒸鍍金屬鋁背電場；其特征在于真空蒸鍍金屬鋁背電場后，在鏈式燒結爐中對硅片連續(xù)進行退火處理，具體步驟如下
①升溫階段，將硅片溫度由常溫升至300 450攝氏度；②恒溫階段，硅片在300 450 攝氏度階段維持恒定的溫度并保持設定的時間，本階段使得硅片內部溫度均勻，背電場和硅接觸部分具備形成歐姆接觸的條件；③燒結階段，將硅片在500 650攝氏度溫度燒結， 升溫速度越快效果越好，在現(xiàn)有工業(yè)條件下盡量達到迅速升溫至500 650攝氏度，使得硅片的背電場局部接觸部分形成歐姆接觸，而正表明的歐姆接觸不受影響。④退火階段，將硅片溫度降至常溫。本發(fā)明方法采用連續(xù)方式完成背表面退火，可以連續(xù)生產(chǎn)，易于集成自動化，實時監(jiān)控，產(chǎn)量大，降低生產(chǎn)成本。
具體實施例方式
下面結合實施例，對本發(fā)明做詳細說明。實施例背表面鈍化層采用單氧化硅薄膜，印刷腐蝕漿料進行開窗，然后進行真空蒸鍍金屬鋁背電場，其工藝過程如下
1.硅片化學清洗，化學腐蝕方法制備絨面結構，進行擴散前清洗；2.磷擴散形成PN結。3.去除邊緣和背結。對于背表面鈍化和背電場區(qū)域接觸的方式來說，擴散形成的背結需要去除。4.進行正面鍍減反膜，前表面采用PECVD或者PVD沉積氮化硅薄膜來實現(xiàn)。5.背表面進行鍍鈍化層，背表面采用PECVD、APCVD、PVD或者ALD的方式鍍一層鈍
化層，氧化硅，氮化硅或者氧化鋁。6.印刷腐蝕漿料或者激光燒灼的方式在背表面形成背電場局部接觸窗口。利用印刷腐蝕漿料進行背表面鈍化層局部開窗，工藝成熟，可控性好，工藝穩(wěn)定，產(chǎn)量大，可以大規(guī)模商業(yè)生產(chǎn)中應用；激光燒灼去除鈍化層的方法，工藝簡易可調，工作穩(wěn)定，生產(chǎn)過程不會產(chǎn)生危廢物，可以應用于大規(guī)模生產(chǎn)。這兩種方法，都比光刻法吉大的節(jié)省時間和成本。7.絲網(wǎng)印刷正面電極并燒結。8.背面真空蒸鍍金屬鋁背電場。9.在鏈式燒結爐中對背電場進行退火處理，具體步驟為①升溫階段，硅片溫度由常溫迅速升至300 450攝氏度；②恒溫階段，硅片在300-450攝氏度階段維持恒定的溫度并保持1-20分鐘，本階段使得硅片內部溫度均勻，背電場和硅接觸部分具備形成歐姆接觸的條件；③快速燒結階段，硅片迅速升高至500-650攝氏度，使得硅片的背電場局部接觸部分形成歐姆接觸，而正表面的歐姆接觸不受影響。鏈式燒結爐的履帶速度為0. 1 0.2米/ 分鐘。退火處理用的鏈式燒結爐與目前電池生產(chǎn)中所用到的燒結爐類似，其中最高溫度需求低，造價便宜。相對于烘箱方式進行背電場的退火方式，本發(fā)明方法為連續(xù)生產(chǎn)，與現(xiàn)有成品化自動化設備兼容；爐內部的電池片數(shù)量為烘箱內電池片數(shù)量的十分之一到二十分之一，可以在線監(jiān)測退火工藝。10.測試分檔。
權利要求
1.背區(qū)域接觸晶體硅太陽電池局域接觸背電場的制備方法，包括在硅片上制備電池的正面電極和背面真空蒸鍍金屬鋁背電場；其特征在于真空蒸鍍金屬鋁背電場后，在鏈式燒結爐中對硅片連續(xù)進行升溫、恒溫、燒結和退火，具體步驟如下①升溫階段，硅片溫度由常溫升至300 450攝氏度；②恒溫階段，硅片在300 450 攝氏度階段維持恒定的溫度并保持設定的時間，本階段使得硅片內部溫度均勻，背電場和硅接觸部分具備形成歐姆接觸的條件；③燒結階段，將硅片在500 650攝氏度溫度燒結， 升溫速度越快效果越好，在現(xiàn)有工業(yè)條件下盡量達到迅速升溫至500 650攝氏度，使得硅片的背電場局部接觸部分形成歐姆接觸，而正表明的歐姆接觸不受影響；④退火階段，將硅片溫度降至常溫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種背區(qū)域接觸晶體硅太陽電池局域接觸背電場的制備方法，包括在硅片上制備電池的正面電極和背面真空蒸鍍金屬鋁背電場；其特征在于真空蒸鍍金屬鋁背電場后，對硅片連續(xù)進行升溫、恒溫、燒結和退火，具體步驟如下①硅片溫度由常溫升至300～450攝氏度；②硅片在300～450攝氏度階段維持恒定的溫度并保持設定的時間；③將硅片在500～650攝氏度溫度燒結，使得硅片的背電場局部接觸部分形成歐姆接觸，而正表明的歐姆接觸不受影響；④將硅片溫度降至常溫。本發(fā)明方法采用連續(xù)方式完成背表面退火，可以連續(xù)生產(chǎn)，易于集成自動化，實時監(jiān)控，產(chǎn)量大，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L31/18GK102437249SQ20111043040
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權日2011年12月21日
發(fā)明者倪志春, 時寶, 楊敏, 趙建華, 陳燕 申請人:中電電氣(南京)光伏有限公司