本發(fā)明涉及perc太陽能電池領域，尤其涉及一種管式perc太陽能電池的修復工藝，以及一種管式perc太陽能電池的制備工藝。

背景技術：

在制造過程中，各工序經(jīng)常會出現(xiàn)工藝問題或者機器故障導致的宕機，會導致前道工序的半成品停留，在某些工序，半成品停留時間過長會影響到成品的性能。管式perc電池的制造過程為：制絨，擴散，刻蝕，退火，背鍍膜，正鍍膜，激光，絲網(wǎng)印刷，燒結。發(fā)明人在實驗中發(fā)現(xiàn)，退火后到背鍍膜的間隔時間超過4小時，電池的轉(zhuǎn)換效率會明顯下降，而且，間隔時間越長，效率降幅越大，最大的效率降幅能達到0.2%以上。理論上，間隔時間越長，硅片會吸收空氣中的水分，顯著降低背面氧化鋁鍍膜的鈍化效果。對于太陽能電池，0.2%是一個比較大的效率差距，提升效率0.2%，可以明顯增加終端太陽能電站的發(fā)電量，也可以顯著降低發(fā)電成本。

另外，如果退火到背鍍膜的間隔時間越長，硅片上容易吸附空氣中的粉塵，導致perc電池的el測試出現(xiàn)很多黑點和黑斑，影響電池的el良率。

在生產(chǎn)管理方面，通過合理安排投料和生產(chǎn)、提高問題反饋和預警的及時性來減少半成品在退火后的停留時間，但是不能從根本上解決。

現(xiàn)有技術中，暫無發(fā)現(xiàn)在硅片退火之后，硅片背面鍍膜之前增加一道工序，以解決退火后到背鍍膜的間隔時間超過4小時導致的效率降低的問題。

現(xiàn)有的相關技術，退火處理多數(shù)是為了增強氧化鋁的鈍化效果，例如cn105810779a公開的《一種perc太陽能電池的制備方法》，背面沉積鈍化疊層膜包括如下步驟：(1)采用原子層沉積方法在硅片背面沉積al2o3薄膜；(2)將步驟(1)的硅片放入管式爐中進行預退火，退火溫度為400~600℃，退火時間為5~20min；然后在其上沉積sio2薄膜，沉積溫度為400~600℃，沉積時間為5~10min，sio2薄膜的厚度為5~10nm；然后在上述sio2薄膜上沉積sinx薄膜，其薄膜厚度為70~170nm；沉積時間為5~30min；在沉積sio2薄膜和sinx薄膜的同時完成退火工藝。

另一方面，管式pecvd技術由于存在繞鍍和劃傷這一對互相制約的難題，外觀良率和el良率一直比較低，影響該技術的大規(guī)模量產(chǎn)。

管式pecvd鍍膜設備是通過將硅片插入石墨舟，再將石墨舟送入石英管做鍍膜沉積。石墨舟通過3個卡點將硅片固定在石墨舟壁上，硅片的一面與石墨舟壁接觸，在硅片的另外一面上沉積膜層。為了保證鍍膜的均勻性，硅片要貼緊石墨舟壁，因此，卡點槽的寬度設置較小，約為0.25mm。管式pecvd鍍膜有兩個缺點：1，在插片過程中，硅片會與石墨舟壁發(fā)生摩擦，導致硅片挨著石墨舟壁的一面產(chǎn)生劃傷。2，在沉積過程中，由于硅片與石墨舟壁之間不可避免的存在縫隙，尤其是卡點處的縫隙較大，工藝氣體會擴散到硅片的另一面，在另一面形成膜的沉積，即繞鍍，卡點處的繞鍍更加嚴重。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種管式perc太陽能電池的修復工藝，解決半成品停留時間過長帶來的效率下降問題，并提高el良率。

本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種管式perc太陽能電池的制備工藝，解決半成品停留時間過長帶來的效率下降問題，并提高el良率。

本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種管式perc太陽能電池的制備工藝，解決劃傷和繞鍍的問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種管式perc太陽能電池的修復工藝，所述修復工藝設置在硅片退火之后，硅片背面鍍膜之前，其包括：

(1)將退火后鍍膜前停留時間超過4小時的半成品硅片置入修復爐，所述修復爐包括爐外腔,旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔和中心固定機構，中心固定機構上設置有紅外燈和噴氣管，旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔上設置有放置硅片的卡槽和連通爐外腔的通孔，所述噴氣管通入流量為5-10slm的氮氣實現(xiàn)自潔，所述氮氣的通入時間為1-5min；

(2)通入流量為5-20slm的氮氣，用于吹掃硅片上的灰塵；

(3)將修復爐從室溫升溫到500-650℃，升溫時間為5-20min，同時通入流量為1-5slm的氮氣；

(4)將修復爐在500-650℃恒溫5-30min，同時通入流量為5-20slm的氮氣。

作為上述技術方案的改進，所述修復工藝包括：

(1)將退火后鍍膜前停留時間超過4小時的半成品硅片置入修復爐，所述修復爐包括爐外腔,旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔和中心固定機構，中心固定機構上設置有紅外燈和噴氣管，旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔上設置有放置硅片的卡槽和連通爐外腔的通孔，所述噴氣管通入流量為6-8slm的氮氣實現(xiàn)自潔，所述氮氣的通入時間為2-4min；

(2)通入流量為5-20slm的氮氣，用于吹掃硅片上的灰塵；

(3)將修復爐從室溫升溫到550-650℃，升溫時間為5-20min，同時通入流量為2-4slm的氮氣；

(4)將修復爐在550-650℃恒溫10-20min，同時通入流量為8-15slm的氮氣。

作為上述技術方案的改進，所述硅片退火包括以下步驟：

對硅片進行退火，退火溫度為700-820℃，氮氣流量為1-15l/min，氧氣流量為0.1-6l/min。

作為上述技術方案的改進，所述硅片背面鍍膜采用管式pecvd設備進行，包括以下步驟：

采用tma與n2o沉積三氧化二鋁膜，tma的氣體流量為250-500sccm，tma與n2o的比例為1/15-25，等離子功率為2000-5000w；

采用硅烷、氨氣和笑氣沉積氮氧化硅膜，硅烷的氣體流量為50-200sccm，硅烷與笑氣的比例為1/10-80，氨氣的流量為0.1-5slm，等離子功率為4000-6000w；

采用硅烷和氨氣沉積氮化硅膜，硅烷的氣體流量為500-1000sccm，硅烷與氨氣的比例為1/6-15，氮化硅的沉積溫度為390-410℃，時間為100-500s，等離子功率為10000-13000w；

采用笑氣沉積二氧化硅膜，笑氣的流量為0.1-5slm，等離子功率為2000-5000w。

作為上述技術方案的改進，所述硅片背面鍍膜采用管式pecvd設備進行，包括以下步驟：

采用tma與n2o沉積三氧化二鋁膜，tma的氣體流量為250-500sccm，tma與n2o的比例為1/15-25，三氧化二鋁膜的沉積溫度為250-300℃，時間為50-300s，等離子功率為2000-5000w；

采用硅烷、氨氣和笑氣沉積氮氧化硅膜，硅烷的氣體流量為50-200sccm，硅烷與笑氣的比例為1/10-80，氨氣的流量為0.1-5slm，氮氧化硅膜的沉積溫度為350-410℃，時間為50-200s，等離子功率為4000-6000w；

采用硅烷和氨氣沉積氮化硅膜，硅烷的氣體流量為500-1000sccm，硅烷與氨氣的比例為1/6-15，氮化硅膜的沉積溫度為390-410℃，時間為100-400s，等離子功率為10000-13000w；

采用笑氣沉積二氧化硅膜，笑氣的流量為0.1-5slm，等離子功率為2000-5000w。

作為上述技術方案的改進，所述管式pecvd設備包括晶片裝載區(qū)、爐體、特氣柜、真空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及石墨舟，所述特氣柜設有用于通入硅烷的第一氣體管路、用于通入氨氣的第二氣體管路、用于通入三甲基鋁的第三氣體管路以及用于通入笑氣的第四氣體管路；

所述石墨舟用于裝卸硅片，所述石墨舟包括卡點，所述卡點包括卡點軸、卡點帽和卡點底座，所述卡點軸安裝在卡點底座上，所述卡點帽與卡點軸連接，所述卡點軸與卡點帽、卡點底座之間形成卡點槽，卡點槽的深度為0.5-1mm。

作為上述技術方案的改進，所述石墨舟的卡點槽的深度為0.6-0.8mm，卡點底座的直徑為6-15mm，卡點帽的斜面角度為35-45度，卡點帽的厚度為1-1.3mm。

相應的，本發(fā)明還公開一種管式perc太陽能電池的制備工藝，包括：

（1）在硅片正面和背面形成絨面，所述硅片為p型硅；

（2）在硅片正面進行擴散，形成n型發(fā)射極；

（3）去除擴散過程形成的磷硅玻璃和周邊pn結，并對硅片背面進行拋光,背刻蝕深度為3-6微米；

（4）對硅片進行退火，退火溫度為700-820℃，氮氣流量為1-15l/min，氧氣流量為0.1-6l/min；

（5）將退火后鍍膜前停留時間超過4小時的半成品硅片置入修復爐進行修復，其中，所述修復爐包括爐外腔,旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔和中心固定機構，中心固定機構上設置有紅外燈和噴氣管，旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔上設置有放置硅片的卡槽和連通爐外腔的通孔，所述噴氣管通入流量為5-10slm的氮氣實現(xiàn)自潔，所述氮氣的通入時間為1-5min；然后，通入流量為5-20slm的氮氣，用于吹掃硅片上的灰塵；再將修復爐從室溫升溫到500-650℃，升溫時間為5-20min，同時通入流量為1-5slm的氮氣；最后，將修復爐在500-650℃恒溫5-30min，同時通入流量為5-20slm的氮氣；

（6）采用管式pecvd設備在硅片背面沉積背面復合膜，包括：

采用tma與n2o沉積三氧化二鋁膜，tma的氣體流量為250-500sccm，tma與n2o的比例為1/15-25，等離子功率為2000-5000w；

采用硅烷、氨氣和笑氣沉積氮氧化硅膜，硅烷的氣體流量為50-200sccm，硅烷與笑氣的比例為1/10-80，氨氣的流量為0.1-5slm，等離子功率為4000-6000w；

采用硅烷和氨氣沉積氮化硅膜，硅烷的氣體流量為500-1000sccm，硅烷與氨氣的比例為1/6-15，氮化硅的沉積溫度為390-410℃，時間為100-500s，等離子功率為10000-13000w；

采用笑氣沉積二氧化硅膜，笑氣的流量為0.1-5slm，等離子功率為2000-5000w；

所述管式pecvd設備設有硅烷、氨氣、三甲基鋁、笑氣四條氣體管路，所述管式pecvd設備裝卸硅片的器具為石墨舟，石墨舟的卡點槽的深度為0.5-1mm；

（7）在硅片正面沉積鈍化膜；

（8）對硅片背面復合膜上進行激光開槽；

其中，激光波長為532nm，激光功率為14w以上，激光劃線速度在12m/s以上，頻率500khz以上；

（9）在硅片背面印刷背銀主柵漿料，烘干；

（10）在激光開槽區(qū)上印刷鋁漿，使之與背銀主柵漿料垂直連接；

（11）在硅片正面印刷正銀電極漿料；

（12）對硅片進行高溫燒結，形成背銀主柵、鋁柵線和正銀電極；

（13）對硅片進行抗lid退火，制得管式perc太陽能電池成品。

作為上述方案的改進，采用管式pecvd設備在硅片背面沉積背面復合膜，包括：

采用tma與n2o沉積三氧化二鋁膜，tma的氣體流量為250-500sccm，tma與n2o的比例為1/15-25，三氧化二鋁膜的沉積溫度為250-300℃，時間為50-300s，等離子功率為2000-5000w；

采用硅烷、氨氣和笑氣沉積氮氧化硅膜，硅烷的氣體流量為50-200sccm，硅烷與笑氣的比例為1/10-80，氨氣的流量為0.1-5slm，氮氧化硅膜的沉積溫度為350-410℃，時間為50-200s，等離子功率為4000-6000w；

采用硅烷和氨氣沉積氮化硅膜，硅烷的氣體流量為500-1000sccm，硅烷與氨氣的比例為1/6-15，氮化硅膜的沉積溫度為390-410℃，時間為100-400s，等離子功率為10000-13000w；

采用笑氣沉積二氧化硅膜，笑氣的流量為0.1-5slm，等離子功率為2000-5000w。

作為上述方案的改進，所述石墨舟的卡點槽的深度為0.6-0.8mm，卡點底座的直徑為6-15mm，卡點帽的斜面角度為35-45度，卡點帽的厚度為1-1.3mm。

實施本發(fā)明，具有如下有益效果：

一，本發(fā)明提供了一種管式perc太陽能電池的修復工藝，本發(fā)明的修復工藝設置在硅片退火之后，硅片背面鍍膜之前，其與普通的退火、回火工藝不同，所述修復工藝是為了解決退火后鍍膜前停留時間超過4小時導致的光電轉(zhuǎn)換效率降低和el良率降低的問題。其具體是這樣實現(xiàn)的：氮氣自潔、氮氣吹掃、修復爐升溫并通入一定量的氮氣、修復爐恒溫并通入一定量的氮氣。本發(fā)明通過上述四個步驟，可以修復效率，提升效率0.2%，可以明顯增加終端太陽能電站的發(fā)電量，也可以顯著降低發(fā)電成本。而且，本發(fā)明perc電池經(jīng)過el測試，沒有檢測到黑點和黑斑，大大提高電池的el良率。

二，本發(fā)明還提供了一種管式perc太陽能電池的制備工藝，其采用管式pecvd設備在硅片背面沉積背面復合膜，管式perc設備利用直接等離子法，等離子直接對硅片表面進行轟擊，膜層的鈍化效果顯著。

本發(fā)明通過調(diào)節(jié)卡點軸直徑和卡點底座直徑的大小，減少卡點槽內(nèi)側的深度，從而減小卡點處硅片與卡點底座之間的縫隙大小，進而減少氣流繞鍍到硅片背面，大幅降低電池正面邊緣舟齒印的比例。而且，通過適當增加卡點帽斜面的角度和卡點帽的厚度，通過調(diào)整自動插片機，略微增加插片時硅片離石墨舟壁的距離，降低劃傷的比例，同時減少硅片滑落時跟石墨舟壁的撞擊力，降低碎片率。

進一步，由于氮化硅處于背面復合膜的外層，隨著沉積時間的增加，硅片表面的膜層加厚，硅片發(fā)生彎曲，硅烷和氨氣就會更容易繞鍍到電池正面邊緣。本發(fā)明設定氮化硅的沉積溫度為390-410℃，時間為100-500s

，通過縮短氮化硅沉積的時間和溫度，可以降低硅片的彎曲度，減少繞鍍的比例。氮化硅沉積的溫度窗口很窄，為390-410℃，可以最大程度減少繞鍍。但，當沉積溫度低于390℃，繞鍍的比例卻上升。

同時為了滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求，克服氮化硅沉積時間的縮短所帶來負面影響，本發(fā)明將激光功率設置為14w以上，激光劃線速度在12m/s以上，頻率500khz以上，才能使背面復合膜單位面積上吸收到較大的單位激光能量，確保激光打開復合膜層，保證后續(xù)印刷的鋁漿通過激光開槽區(qū)與基體硅接觸。

因此，本發(fā)明制得的管式perc太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率高，外觀良率和el良率高，解決劃傷和繞鍍的問題。

附圖說明

圖1是修復爐的示意圖；

圖2是圖1所示a部的放大圖；

圖3是管式pecvd設備的示意圖；

圖4是圖3所示石墨舟的示意圖；

圖5是圖4所示石墨舟的卡點的示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。

現(xiàn)有的管式perc太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：

（1）在硅片正面和背面形成絨面，所述硅片為p型硅。

（2）在硅片正面進行擴散，形成n型發(fā)射極。

（3）去除擴散過程形成的磷硅玻璃和周邊pn結，并對硅片背面進行拋光。

（4）對硅片進行退火。

（5）在硅片背面沉積背面復合膜。

（6）在硅片正面沉積鈍化膜，所述鈍化膜優(yōu)選為氮化硅膜。

（7）對硅片背面復合膜進行激光開槽。

（8）在硅片背面印刷背銀主柵漿料，烘干。

（9）在激光開槽區(qū)上印刷鋁漿，使之與背銀主柵漿料垂直連接。

（10）在硅片正面印刷正銀電極漿料。

（11）對硅片進行高溫燒結，形成背銀主柵、鋁柵線和正銀電極。

（12）對硅片進行抗lid退火，制得管式perc太陽能電池的修復工藝成品。

在制造過程中，各工序經(jīng)常會出現(xiàn)工藝問題或者機器故障導致的宕機，會導致前道工序的半成品停留，在某些工序，半成品停留時間過長會影響到成品的性能。發(fā)明人在實驗中發(fā)現(xiàn)，退火后到背鍍膜的間隔時間超過4小時，電池的轉(zhuǎn)換效率會明顯下降，而且，間隔時間越長，效率降幅越大，最大的效率降幅能達到0.2%以上。理論上，間隔時間越長，硅片會吸收空氣中的水分，顯著降低背面氧化鋁鍍膜的鈍化效果。對于太陽能電池，0.2%是一個比較大的效率差距，提升效率0.2%，可以明顯增加終端太陽能電站的發(fā)電量，也可以顯著降低發(fā)電成本。

為此，本發(fā)明提供一種管式perc太陽能電池的修復工藝，所述修復工藝設置在硅片退火之后，硅片背面鍍膜之前，適用于管式perc單面太陽能電池和管式perc雙面太陽能電池，其包括：

(1)將退火后鍍膜前停留時間超過4小時的半成品硅片置入修復爐，所述修復爐包括爐外腔,旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔和中心固定機構，中心固定機構上設置有紅外燈和噴氣管，旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔上設置有放置硅片的卡槽和連通爐外腔的通孔，所述噴氣管通入流量為5-10slm的氮氣實現(xiàn)自潔，所述氮氣的通入時間為1-5min；

(2)通入流量為5-20slm的氮氣，用于吹掃硅片上的灰塵；

(3)將修復爐從室溫升溫到500-650℃，升溫時間為5-20min，同時通入流量為1-5slm的氮氣；

(4)將修復爐在500-650℃恒溫5-30min，同時通入流量為5-20slm的氮氣。

優(yōu)選的，所述修復工藝包括：

(1)將退火后鍍膜前停留時間超過4小時的半成品硅片置入修復爐，所述修復爐包括爐外腔,旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔和中心固定機構，中心固定機構上設置有紅外燈和噴氣管，旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔上設置有放置硅片的卡槽和連通爐外腔的通孔，所述噴氣管通入流量為6-8slm的氮氣實現(xiàn)自潔，所述氮氣的通入時間為2-4min；

(2)通入流量為5-20slm的氮氣，用于吹掃硅片上的灰塵顆粒，該修復爐可以清潔硅片，大幅度降低perc單面和雙面電池的el不良率。

(3)將修復爐從室溫升溫到550-650℃，升溫時間為5-20min，同時通入流量為2-4slm的氮氣。本發(fā)明通過紅外燈快速將硅片升溫和降溫，節(jié)約能源。

(4)將修復爐在550-650℃恒溫10-20min，同時通入流量為8-15slm的氮氣。本發(fā)明通過紅外燈將硅片恒溫，節(jié)約能源。

如圖1、2所示，本發(fā)明的修復爐包括爐外腔10，旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔20和中心固定機構30，中心固定機構30上設置有紅外燈40和噴氣管50，旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔上設置有放置硅片的卡槽60和連通爐外腔的通孔70，所述噴氣管50可以設置為多個,所述噴氣管50通入流量為5-10slm的氮氣實現(xiàn)自潔，將旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔中的固體顆粒通過旋轉(zhuǎn)內(nèi)壁上的通孔吹到爐外腔。紅外燈40用于加熱，用于控制修復爐的溫度。在修復爐運行過程中，噴氣管50通入氮氣，將旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔20中的固體顆粒通過旋轉(zhuǎn)內(nèi)壁上的通孔吹到爐外腔10，且旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔20以一定的速度旋轉(zhuǎn)，以利于清掃爐內(nèi)的灰塵顆粒、硅片上的灰塵顆粒和濕氣。

優(yōu)選的，所述爐腔的內(nèi)壁還設有保溫層，保溫層具體可以選用氧化鋯纖維層，但不限于此。

本發(fā)明的修復工藝設置在硅片退火之后，硅片背面鍍膜之前，其與普通的退火、回火工藝不同，所述修復工藝是為了解決退火后鍍膜前停留時間超過4小時導致的光電轉(zhuǎn)換效率降低和el良率降低的問題。本發(fā)明通過上述四個步驟，可以修復效率，提升效率0.2%，可以明顯增加終端太陽能電站的發(fā)電量，也可以顯著降低發(fā)電成本。而且，本發(fā)明perc電池經(jīng)過el測試，沒有檢測到黑點和黑斑，大大提高電池的el良率。

所述修復工藝設置在硅片退火之后，硅片背面鍍膜之前，為了獲得最佳的修復效果，本發(fā)明對退火工藝和背面鍍膜工藝也做了限定。

具體的，所述硅片退火包括以下步驟：對硅片進行退火，退火溫度為700-820℃，氮氣流量為1-15l/min，氧氣流量為0.1-6l/min。所述退火步驟可以改善硅片正面的摻雜濃度分布，減少摻雜帶來的表面缺陷。

本發(fā)明采用管式pecvd設備在硅片背面沉積背面復合膜，管式perc設備采用直接等離子法，等離子直接對硅片表面進行轟擊，膜層的鈍化效果顯著。所述硅片背面鍍膜包括以下步驟：

采用tma與n2o沉積三氧化二鋁膜，tma的氣體流量為250-500sccm，tma與n2o的比例為1/15-25，等離子功率為2000-5000w；

采用硅烷、氨氣和笑氣沉積氮氧化硅膜，硅烷的氣體流量為50-200sccm，硅烷與笑氣的比例為1/10-80，氨氣的流量為0.1-5slm，等離子功率為4000-6000w；

采用硅烷和氨氣沉積氮化硅膜，硅烷的氣體流量為500-1000sccm，硅烷與氨氣的比例為1/6-15，氮化硅的沉積溫度為390-410℃，時間為100-500s，等離子功率為10000-13000w；

采用笑氣沉積二氧化硅膜，笑氣的流量為0.1-5slm，等離子功率為2000-5000w。

優(yōu)選的，所述硅片背面鍍膜采用管式pecvd設備進行，包括以下步驟：

采用tma與n2o沉積三氧化二鋁膜，tma的氣體流量為250-500sccm，tma與n2o的比例為1/15-25，三氧化二鋁膜的沉積溫度為250-300℃，時間為50-300s，等離子功率為2000-5000w；

采用硅烷、氨氣和笑氣沉積氮氧化硅膜，硅烷的氣體流量為50-200sccm，硅烷與笑氣的比例為1/10-80，氨氣的流量為0.1-5slm，氮氧化硅膜的沉積溫度為350-410℃，時間為50-200s，等離子功率為4000-6000w；

采用硅烷和氨氣沉積氮化硅膜，硅烷的氣體流量為500-1000sccm，硅烷與氨氣的比例為1/6-15，氮化硅膜的沉積溫度為390-410℃，時間為100-400s，等離子功率為10000-13000w；

采用笑氣沉積二氧化硅膜，笑氣的流量為0.1-5slm，等離子功率為2000-5000w。

本發(fā)明采用管式pecvd設備，管式pecvd設備設有硅烷、氨氣、三甲基鋁、笑氣四條氣體管路，所述四條氣體管路單獨或組合作用，用于形成所述三氧化二鋁膜、二氧化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜。硅烷、氨氣、三甲基鋁、笑氣四條氣體管路可以通過采用不同的氣體組合、不同的氣體流量比，以及不同的沉積時間形成不同的膜層，對于氮化硅膜或氮氧化硅膜，通過調(diào)節(jié)氣體流量比，可以得到不同成分比例和折射率的氮化硅膜或氮氧化硅膜。復合膜的組合順序、厚度和膜的成分可以靈活調(diào)節(jié)，因此，本發(fā)明的生產(chǎn)過程靈活可控，降低成本，產(chǎn)量大。

進一步，管式pecvd技術由于存在繞鍍和劃傷這一對互相制約的難題，外觀良率和el良率一直比較低，影響該技術的大規(guī)模量產(chǎn)。

為此，申請人潛心研究繞鍍的問題，發(fā)現(xiàn)繞鍍主要發(fā)生在氮化硅的沉積階段。由于氮化硅處于背面復合膜的外層，隨著沉積時間的增加，硅片表面的膜層加厚，硅片發(fā)生彎曲，硅烷和氨氣就會更容易繞鍍到電池正面邊緣。通過縮短氮化硅沉積的時間和溫度，將氮化硅的沉積溫度設為390-410℃，時間設為100-400s，可以降低硅片的彎曲度，減少繞鍍的比例。進一步的試驗表明，氮化硅沉積的溫度窗口很窄，為390-410度，當進一步降低溫度，繞鍍的比例卻上升。

沉積三氧化二鋁膜時，將等離子功率設為2000-5000w；沉積氮氧化硅膜時，將等離子功率設為4000-6000w；沉積氮化硅膜時，將等離子功率設為10000-13000w；沉積二氧化硅膜時，等離子功率設為2000-5000w。確保不同的膜層都具有較佳的沉積速率，改善沉積的均勻性。

為了解決繞鍍和劃傷問題，如圖3所示，本發(fā)明選用特定的管式pecvd設備，管式pecvd設備包括晶片裝載區(qū)1、爐體2、特氣柜3、真空系統(tǒng)4、控制系統(tǒng)5以及石墨舟6，所述特氣柜3設有用于通入硅烷的第一氣體管路、用于通入氨氣的第二氣體管路、用于通入三甲基鋁的第三氣體管路以及用于通入笑氣的第四氣體管路，第一氣體管路、第二氣體管路、第三氣體管路、第四氣體管路設于特氣柜3的內(nèi)部，于圖中未示出；

如圖4和5所示，所述石墨舟6用于裝卸硅片，所述石墨舟6包括卡點60，所述卡點60包括卡點軸61、卡點帽62和卡點底座63，所述卡點軸61安裝在卡點底座63上，所述卡點帽62與卡點軸61連接，所述卡點軸61與卡點帽62、卡點底座63之間形成卡點槽64，所述卡點槽64的深度為0.5-1mm。

如圖5所示，所述卡點槽64的深度為h，h優(yōu)選為0.6-0.8mm，卡點底座63的直徑為d，d優(yōu)選為6-15mm，卡點帽62的斜面角度為α，α優(yōu)選為35-45度，卡點帽62的厚度為a，a優(yōu)選為1-1.3mm。

更佳的，所述卡點槽64的深度h為0.7mm，卡點底座63的直徑d為9mm，卡點帽62的斜面角度α為40度，卡點帽62的厚度a為1.2mm。

需要說明的是，所述卡點槽的深度h是指卡點槽內(nèi)側的深度，主要是指卡點軸61與卡點底座63所成夾角的一側的深度?？c槽的深度h=（卡點底座直徑-卡點軸直徑）/2?？c帽的斜面角度為α,是指卡點帽的斜面與豎直方向的夾角。

現(xiàn)有的卡點槽的深度h為1.75mm，卡點底座的直徑d為9mm，卡點帽的斜面角度α為30度，卡點帽的厚度a為1mm。現(xiàn)有卡點槽的深度大，導致卡點處硅片與卡點底座的縫隙過大，從而繞鍍到硅片背面的氣體多，造成電池正面邊緣的舟齒印比例很高?？c帽的角度小、厚度小，導致自動插片機的調(diào)整空間小，劃傷的比例不能有效降低。

對于管式pecvd做背膜沉積，劃傷和繞鍍是一對矛盾。通過調(diào)節(jié)自動插片機，讓硅片在不接觸石墨舟壁、硅片與石墨舟保持一定的距離的狀態(tài)下插入卡點槽，避免硅片與石墨舟壁發(fā)生摩擦。如果硅片與石墨舟片的距離過大，劃傷比例少，但是硅片就不容易貼緊舟壁，繞鍍比例就會增加。如果距離太大，硅片有可能不能插入卡點槽，產(chǎn)生掉片的可能；如果硅片與石墨舟片的距離過小，硅片更貼緊石墨舟片，繞鍍的比例小，劃傷的比例就會增加。

電池正面邊緣的舟齒印與pecvd背面鍍膜的卡點相對應，是由于氣流從卡點處繞鍍到電池正面而形成。由于卡點底座的厚度略小于石墨舟片的厚度，導致卡點處的硅片與卡點底座之間存在縫隙，在鍍背膜時，氣流從卡點軸的下方兩側進入縫隙，使硅片的正面邊緣形成膜層的沉積，即產(chǎn)生半圓形的舟齒印。

本發(fā)明通過調(diào)節(jié)卡點底座直徑d和卡點軸直徑的大小，減少卡點槽內(nèi)側的深度h，從而減小卡點處硅片與卡點底座之間的縫隙大小，進而減少氣流繞鍍到硅片背面，大幅降低正面邊緣舟齒印的比例。

通過調(diào)整自動插片機，當硅片插入石墨舟中一定的位置，吸盤釋放真空，硅片掉入卡點帽的斜面α上，依靠重力，硅片從斜面滑落至貼緊石墨舟壁。這種無接觸的插片方式，用來降低硅片的劃傷比例。

本發(fā)明通過適當增加卡點帽斜面的角度α和卡點帽的厚度a，通過調(diào)整自動插片機，略微增加插片時硅片離石墨舟壁的距離，降低劃傷的比例，增加卡點帽的斜面角度減少硅片滑落時跟石墨舟壁的撞擊力，降低碎片率。

需要說明的是，現(xiàn)有技術中，對繞鍍一般都是通過事后的補救來完成的，例如申請?zhí)枺?01510945459.3公開的perc晶體硅太陽能電池生產(chǎn)中的堿拋光方法，在正面pecvd鍍氮化硅膜工序后，利用帶式傳動方式刻蝕去除背表面及邊緣繞鍍氮化硅，解決了目前正面膜層繞鍍導致背表面鈍化效果不佳等問題。然而，本發(fā)明管式perc電池是背面鍍膜繞鍍到正面，正面有pn結，如果采用以上專利的堿拋光方式，會破壞正面的pn結。本發(fā)明通過調(diào)整鍍膜工藝和鍍膜結構，使得在生產(chǎn)過程就可以避免繞鍍的發(fā)生，從本質(zhì)上解決了繞鍍的問題。無需另外增加一道工序，簡化加工過程，節(jié)省成本。本發(fā)明對于成本極其敏感的光伏太陽能行業(yè)，具有重要的意義。而且，本發(fā)明還解決了劃傷的問題。

另一方面，本發(fā)明還公開一種管式perc太陽能電池的制備工藝，包括：

（1）在硅片正面和背面形成絨面，所述硅片為p型硅；

選用濕法或者干法刻蝕技術，通過制絨設備在硅片表面形成絨面。

（2）在硅片正面進行擴散，形成n型發(fā)射極；

本發(fā)明所述制備方法采用的擴散工藝是將硅片置于熱擴散爐中進行擴散，在p型硅的上方形成n型發(fā)射極，擴散時應控制控制溫度在800℃-900℃范圍內(nèi)，目標方塊電阻為70-100歐/□。

對于管式perc電池，背面的p型硅與鋁漿不是全接觸，僅僅在激光的區(qū)域與鋁漿接觸，導致串聯(lián)電阻大。為了提高管式perc電池的性能，本發(fā)明選用較低擴散方阻（70-100歐/□），可以降低串聯(lián)電阻，提高光電轉(zhuǎn)換效率。

擴散過程中會在硅片的正面和背面形成磷硅玻璃層，磷硅玻璃層的形成是由于在擴散過程中，pocl3與o2反應生成p2o5淀積在硅片表面。p2o5與si反應又生成sio2和磷原子，這樣就在硅片表面形成一層含有磷元素的sio2，稱之為磷硅玻璃。所述磷硅玻璃層可以在擴散時收集硅片中的雜質(zhì)，可進一步降低太陽能電池的雜質(zhì)含量。

（3）去除擴散過程形成的磷硅玻璃和周邊pn結，并對硅片背面進行拋光,背刻蝕深度為3-6微米；

本發(fā)明將經(jīng)擴散后的硅片置于體積比為1/5-8的hf（質(zhì)量分數(shù)40%-50%）和hno3（質(zhì)量分數(shù)60%-70%）混合溶液酸槽中浸泡5-30s去除磷硅玻璃和周邊pn結。磷硅玻璃層的存在容易導致pecvd的色差及sixny的脫落，而且所述磷硅玻璃層中含有大量的磷以及從硅片中遷移的雜質(zhì)，因此需要去除磷硅玻璃層。

常規(guī)電池的刻蝕深度為2微米左右，本發(fā)明將背刻蝕深度設為3-6微米，提高管式perc電池的刻蝕深度，可以提高背反射率，提高電池的短路電流和光電轉(zhuǎn)換效率。

（4）對硅片進行退火，退火溫度為700-820℃，氮氣流量為1-15l/min，氧氣流量為0.1-6l/min；所述退火步驟可以改善硅片正面的摻雜濃度分布，減少摻雜帶來的表面缺陷。

（5）將退火后鍍膜前停留時間超過4小時的半成品硅片置入修復爐進行修復，其中，所述修復爐包括爐外腔,旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔和中心固定機構，中心固定機構上設置有紅外燈和噴氣管，旋轉(zhuǎn)內(nèi)腔上設置有放置硅片的卡槽和連通爐外腔的通孔，所述噴氣管通入流量為5-10slm的氮氣實現(xiàn)自潔，所述氮氣的通入時間為1-5min；然后，通入流量為5-20slm的氮氣，用于吹掃硅片上的灰塵；再將修復爐從室溫升溫到500-650℃，升溫時間為5-20min，同時通入流量為1-5slm的氮氣；最后，將修復爐在500-650℃恒溫5-30min，同時通入流量為5-20slm的氮氣；

本步驟可以修復效率，提升效率0.2%，可以明顯增加終端太陽能電站的發(fā)電量，也可以顯著降低發(fā)電成本。而且，本發(fā)明perc電池經(jīng)過el測試，沒有檢測到黑點和黑斑，大大提高電池的el良率。

需要說明的是，修復工藝的優(yōu)選數(shù)據(jù)設置以及修復爐的結構具體同上所述，在此不再贅述。

（6）采用管式pecvd設備在硅片背面沉積背面復合膜，包括：

采用tma與n2o沉積三氧化二鋁膜，tma的氣體流量為250-500sccm，tma與n2o的比例為1/15-25，等離子功率為2000-5000w；

采用硅烷、氨氣和笑氣沉積氮氧化硅膜，硅烷的氣體流量為50-200sccm，硅烷與笑氣的比例為1/10-80，氨氣的流量為0.1-5slm，等離子功率為4000-6000w；

采用硅烷和氨氣沉積氮化硅膜，硅烷的氣體流量為500-1000sccm，硅烷與氨氣的比例為1/6-15，氮化硅的沉積溫度為390-410℃，時間為100-500s，等離子功率為10000-13000w；

采用笑氣沉積二氧化硅膜，笑氣的流量為0.1-5slm，等離子功率為2000-5000w；

所述管式pecvd設備設有硅烷、氨氣、三甲基鋁、笑氣四條氣體管路，所述管式pecvd設備裝卸硅片的器具為石墨舟，石墨舟的卡點槽的深度為0.5-1mm；

作為本步驟優(yōu)選的實施方式，采用管式pecvd設備在硅片背面沉積背面復合膜，包括：

采用tma與n2o沉積三氧化二鋁膜，tma的氣體流量為250-500sccm，tma與n2o的比例為1/15-25，三氧化二鋁膜的沉積溫度為250-300℃，時間為50-300s，等離子功率為2000-5000w；

采用硅烷、氨氣和笑氣沉積氮氧化硅膜，硅烷的氣體流量為50-200sccm，硅烷與笑氣的比例為1/10-80，氨氣的流量為0.1-5slm，氮氧化硅膜的沉積溫度為350-410℃，時間為50-200s，等離子功率為4000-6000w；

采用硅烷和氨氣沉積氮化硅膜，硅烷的氣體流量為500-1000sccm，硅烷與氨氣的比例為1/6-15，氮化硅膜的沉積溫度為390-410℃，時間為100-400s，等離子功率為10000-13000w；

采用笑氣沉積二氧化硅膜，笑氣的流量為0.1-5slm，等離子功率為2000-5000w。

申請人發(fā)現(xiàn)，繞鍍主要發(fā)生在氮化硅的沉積階段。由于氮化硅處于背面復合膜的外層，隨著沉積時間的增加，硅片表面的膜層加厚，硅片發(fā)生彎曲，硅烷和氨氣就會更容易繞鍍到電池正面邊緣。通過縮短氮化硅沉積的時間和溫度，可以降低硅片的彎曲度，減少繞鍍的比例。進一步的試驗表明，氮化硅沉積的溫度窗口很窄，為390-410度，當進一步降低溫度，繞鍍的比例卻上升。

沉積三氧化二鋁膜時，將等離子功率設為2000-5000w；沉積氮氧化硅膜時，將等離子功率設為4000-6000w；沉積氮化硅膜時，將等離子功率設為10000-13000w；沉積二氧化硅膜時，等離子功率設為2000-5000w。確保不同的膜層都具有較佳的沉積速率，改善沉積的均勻性。

進一步，所述管式pecvd設備設有硅烷、氨氣、三甲基鋁、笑氣四條氣體管路，所述管式pecvd設備裝卸硅片的器具為石墨舟，石墨舟的卡點槽的深度為0.5-1mm。優(yōu)選的，所述石墨舟的卡點槽的深度為0.6-0.8mm，卡點底座的直徑為6-15mm，卡點帽的斜面角度為35-45度，卡點帽的厚度為1-1.3mm。石墨舟的技術細節(jié)同上所述，在此不再贅述。

（7）在硅片正面沉積鈍化膜，所述鈍化膜優(yōu)選為氮化硅膜；

（8）對硅片背面復合膜上進行激光開槽；

采用激光開槽技術在硅片背面復合膜上開槽，開槽深度直至p型硅下表面。其中，激光波長為532nm，激光功率為14w以上，激光劃線速度在12m/s以上，頻率500khz以上；

優(yōu)選的，激光波長為532nm，激光功率為14-20w，激光劃線速度在12-20m/s，頻率500khz以上。

隨著氮化硅沉積時間的縮短，氮化硅膜厚度變薄，影響背面復合膜層的氫鈍化效果，會降低電池的光電轉(zhuǎn)換效率，因此氮化硅沉積時間不能過短。另外，氮化硅膜越薄，對激光的吸收率越低，同時為了滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求，激光劃線速度必須保證在12m/s，激光功率保證在14w以上，因此激光的功率和頻率必須達到一定的條件，才能使背面復合膜單位面積上吸收到較大的單位激光能量確保激光打開復合膜層，保證后續(xù)印刷的鋁漿通過激光開槽區(qū)與基體硅接觸。

（9）在硅片背面印刷背銀主柵漿料，烘干；

（10）在激光開槽區(qū)上印刷鋁漿，使之與背銀主柵漿料垂直連接；

（11）在硅片正面印刷正銀電極漿料；

（12）對硅片進行高溫燒結，形成背銀主柵、鋁柵線和正銀電極；

（13）對硅片進行抗lid退火，制得管式perc太陽能電池成品。

所述制備工藝簡單易操作，生產(chǎn)過程靈活可控，復合膜的組合順序、厚度和膜的成分可以靈活調(diào)節(jié)，降低成本，產(chǎn)量大，且與目前生產(chǎn)線兼容性好。所述制備方法制得的管式perc太陽能電池，光電轉(zhuǎn)換效率高，外觀良率和el良率高，解決劃傷和繞鍍的問題。

最后所應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質(zhì)和范圍。