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一种高转换效率的链式湿法黑硅电池片的制备方法

摘要

本发明涉及太阳能电池领域,公开了一种高转换效率的链式湿法黑硅电池片的制备方法,包括:1)选用P型多晶金刚线硅片,用有机碱溶液和水依次进行清洗,烘干;2)在硅片背面和四周镀上SiON:H膜;3)在硅片正面制作黑硅绒面;4)对硅片正面进行扩散,形成PN结;5)用酸溶液去除硅片正面的磷硅玻璃以及腐蚀硅片背面、四周的SiON:H膜,水洗、烘干;6)在黑硅绒面镀减反射薄膜;7)在硅片正面印刷正电极;8)在硅片背面印刷背电极,烧结。本发明方法制得的黑硅电池片的转换效率得到了有效的提升,适用于后续多晶电池片例如黑硅+PERC系列电池、黑硅+MWT系列电池等的技术升级。

著录项

  • 公开/公告号CN109273558A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2019-01-25

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 横店集团东磁股份有限公司;

    申请/专利号CN201810984023.9

  • 发明设计人 许成德;陈健生;李鑫;

    申请日2018-08-27

  • 分类号

  • 代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司;

  • 代理人尉伟敏

  • 地址 322118 浙江省金华市东阳市横店工业区

  • 入库时间 2024-02-19 07:45:31

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2023-07-14

    专利权质押合同登记的注销 IPC(主分类):H01L31/18 授权公告日:20200811 申请日:20180827 专利号:ZL2018109840239 登记号:Y2021330002002 出质人:横店集团东磁股份有限公司 质权人:中国建设银行股份有限公司东阳支行 解除日:20230628

    专利权质押合同登记的生效、变更及注销

  • 2020-08-11

    授权

    授权

  • 2019-02-26

    实质审查的生效 IPC(主分类):H01L31/18 申请日:20180827

    实质审查的生效

  • 2019-01-25

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域,尤其涉及一种高转换效率的链式湿法黑硅电池片的制备方法。

背景技术

太阳能光状发电是目前清洁、环保的可持续能源利用形式之一,近些年在全球得到迅猛发展。当前晶体硅太阳电池片是光伏发电主流领域,但由于其成本太高暂时无法取代传统能源,降低成本增加光电转换效率成为光伏行业最大的问题。现有的常规生产技术中,多晶金刚线硅片采用酸制绒制备微米级蠕虫状结构,多晶反射率较高在24-30%左右,导致电池片无法有效捕捉太阳光,电池片转换效率较低。在众多提高太阳电池转换效率可行量产的方法中,降低硅片表面反射率增强对太阳光吸收,是一种非常有效的方式。而黑硅技术由于陷光效果好,能大幅度降低硅片表面反射率,增强对太阳光的吸收,从而能大幅提升多晶硅片的转化效率,并能解决金刚线切多晶硅片出绒难,以及晶花很明显问题,广受多晶电池厂家的青睐。

传统多晶链式湿法黑硅电池片工艺路线是:

a)使用链式双面制绒设备,制作出纳米级别绒面,正面反射率为19-23%,背面反射率为21-25%;

b)使用黑硅硅片正面扩散制作PN结,方阻控制在90-100R□;

c)使用链式刻蚀设备,制绒正面、扩散面朝上,刻蚀药液为氢氟酸和硝酸混合水溶液,氢氟酸药液浓度为5wt%,硝酸药液浓度为30wt%,刻蚀温度为8℃-15℃,刻蚀速度为2.2-3.0m/min,刻蚀减薄量为0.10g-0.15g;

d刻蚀完成后硅片,制绒、扩散面镀减反膜;

e)硅片正反面开始印刷正负电极,以及后续的烘干烧结,形成良好的欧姆接触;

f)测试黑硅转换效率。

终上所述,现有多晶链式的湿法黑硅设备硅片两面均为黑硅绒面,正反面的低反射率纳米绒面结构,能够大大提升对太阳光的吸收率。但是在电池的制造中,背面的纳米绒面结构对电池没有任何作用,反而会加大其背面的复合速率,从而影响电池转换效率。所以在电池制备中,硅片背面的黑硅绒面需要被去除。因此现有的湿法黑硅已经很难在电池转化效率上有个很大的突破。

发明内容

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种高转换效率的链式湿法黑硅电池片的制备方法,本发明方法制得的黑硅电池片的转换效率得到了有效的提升,适用于后续多晶电池片例如黑硅+PERC系列电池、黑硅+MWT系列电池等的技术升级。

本发明的具体技术方案为:一种高转换效率的链式湿法黑硅电池片的制备方法,包括以下步骤:

1)选用P型多晶金刚线硅片,用有机碱溶液和水依次进行清洗,烘干。

2)在硅片背面和四周镀上SiON:H膜。

在步骤2)中:硅片背面使用SiON:H膜,与传统的氮化硅薄膜相比,其沉积速率可快至一倍,而且SiON:H膜还具有致密性优良特点,在后续制绒过程中能够有效抵御药液腐蚀SiON:H膜,从而保护硅片背面不被药液腐蚀。此外SiON:H膜还具有富含氢离子特点,在后续工序中氢离子能够有效钝化硅片背表面以及体内缺陷。

3)在硅片正面制作黑硅绒面。

在步骤3)中:硅片进链式黑硅设备,硅片正面未镀有膜,受到药液腐蚀制作出纳米结构绒面。硅片背面有厚厚的SiON:H膜在制绒过程中以及在后续酸洗过程中不断减薄,最终保留较薄的SiON:H膜。

4)对硅片正面进行扩散,在正面形成PN结。

在步骤4)中:由于硅片四周、背面有残留的SiON:H膜,在高温扩散过程中会阻挡扩散磷源进入硅片四周以及背面,非常有效地只在硅片正面形成PN结,而硅片四周以及背面则没有形成PN结。

5)用酸溶液酸洗去除硅片正面的磷硅玻璃以及腐蚀硅片背面、四周的SiON:H膜,然后水洗、烘干。

6)在黑硅绒面镀减反射薄膜,硅片背面不镀减反射薄膜。

7)在硅片正面印刷正电极。

8)在硅片背面印刷背电极,烧结,制得成品。

本发明的技术效果如下:

1、本发明非常巧妙地利用了致密的SiON:H膜阻挡药液腐蚀硅片背面制作黑硅绒面,从而非常完美地保留了有机碱清洗后背面的平整、光滑、高反射性,避免了硅片在制绒过程中双面制成了纳米级别黑硅绒面。理论电池片背面具有良好的平整性相比于具有绒面结构,有着背面少子寿命高、低复合速率,以及具有再次吸收长波段光的几率,从而能够有效提升电性能,提升转换效率。

2、本发明非常巧妙地利用了制作黑硅绒面后硅片残留的SiON:H膜在高温扩散炉中发生氢钝化作用。硅片背面残留的SiON:H膜中的氢离子在长时间高温扩散炉中扩散穿SiON:H膜达到硅片表面以及内部,从而与硅片表面以及内部缺陷结合成稳定的结构,降低硅片背面的复合速率,从而能够有效提升转换效率。

3、本发明非常巧妙地利用了硅片背面、四周残留致密的SiON:H膜在扩散中阻止磷源进入硅片,有效阻止硅片四周、背面形成PN结,从而后续只需要氢氟酸清洗硅片去除硅片四周、背面SiON:H膜就可以达到正负电极导通的目的。相比现有的链式湿法黑硅使用多种大量氢氟酸、硝酸、氢氧化钾等化学品,起到节约使用化学品目的。

作为优选,步骤1)中,所述有机碱溶液为体积浓度5-20%的为四甲基氢氧化铵溶液,清洗温度为常温,清洗时间为150-300s,清洗完成后硅片正反面反射率为45-60%。

作为优选,步骤2)中,使用低压管式PECVD设备进行镀膜,硅烷流量为500-2000sccm,氨气流量为1000-5000sccm,笑气流量为2000-7000sccm,沉积压力为1300-1800mTorr,沉积总时间为45-90min;SiON:H膜的膜厚为100-150nm,折射率为1.85-2.2。

作为优选,步骤3)中,采用链式黑硅设备制作绒面,制绒后绒面大小为500-900nm,反射率为18-23%;制绒后硅片背面的SiON:H膜的厚度为5-50nm。

在实际研发过程中,本发明团队还遇到了以下技术问题:本发明团队发现,在实际生产中背面SiON:H膜的厚度也非常重要,如果厚度过薄会导致SiON:H膜过早去除,硅片背面受到药液腐蚀形成黑硅绒面结构,导致效率提升不明显。为了解决这一技术问题,本发明团队经过一些系列尝试后,综合各方面因素,将硅片背面SiON:H膜厚度提升至100-150nm厚度,此范围的厚度能有效抵御制作黑硅绒面槽体药液腐蚀SiON:H膜,从而保护硅片背面不被腐蚀形成黑硅纳米绒面结构,同时厚度也不会过厚,从而影响硅片其他性能或增加成本。

作为优选,步骤4)中,扩散后,方阻为90-100R□。

作为优选,步骤5)中,采用链式去磷硅玻璃设备去除磷硅玻璃,所述酸溶液为浓度为10-15wt%的氢氟酸溶液,酸洗时间为150-200s,温度为60-90℃,烘干后硅片背面反射率为45-60%。

作为优选,步骤8)中,在背面印刷背电极时,采用的浆料组分包括:

铝粉55-80wt%,

无铅玻璃粉0.5-3.0wt%,

有机载体10-25wt%,

溶剂5-18wt%,

助剂0.1-2.0wt%。

在实际研发过程中,本发明团队发现:按照本发明方法制得的湿法黑硅电池片会遇到背场拉力不合格情况。其原因在于在背面印刷电极时采用的浆料不适。原有湿法黑硅背面绒面是凹凸不平的纳米绒面结构,有利于背铝烧结形成良好的接触,从而拉力符合客户要求。而本发明湿法黑硅电池片背面绒面非常的平整,不利于背铝与硅片形成良好的接触,导致背铝附着力不够,采用常规的浆料不能完全满足需求,为此发明人通过开发出专用于本发明硅片的上述浆料,能够有效提升背铝附着力,从而解决了这一技术问题。

作为优选,所述铝粉为球形,纯度大于99.8%,粒径为0.5-2.0μm,其中0.5-1.0μm粒径的铝粉占总重量的5-20%,1.0-1.5μm粒径的铝粉占总重量的20-60%,1.5-2.0μm粒径的铝粉占总重量的20-40%。

铝粉直径大小需要不同尺寸配合使用。铝粉直径小具有表面积大优点,而且有利于与硅片充分接触,而且还具有在高温情况下优先融化。颗粒大具有导电性能优越的优点。

作为优选,所述无铅玻璃粉的组成:氧化铋15-45wt%,氧化硼5-30wt%,氧化硅15-35wt%,氧化锌5-25wt%,氧化钙1-20wt%,氧化锡1-15wt%;其中,无铅玻璃粉的中值粒径<2μm,最大粒径<5μm,软化温度为450-600℃。

玻璃粉在浆料中属于一种比较重要的成分,玻璃粉的不同成分配比对印刷到硅片与硅片接触电阻、电池翘曲性能、浆料拉力等有非常大的影响。

作为优选,所述有机载体为乙基纤维素、丙烯酸树脂、醇酸树脂中的一种;溶剂为松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯中的一种;助剂为邻苯二甲酸酯。

与现有技术对比,本发明的有益效果是:

1.本发明产品适用性较好,适用于后续多晶电池片技术升级,例如:黑硅+PERC系列电池、黑硅+MWT系列电池。

2.本发明具有工艺简单,稳定性较好等优点。

3.本发明显著特点是电池背面绒面非常的平整,有利于长波段光反射形成二次吸收。

4.本发明电池背面具有多数载流子低复合特性。

5.本发明硅片背面有氢离子钝化作用,有利于提升转换效率。

附图说明

图1是金刚线硅片显微镜下照片(图中有部分文字不够清晰,但是不会对本发明技术方案的理解造成影响);

图2是对比例1湿法黑硅刻蚀后背面绒面图;

图3是实施例1湿法黑硅刻蚀后背面绒面图;

图4为金刚线硅片制作成传统湿法黑硅硅片表面结构简图;

图5为金刚线硅片制作成湿法黑硅硅片表面结构简图;

附图标记为:1-硅片经过有机碱粗抛后绒面;2-.硅片内部;3-黑硅硅片表面绒面结构。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

总实施例

一种高转换效率的链式湿法黑硅电池片的制备方法,包括以下步骤:

1)选用P型多晶金刚线硅片,用有机碱溶液和水依次进行清洗,烘干;

2)在硅片背面和四周镀上SiON:H膜;

3)在硅片正面制作黑硅绒面;

4)对硅片正面进行扩散,在正面形成PN结;

5)用酸溶液酸洗去除硅片正面的磷硅玻璃以及腐蚀硅片背面、四周的SiON:H膜,然后水洗、烘干;

6)在黑硅绒面镀减反射薄膜,硅片背面不镀减反射薄膜;

7)在硅片正面印刷正电极;

8)在硅片背面印刷背电极,烧结,制得成品。

作为优选,步骤1)中,所述有机碱溶液为体积浓度5-20%的为四甲基氢氧化铵溶液,清洗温度为常温,清洗时间为150-300s,清洗完成后硅片正反面反射率为45-60%。

作为优选,步骤2)中,使用低压管式PECVD设备进行镀膜,硅烷流量为500-2000sccm,氨气流量为1000-5000sccm,笑气流量为2000-7000sccm,沉积压力为1300-1800mTorr,沉积总时间为45-90min;SiON:H膜的膜厚为100-150nm,折射率为1.85-2.2。

作为优选,步骤3)中,采用链式黑硅设备制作绒面,制绒后绒面大小为500-900nm,反射率为18-23%;制绒后硅片背面的SiON:H膜的厚度为5-50nm。

作为优选,步骤4)中,扩散后,方阻为90-100R□。

作为优选,步骤5)中,采用链式去磷硅玻璃设备去除磷硅玻璃,所述酸溶液为浓度为10-15wt%的氢氟酸溶液,酸洗时间为150-200s,温度为60-90℃,烘干后硅片背面反射率为45-60%。

作为优选,步骤8)中,在背面印刷背电极时,采用的浆料组分包括:

铝粉55-80wt%,

无铅玻璃粉0.5-3.0wt%,

有机载体10-25wt%,

溶剂5-18wt%,

助剂0.1-2.0wt%。

作为优选,所述铝粉为球形,纯度大于99.8%,粒径为0.5-2.0μm,其中0.5-1.0μm粒径的铝粉占总重量的5-20%,1.0-1.5μm粒径的铝粉占总重量的20-60%,1.5-2.0μm粒径的铝粉占总重量的20-40%。

作为优选,所述无铅玻璃粉的组成:氧化铋15-45wt%,氧化硼5-30wt%,氧化硅15-35wt%,氧化锌5-25wt%,氧化钙1-20wt%,氧化锡1-15wt%;其中,无铅玻璃粉的中值粒径<2μm,最大粒径<5μm,软化温度为450-600℃。

作为优选,所述有机载体为乙基纤维素、丙烯酸树脂、醇酸树脂中的一种;溶剂为松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯中的一种;助剂为邻苯二甲酸酯。

具体实施例

选用P型156.75mm×156.75mm尺寸型号多晶硅片16000片,使用发牌式均匀分成4组,其中1-3组为实施例1-3,采用本发明制备方法,第4组为对比例,采用传统湿法黑硅制备工艺,四组片子在各工序分别记录下各实验数据以及效率等进行对比。

实施例1

1)金刚线多晶硅片使用链式有机碱清洗设备,使用药液为四甲基氢氧化铵与纯水体积比为1:15,清洗时间为200s,并经过后续的水槽、烘干槽完成预清洗工艺。

2)硅片插进石墨舟载具采用管式镀膜设备,硅片背面镀SiON:H膜,膜厚为100nm,折射率为1.85。使用硅烷流量为500sccm、氨气流量为5000sccm、笑气流量为7000sccm沉积压力为1500mTorr,沉积硅片背面SiON:H膜总时间为45min。

3)镀有SiON:H膜硅片进链式湿法黑硅设备,硅片正面制作黑硅绒面,绒面大小为700nm,反射率为18%,反面因为有SiON:H膜保护无法制作绒面,但是硅片背面SiON:H膜与湿法黑硅设备里氢氟酸药液反应,最终硅片背面SiON:H膜保留10nm.

4)制作绒面完成后进行正常扩散,方阻控制在90R□。

5)扩散完成后硅片进链式去磷硅玻璃设备,去除硅片正面的磷硅玻璃以及背面、四周的SiON:H膜,使用氢氟酸药液浓度为10%,酸洗时间为150s,反应温度为60℃,硅片并经过后续的水洗以及烘干,硅片背面反射率在45%。

6)去磷硅玻璃后采用低压管式PECVD设备使用黑硅绒面面镀减反射薄膜,硅片背面不镀减反射薄膜。

7)完成正面镀好减反射膜硅片,正面使用常规浆料、网版印刷正电极,背面使用改良、加强附着力、增强钝化浆料印刷背电极。

其中增强钝化浆料组分包括:铝粉68wt%,无铅玻璃粉2wt%,有机载体(乙基纤维素)17wt%,溶剂(松油醇)12wt%,助剂(邻苯二甲酸酯)1.0wt%。

其中,铝粉为球形,纯度大于99.8%,粒径为0.5-2.0μm,其中0.5-1.0μm粒径的铝粉占总重量的17%,1.0-1.5μm粒径的铝粉占总重量的50%,1.5-2.0μm粒径的铝粉占总重量的33%。

无铅玻璃粉的组成:氧化铋25wt%,氧化硼17wt%,氧化硅25wt%,氧化锌15wt%,氧化钙10wt%,氧化锡8wt%;其中,无铅玻璃粉的中值粒径<2μm,最大粒径<5μm,软化温度为450-600℃。

8)高温烧结形成良好的欧姆接触,并测试电池片的转换效率。

实施例2

1)金刚线多晶硅片使用链式有机碱清洗设备,使用药液为四甲基氢氧化铵与纯水体积比为1:5,清洗时间为200s,并经过后续的水槽、烘干槽完成预清洗工艺。

2)硅片插进石墨舟载具采用管式镀膜设备,硅片背面镀SiON:H膜,膜厚为150nm,折射率为2.0。使用硅烷流量为700sccm、氨气流量为3000sccm、笑气流量为4000sccm沉积压力为1500mTorr,沉积硅片背面SiON:H膜总时间为50min。

3)镀有SiON:H膜硅片进链式湿法黑硅设备,硅片正面制作黑硅绒面,绒面大小为800nm,反射率为19%,反面因为有SiON:H膜保护无法制作绒面,但是硅片背面SiON:H膜与湿法黑硅设备里氢氟酸药液反应,最终硅片背面SiON:H膜保留30nm。

4)制作绒面完成后进行正常扩散,方阻控制在95R□。

5)扩散完成后硅片进链式去磷硅玻璃设备,去除硅片正面的磷硅玻璃以及背面、四周的SiON:H膜,使用氢氟酸药液浓度为12%,酸洗时间为170s,反应温度为80℃,硅片并经过后续的水洗以及烘干,硅片背面反射率在55%。

6)去磷硅玻璃后采用低压管式PECVD设备使用黑硅绒面面镀减反射薄膜,硅片背面不镀减反射薄膜。

7)完成正面镀好减反射膜硅片,正面使用常规浆料、网版印刷正电极,背面使用改良、加强附着力、增强钝化浆料印刷背电极。

其中增强钝化浆料组分包括:铝粉62wt%,无铅玻璃粉3wt%,有机载体(丙烯酸树脂)15wt%,溶剂(丁基卡必醇)18wt%,助剂(邻苯二甲酸酯)2.0wt%。

其中,铝粉为球形,纯度大于99.8%,粒径为0.5-2.0μm,其中0.5-1.0μm粒径的铝粉占总重量的10%,1.0-1.5μm粒径的铝粉占总重量的50%,1.5-2.0μm粒径的铝粉占总重量的40%。

无铅玻璃粉的组成:氧化铋25wt%,氧化硼25wt%,氧化硅20wt%,氧化锌20wt%,氧化钙5wt%,氧化锡5wt%;其中,无铅玻璃粉的中值粒径<2μm,最大粒径<5μm,软化温度为450-600℃。

8)高温烧结形成良好的欧姆接触,并测试电池片的转换效率。

实施例3

1)金刚线多晶硅片使用链式有机碱清洗设备,使用药液为四甲基氢氧化铵与纯水体积比为1:5,清洗时间为300s,并经过后续的水槽、烘干槽完成预清洗工艺。

21)硅片插进石墨舟载具采用管式镀膜设备,硅片背面镀SiON:H膜,膜厚为150nm,折射率为2.08。使用硅烷流量为900sccm、氨气流量为3000sccm、笑气流量为3000sccm沉积压力为1500mTorr,沉积硅片背面SiON:H膜总时间为50min。

3)镀有SiON:H膜硅片进链式湿法黑硅设备,硅片正面制作黑硅绒面,绒面大小为800nm,反射率为19%,反面因为有SiON:H膜保护无法制作绒面,但是硅片背面SiON:H膜与湿法黑硅设备里氢氟酸药液反应,最终硅片背面SiON:H膜保留50nm。

4)制作绒面完成后进行正常扩散,方阻控制在100R□。

5)扩散完成后硅片进链式去磷硅玻璃设备,去除硅片正面的磷硅玻璃以及背面、四周的SiON:H膜,使用氢氟酸药液浓度为15%,酸洗时间为180s,反应温度为90℃,硅片并经过后续的水洗以及烘干,硅片背面反射率在60%。

6)去磷硅玻璃后采用低压管式PECVD设备使用黑硅绒面面镀减反射薄膜,硅片背面不镀减反射薄膜。

7)完成正面镀好减反射膜硅片,正面使用常规浆料、网版印刷正电极,背面使用改良、加强附着力、增强钝化浆料印刷背电极。

其中增强钝化浆料组分包括:铝粉69.4wt%,无铅玻璃粉0.5wt%,有机载体(醇酸树脂)25wt%,溶剂(丁基卡必醇醋酸酯)5wt%,助剂(邻苯二甲酸酯)0.1wt%。

其中,铝粉为球形,纯度大于99.8%,粒径为0.5-2.0μm,其中0.5-1.0μm粒径的铝粉占总重量的15%,1.0-1.5μm粒径的铝粉占总重量的60%,1.5-2.0μm粒径的铝粉占总重量的25%。

无铅玻璃粉的组成:氧化铋40wt%,氧化硼10wt%,氧化硅15wt%,氧化锌20wt%,氧化钙10wt%,氧化锡5wt%;其中,无铅玻璃粉的中值粒径<2μm,最大粒径<5μm,软化温度为450-600℃。

8)高温烧结形成良好的欧姆接触,并测试电池片的转换效率。

对比例1

采用背景技术中所述的常规湿法黑硅工艺处理多晶金刚线硅片,制作成黑硅电池片。

对比例2(SiON:H膜厚度为20nm)

1)金刚线多晶硅片使用链式有机碱清洗设备,使用药液为四甲基氢氧化铵与纯水体积比为1∶5,清洗时间为300s,并经过后续的水槽、烘干槽完成预清洗工艺。

2)硅片插进石墨舟载具采用管式镀膜设备,硅片背面镀SiON:H膜,膜厚为20nm,折射率为2.08。使用硅烷流量为900sccm、氨气流量为3000sccm、笑气流量为3000sccm沉积压力为1500mTorr,沉积硅片背面SiON:H膜总时间为25min。

3)镀有SiON:H膜硅片进链式湿法黑硅设备,硅片正面与反面同时受到药液腐蚀。硅片正面与药液反应制作黑硅绒面,绒面大小为800nm,反射率为19%。硅片背面SiON:H膜也与药液反应,由于背面SiON:H膜厚度过薄为20nm,导致SiON:H膜过早去除,裸露的硅继续与药液反应,生成沟渠状的绒面,绒面大小为3um,反射率为23%。

4)制作绒面完成后进行正常扩散,方阻控制在100R□。

5)扩散完成后硅片进链式去磷硅玻璃设备,去除硅片正面的磷硅玻璃以及背面、四周的SiON:H膜,使用氢氟酸药液浓度为15%,酸洗时间为180s,反应温度为90℃,硅片并经过后续的水洗以及烘干,硅片背面反射率在60%。

6)去磷硅玻璃后采用低压管式PECVD设备使用黑硅绒面面镀减反射薄膜,硅片背面不镀减反射薄膜。

7)完成正面镀好减反射膜硅片,正面使用常规浆料、网版印刷正电极,背面使用改良、加强附着力、增强钝化浆料印刷背电极。

其中增强钝化浆料组分包括:铝粉68wt%,无铅玻璃粉2wt%,有机载体(乙基纤维素)17wt%,溶剂(松油醇)12wt%,助剂(邻苯二甲酸酯)1.0wt%。

其中,铝粉为球形,纯度大于99.8%,粒径为0.5-2.0μm,其中0.5-1.0μm粒径的铝粉占总重量的17%,1.0-1.5μm粒径的铝粉占总重量的50%,1.5-2.0μm粒径的铝粉占总重量的33%。

无铅玻璃粉的组成:氧化铋25wt%,氧化硼17wt%,氧化硅25wt%,氧化锌15wt%,氧化钙10wt%,氧化锡8wt%;其中,无铅玻璃粉的中值粒径<2μm,最大粒径<5μm,软化温度为450-600℃。

8)高温烧结形成良好的欧姆接触,并测试电池片的转换效率。

技术指标:

分别测试1~3实施例与对比例1-2多晶黑硅电池片电性能数据;所述电性能测试数据如下表:

类别Uoc(V)Isc(A)Rs(Ω)Rsh(Ω)FF(%)Eta(%)IRev2(A)Count对比例10.6389.2210.0016316979.8719.2010.1284000对比例20.6399.2320.0016365080.0519.2910.1034000实施例10.6419.2520.0015478480.1119.4150.084000实施例20.6429.2620.0014968780.2319.4950.094000实施例30.6429.2630.0015165280.2119.4920.094000

从上述表格中可以得出,采用本发明方法对多晶金刚线硅片进行制作黑硅电池片处理,转换效率(Eta)均比现有技术有所提高,最高提高了0.294%,最少也提高了0.214%(Eta的提升一般很难,上述幅度的提升在本领域中已属于显著的进步)。

其中,以下是现有链式湿法黑硅与本发明链式湿法黑硅工艺流程对比:

图片描述:

图1为原始金刚线显微镜图片,硅片表面有着非常浅的切割损伤层。

图2为对比例1湿法黑硅背面绒面图片,原湿法黑硅以原始表面的切割损伤层为基础,在硅片背面制作出圆洞状黑硅绒面。

图3为实施例1湿法黑硅背面绒面图片,原硅片表面有着非常浅的切割损伤层经过有机碱清洗后绒面很平整,在后续的制绒以及刻蚀都得以很好的保留此平整的绒面结构。

图4为金刚线硅片制作成传统湿法黑硅硅片表面结构简图:其中,硅片经过有机碱粗抛后绒面1在制绒后正反面均形成黑硅硅片表面绒面结构3,硅片内部2不变。

图5为金刚线硅片制作成高效湿法黑硅硅片表面结构简图:其中,硅片经过有机碱粗抛后绒面1在制绒后只在正面形成黑硅硅片表面绒面结构3,硅片内部2不变。

本发明实施例1黑硅绒面与对比例1湿法黑硅背面绒面对比,优点在于:1.对比例1容易有残留物滞留,在后续的工序中容易与硅片以及硅片表面的薄膜产生反应产生外观不良的电池片;2.对比例1容易有残留物滞留,产生复合中心,从而导致效率偏低;3.对比例1的背面铝浆则不容易很好有效填充绒面,导致有空洞,从而导致增大串阻,影响效率;4.本发明背面非常平坦的绒面结构,背面印上铝浆,形成镜面效应,容易使即将穿透硅片的长波段的光再次反射回硅片吸收。

本发明中所用原料、设备,若无特别说明,均为本领域的常用原料、设备;本发明中所用方法,若无特别说明,均为本领域的常规方法。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换,均仍属于本发明技术方案的保护范围。

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