[发明专利]采用激光快速加热法制备单晶硅太阳能电池片背面钝化层的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及单晶硅太阳能电池片的制备工艺，尤其是一种单晶硅电池片背面钝化层制作工艺，具体地说是一种采用激光快速加热法制备单晶硅太阳能电池片背面钝化层的工艺。

背景技术

表面钝化是提高单晶硅太阳能电池转换效率常用的方法，其目的是要提高少数载流子的表面寿命；由于电池片的厚度越来越小，表面寿命对数少载流子的寿命起着决定性的作用，表面钝化已成为现代单晶硅电池片生产过程中不可或缺的工序；表面钝化可以分为前表面钝化和背面钝化。

表面钝化的作用原理有两种：一是通过涂层中的原子来饱和电池片表面的悬挂间，该原理的典型实现方法实在硅片表面形成二氧化硅层；另一个是在电池片的表面形成P+层，该层与电池片基体形成一个发射极来阻止少数载流子向电池片表面漂移，从而延长少数载流子寿命，该方法的典型实现方法是形成铝背场。

在单晶硅太阳能电池片的生产过程中，要尽量缩短高温过程的时间，以减少对电池片基体的损伤，而传统的工艺无论是采用氧化钝化还是采用铝背场钝化，都要经过较长的高温过程，如专利号为CN101425549A的专利中提到的钝化层制备方法，电池片需要在840~900℃的高温下保持将近半个小时。

另外，当前采用的铝背场钝化工艺会在电池片的背面形成一层金属铝，由于铝与硅的热膨胀系数相差较大，在冷却后会造成电工池片翘曲，给电池片封装造成很大的麻烦；这种现象随着电池片厚度的减小变得越来越明显。

发明内容

本发明的目的是针对当前铝背场工艺制作过程中要经过长时间的高温过程且制作完成后的电池片翘曲严重的问题，提供一种使用激光加热制备铝背场的方法。

本发明的技术方案是：

一种采用激光快速加热法制备单晶硅太阳能电池片背面钝化层的工艺，它包括以下步骤：

（a）、在使用等离子体增强化学气相沉积法PECVD在电池片的受光面生长阻挡层之后，在电池片背光面上印刷一层铝浆；

（b）、将印刷有铝浆的电池片进行烘烤，去除铝浆中溶剂；

（c）、用激光照射加热，使铝浆层快速熔化并扩散至电池片基体中，形成P+层。

本发明中，在电池片背光面上印刷的铝浆层的厚度为0.5~2mm。

本发明中，将印刷有铝浆层的电池片放入烘烤炉中进行烘烤，烘烤时间为5~10分钟，烘烤温度为在180~220℃。

本发明中，用激光照射加热铝浆，使其温度在20~40秒内升至1100~1200℃，并在该温度下保持50~80秒，使铝原子扩散至电池片基体中。

本发明的有益效果：

本发明利用激光快速加热，大大缩短了电池片的高温过程；本专利的工艺优点还在于，印刷的铝浆量很少，在激光的作用下全扩散至电池片基体之中，不会出现传统的铝背场烧结后电池片翘曲的现象。

本发明的工艺过程中，虽然印刷的铝量很少，但由于在激光的作用下铝都扩散至电池片基体中，掺杂的浓度反而较传统的铝背场更高，因此该钝化层与硅片基体形成的发射极也比传统的铝背场效果好；采用本专利工艺后，电池片的工业化生产平均转换效率达到18.7%以上。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

本专利的工艺步骤为：

（a）在PECVD完成后的电池片背光面上印刷一层铝浆, 铝浆的厚度为0.5~2mm；

（b）在180~220℃下烘烤5~10分钟，去除铝浆中的溶剂和辅助材料；烘烤的温度为180~220℃，烘烤时间为5~10分钟；

（c）用激光照射加热铝浆，使其温度在20~40秒内升至1100~1200℃，并在该温度下保持50~80秒，使铝原子扩散至电池片基体中使铝快速熔化并扩散至电池片基体中，形成P+层。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。