[发明专利]一种激光烧结制备晶体硅电池背电极的方法

说明书

技术领域

本发明属于晶体硅太阳能电池制造领域，尤其适用于一种激光烧结制备晶体硅电池背电极的方法。

背景技术

晶体硅太阳能电池是目前太阳能电池产业化的主流产品，其中丝网印刷然后烧结是其制备背电极的典型工艺。这道工艺对丝印设备要求较高，目前为止，国内太阳能电池生产厂家所选用的设备绝大多数都为国外设备。即使这样，这道工序仍然是破片率最高的一道工序，对于太阳能电池的成品率极为关键。

丝印中使用的铝浆或者银铝浆料随着晶体硅生产的扩大也变得非常紧俏，导致生产成本较高。同时，丝印时电极的厚度远远大于做为背电极所需的厚度，对于材料来说也是一种浪费。

为了解决上述问题，以实现高效快速同时又能节约材料，降低成本的目的，本方案采用一种免接触式制备晶体硅电池背电极，采用真空镀膜及激光烧结的方式实现晶体硅电池背电极的制备，从而简化了工艺流程，节省了电极材料，同时也降低了破片率，是一种革新性的制备晶体硅电池背电极的方法。

发明内容

发明目的：本发明采用全新的制备晶体硅太阳能电池背电极的方法以代替常规的丝网印刷后烧结的晶体硅背电极制法，以实现避开高精度设备，节省材料、提高成品率及提高生产效率的目的。

技术方案：本方案主要包括镀铝膜及激光烧结工序，其中所述镀铝膜采用真空镀膜方法，用以形成与晶体硅表面附着力良好的铝电极；所述激光烧结为在真空条件下，用激光对附着铝电极的晶硅面进行烧结，以形成背表面电场；所述晶体硅在激光烧结时具有本底温度，以加快烧结过程；

其中所述真空镀膜可以为蒸发镀膜和溅射镀膜两种方式。

做为其中一个优选方案，当真空镀膜采用溅射镀膜时，其膜厚控制在0.5-1.0μ之间。

做为其中另一个优选方案，当真空镀膜采用蒸发镀膜时，其膜厚控制在1.0-2.0μ之间。

其中激光器可以选为连续式固体激光器或者脉冲激光器，固体连续式激光器为其优选方案。

其中一个优选方案为激光烧结的本底真空度范围为10-10^-3pa。

其中一个优选方案为在激光烧结时，硅片本底温度为0-500℃。

其中一个优选方案为激光烧结温度在800-1000℃之间。

有益成果：本设计方案采用真空镀膜的方式实现在晶体硅背表面均匀分布铝电极材料，而不是采用丝网印刷的方式，这样避免了由于丝印的压力所造成的在本道工艺中的破片和由于丝印产生的暗裂从而在随后的各道工序中产生的破片，从而极大地提高了成品率。同时，也降低了对设备的要求，太阳能电池生产中所用的丝印机精度要求极高，国内基本没有制造能力，绝大部分依赖进口，从而导致生产成本较高。而真空镀膜设备在应用于本道工艺时，其精度要求相当低，国内的设备可以很轻易满足其生产要求。同时，丝印所需要的浆料品质要求也很高，而市面上有生产能力的厂家并不多，其价格也很高，而丝印时其电极厚度约在15μ左右，相比起做为背电极的功能必须厚度来说，大约浪费了九到十倍，采用了新工艺，不必购买昂贵的浆料，只需要普通的铝靶材料或者铝丝即可，同时，也在绝对数量上节约了大量的电极材料。

由于真空镀膜的附着力比较好，远远高于丝印上的浆料，其纯净度也高于丝印电极，故其烧结过程可以大大简化，不需要对浆料进行烘干，也不必如常规烧结采用复杂的温度曲线和对整体基片进行长时间的高温加热。在对晶体硅进行有限度的本底加热的情况下，运用激光进行表面加热，在短时间内即可产生结构完美的背电场。避免了高温整体加热可能引入硅片内部的杂质影响其转换效率或者破坏其平整度，同时也降低了对设备的要求，增加了生产效率。

具体实施方式：

所述方案主要包括镀铝膜及激光烧结工序，其中所述镀铝膜采用真空镀膜方法，用以形成与晶体硅表面附着力良好的铝电极；所述激光烧结为在真空条件下，用激光对附着铝电极的晶硅面进行烧结，以形成背表面电场；所述晶体硅在激光烧结时具有本底温度，以加快烧结过程。

下面将以具体实施例来解说工艺过程，以更清楚地阐述本技术方案。

实施例一：