[发明专利]高效太阳能电池的金属化制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，尤其是一种高效太阳能电池的金属化制造方法。 

背景技术

目前市场上高效电池技术的应用无一例外都造成了成本上的增加，使得技术的推广滞后，其中多晶太阳能电池有代表性的是MWT电池，主要是在于组件端的制作成本的增加，另一方面，来自于原料和辅料厂家的材料性能提升使得优势差异越来越不明显。有代表性的为： 

1）以杜邦，贺利氏为代表的银浆公司推出了适合90ohm甚至更高方阻的正面银浆，使得选择性发射极电池的优势受到影响；

2）近年来日本瑞士的网纱公司针对太阳能网印专门开发了400目18线径，290目20线经，325目16线经等各种规格的网纱，使得细线条的印刷成为可能，现在行业中电池正电极栅线已经可以做到60um的栅线宽度，LDSE电池的电镀细栅线的优势受到了影响，MWT的电池的效率优势同样有影响。

无论上述哪种高效电池其实都面临着一个问题，就是封装损失收益的问题。因为主要改善的是短波段的光谱响应，而这个响应在组件端的表现优势并不明显，使得推广难度很大。 

为了改善这个问题，光伏电池在最近的一年内对电池背表面的钝化研究和技术推广的速度加快了，众多知名设备制造公司开始推出ALD钝化设备和ALD-氮化硅钝化设备，另外对于氮化硅-氮化硅和SI02-氮化硅的钝化膜技术研发及生产应用在很多电池制作公司中开始应用和使用。但是由于P型晶硅电池基材本身固有的拉棒铸锭技术无法彻底消除的磞氧复合体的存在，其导致LID高衰减问题也随之而来。 

现阶段，美国和欧洲光伏双反，以及各国政府相继降低光伏补贴，中国光伏电池企业对低成本高效电池技术的迫切需求。 

以往电池效率提升过度依赖于浆料技术，但是现在配合高方阻浆料技术发展面临技术瓶颈。 

如杜邦18A银浆对比17F在效率提升上效果不太明显。 

正面银浆的成本占到电池片非硅成本的至少40%。通过新技术降低正面金属化成本，是降低非硅成本的有效手段和关键。为了降低太阳能电池的应用成本，并推动产业革命，必须要寻找一种低成本、高性能，并可综合各种技术特点，适合规模化生产的高效太阳能电池的表面金属化制造的新技术。 

太阳能电池表面的金属均采用银金属，从而金属成本高，银电极的成本达到电池片总体非硅成本的40%；另外，以现有的丝网印刷技术，不能在电池表面印刷很细且高宽度均匀的栅线（电极），从而导致电池串联电阻偏大，电池表面钝化效果差。 

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种高效太阳能电池的金属化制造方法，从而大幅度降低太阳能电池制造成本，并能够提升太阳能电池效率，工艺成熟简单，适用于产业化应用的高效太阳能电池的金属化制造方法。 

本发明所采用的技术方案如下： 

一种高效太阳能电池的金属化制造方法，包括如下步骤：

第一步：对硅片进行抛光和清洗后，进行化学蚀刻和表面制绒；

第二步：在电池正反面同时进行磷掺杂，形成和制造出PN结；

第三步：去除表面的磷硅玻璃；

第四步：用管式扩散炉进行热氧化，加工形成钝化减反膜；

第五步：用PECVD经加工形成表面掩膜，然后用丝网印刷在掩膜层上蚀刻正电极图形，并刷上一次薄银浆；

第六步：丝网印刷铝背场和背电极，然后进行背部烧结，使银硅金属材料合金化，即烧结银；

第七步：在正面烧结银的表面使用替代金属化材料以增加栅线厚度，所使用替代金属为：电沉积银或者电沉积镍+铜+锡；

第八步：对电池片进行退火，已消除应力；

第九步：完成电池片的功率测试，导电性测试，强度测试后，对完成电池片分选和包装。

作为上述技术方案的进一步改进： 

第一步中，清洗采用化学喷淋清洗，并利用HF、HCL及添加剂合成的混酸对进行硅片清洗，清洗温度为25℃±5℃，清洗时间为：1 min-2min。

第四步中，表面减反膜是二氧化硅，其厚度为45μm±10μm。 

第五步中，表面掩膜是氮化硅，其厚度为45μm±10μm。 

第五步中，丝网印刷电池的银浆厚度为8μm±2μm。 

第七步中，金属化电极处理的厚度为10μm±2μm；电池片电极总厚度为20μm±2μm。 

本发明的有益效果如下：