[发明专利]一种新的晶硅太阳能电池前栅线电极开槽方法以及该太阳能电池的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的晶硅太阳能电池前栅线电极开槽方法及该太阳能电池的制造方法，特别是一种高转换效率的晶体硅太阳能电池及其制造方法。太阳能技术领域。

背景技术

1839年，法国科学家贝克雷尔(Becquerel)就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。即 “光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。经过半个多世纪技术改进，晶硅太阳电池依然是太阳能发电80-90%的市场。但是提高晶硅太阳能电池的转换效率，减低成本一直是晶硅太阳能电池的主要方向。而晶硅太阳能电池的电极技术是其中的关键。

现有的晶硅太阳能电池的电极结构采用丝网印刷银浆制备前栅电极，然后进行快速烧结，银浆里部分有机物与氮化硅减反射层反应形成对硅的接触。但是丝网印刷技术存在以下缺陷：1、烧结后的银栅线电极和硅之间存在一层不导电的玻璃体，接触电阻很大；2、银浆中有机物在烧结过程中蒸发，使得银电极疏松多孔，银电极的体电阻大；3、丝网印刷的栅线一般大于80μm，而且很难减少线宽，且一次印刷只能产生小于25μm 的线高，虽然可以多次印刷增高，但又会造成栅线进一步加宽，因此高宽比小，较宽的线宽降低了太阳能电池有效的工作面积，因此阴影损耗大；4、银材料本身的价格昂贵。

铜电镀前栅电极技术在减反射层上进行开槽，然后沉积缓冲层材料，烧结再镀Cu和Sn。铜电镀前栅电极中开槽工艺非常关键，目前一般采用三种方式开槽：（1）利用光刻，比如英利公司专利号为[201310260260.8]的 IBC太阳能电池的制作方法及IBC太阳能电池 和NXP股份有限公司 的专利号为[200680032449.X ]的 光刻技术方法中提到的光刻技术，该技术存在一定缺陷；（2）激光开槽，比如中国科学院宁波材料技术与工程研究所的专利号为[201110077235.7] 的一种晶体硅太阳能电池正面电极的制作方法的激光开槽技术，该技术也存在缺陷；（3）印刷或者打印银浆然后烧结进行开槽。利用光刻开槽，需要利用要采用光刻、化学定向腐蚀或机械刻蚀开槽以便为电镀、化学镀或光诱导电镀提供掩膜板，虽然解决了丝网印刷存在的接触电阻大、体电阻大、阴影损失大的缺点，但工艺过于复杂、生产成本过高、设备生产效率低等问题，并未在工业中得到大规模应用。

总之，现有太阳能电池生产工艺均难以克服接触电阻大，体电阻大，阴影损耗大成本高、生产工艺复杂等缺点，电极金属与电池基体仅依靠后期高温烧结形成绝缘玻璃体维持接触状态，在振动或长时间暴露在阳光下由于晶格不匹配容易造成金属栅线起层而接触不良，影响光生电子的捕获，影响太阳能电池的转化效率。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种生产工艺简单、便于与现代生产工艺相结合的前栅线电极开槽方法。

本发明的另一目的在于提供一种光电转换效率高、制作成本低、接触电阻及体电阻低、前栅电极阴影损失小、前栅线电极金属化光电转化效率高的晶体硅太阳能电池的制造方法。

本发明第一目的新的晶硅太阳能电池前栅线电极开槽方法是这样实现的：包括晶体硅P-N 结、P 区背电极，所述的P区背电极与晶体硅P-N 结电性连接，其特征在于具体实现步骤为：

（1）在晶体硅P-N 结之N区表面丝网印刷前栅线电极模型；

（2）气相沉积氮化硅减反射层；

（3）超声除去前栅线电极模型上面的氮化硅并腐蚀除去前栅线电极模型，形成在氮化硅表面的开槽。

所述的太阳能电池为单晶硅或多晶硅电池。

    一种晶体硅太阳能电池的制造方法，其特征在于：该晶体硅太阳能电池结构包括：晶体硅P-N结衬底；位于晶体硅P-N结衬底P区表面的背电极，所述背电极与晶体硅P-N结衬底P区欧姆接触；位于晶体硅P-N结衬底N区表面的前栅电极，所述前栅电极由电化学沉积金属而成且与晶体硅P-N结衬底N区欧姆接触；位于晶体硅P-N结衬底N区表面的SiO₂层；位于SiO₂层上的减反射层，

具体制造步骤如下：

（1）.将原料硅片清洗制绒步骤；

（2）.扩散制备P-N结步骤；

（3）.去磷硅玻璃和边缘结刻蚀步骤；

（4）.制备背电极步骤；

    （5）.在晶体硅P-N 结之N 区表面丝网印刷前栅线电极模型；

    （6）.在N区气相沉积氮化硅减反射层；