[发明专利]一种制造高效率多晶电池的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及光伏电池的制造工艺，具体涉及一种制造高效率多晶电池的工艺。

背景技术

光伏行业正处于一个行业发展上升期，技术创新经过近几年的突飞猛进，已渐近瓶颈的阶段，而电池技术的发展对整个光伏行业又至关重要。传统的多晶电池生产工艺如图1所示，分六个步骤，依次为：（1）硅片表面制绒；（2）扩散；（3）刻蚀；（4）氮化硅薄膜沉积（PECVD）；（5）印刷烧结；（6）包装。其中，硅片表面制绒步骤指的是按照传统多晶湿法制绒方式制绒，即使用硝酸、氢氟酸混合溶液，在6~10℃的温度下制绒，形成表面具有陷光结构的绒面；扩散步骤指的是将制绒后的硅片放在扩散炉中，使硅片内部形成PN结；刻蚀步骤指的是通过化学腐蚀法，去除电池边缘的PN结；氮化硅薄膜沉积步骤指的是使用利用PECVD技术，在电池片正面沉积一层氮化硅薄膜；印刷烧结步骤指的是使用丝网印刷技术，印刷电池片的正负电极及铝背场，实现铝背场与电池片基体的连通，再通过烘干、烧结，达到背面接触的效果。

目前，行业内对于晶硅高效电池工艺正进行努力探索，不断挖掘。目前已经存在产业化的应用于多晶电池工艺的RIE（反应离子制绒）技术（如晶澳公司的Riecium产品），也存在应用于单晶电池工艺的PERC（钝化发射极背面接触）技术（如晶澳公司的Percium产品）；此外，美国1366TECHnologies公司亦宣称其已经研发出多晶PERC产品。这几种新技术虽然使得整个晶硅电池效率得到大幅度提升，但对于多晶电池，多晶RIE产品或是多晶PERC产品，要做到产业化电池效率19.5%以上甚至20%，都是比较困难的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制造高效率多晶电池的工艺，应用该工艺制成的多晶电池片的光电转换效率能够得到提高。

一种制造高效率多晶电池的工艺，依次包括硅片表面制绒、扩散、刻蚀、氮化硅薄膜沉积、印刷烧结步骤，其特征在于：在所述的硅片表面制绒步骤与扩散步骤之间增加反应离子刻蚀制绒步骤，在所述的刻蚀步骤和氮化硅薄膜沉积步骤之间增加镀Al₂O₃膜步骤，在所述的硅片背面沉积Al₂O₃膜；在所述的氮化硅薄膜沉积和所述的印刷烧结步骤之间增加开槽步骤，在所述的Al₂O₃膜上开槽。

新增的反应离子刻蚀制绒步骤能使硅片正面形成具有进一步陷光功能的纳米级微观结构，降低多晶电池片正面的光反射率，提高光转化效率；在电池片背面加镀Al₂O₃膜，不仅能增加电池片背面的光反射率，从而提高光转化效率，且Al₂O₃膜对硅片的钝化效果好，能使电池片的电流、电压均有增加，从而整体提升多晶电池片效率。由于铝背场难以烧穿氧化铝层到达硅体，因此必须在印刷烧结前先在氧化铝层上开槽，以便于在印刷烧结步骤中容易地达到铝背场与硅片基体的连通。

具体而言，所述的开槽步骤为：利用激光技术，在所述的Al₂O₃膜上开深度为1~5μm的槽。这样的深度既能够满足铝背场与硅片基体的良好接触，又不会对电池片的机械性能造成较大破坏。除了使用激光技术外，也可以使用现有技术中其它常规使用的开槽方法进行开槽。

具体而言，所述的反应离子刻蚀制绒步骤为：使用O₂、SF₆反应离子，对硅片表面进行轰击刻蚀。此外，也可以使用现有技术中其它的常规使用的反应离子体系，进行本步骤的刻蚀制绒，例如SF₆和Cl₂反应离子，或SF₆和Cl₂和O₂反应离子。然而，由于Cl₂属于剧毒气体，故优选使用O₂/SF₆作为反应离子。

具体而言，所述的镀Al₂O₃膜步骤为：通过ALD（单原子层沉积）技术，在硅片背面沉积Al₂O₃膜，膜的厚度为2~20nm。

除了ALD技术外，还可以使用本领域已知的其它方法，如物理气相沉积法、化学液相淀积法、脉冲溅射沉积法等进行镀Al₂O₃膜。然而，与其它镀膜方式相比，ALD技术具有以下几个重要优势：