[发明专利]适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法

说明书

本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法。本发明，依次包括以下步骤：太阳能电池基体制备、氮化钛印刷、钝化层生长和丝网印刷及烧结。本发明采用氮化钛浆料、铜浆双层印刷的方法，氮化钛熔点高，化学稳定性好，高温下不与金属反应，并具有较好的导电性，故利用氮化钛阻挡铜浆印刷后进入硅中，解决了铜浆在硅中容易扩散并会形成深能级缺陷的问题，使得太阳能电池中的细栅也可用铜替代，进一步节约了银用量，并且，本发明所使用的氮化钛材料具有较好的导电性，且功函数可调，可与太阳电池的磷扩散发射结或掺磷多晶硅薄膜形成好的欧姆接触。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法。

背景技术

目前，无论是传统的全铝背场电池，还是新一代主流的PERC电池，正面均使用银浆来实现金属化。银具备导电性好、功函数低、可焊性好、不易在硅中形成深能级缺陷等优点。但由于其在地壳中含量低，价格比较高。而且银浆往往要通过其中的玻璃料腐蚀一部分硅来形成欧姆接触，因此对扩散的结深要求比较深，如果用于接触钝化电池，则要求多晶硅薄膜比较厚，由于铜的导电率与银相当，现有技术中也曾尝试利用铜浆替代银浆以降低成本，但由于铜浆在硅中容易扩散并会形成深能级缺陷，故在应用上一直存在技术障碍。

例如，中国发明专利公开了一种太阳能电池的金属化方法和电池及其组件、系统[申请号：201610184767.3]，该发明专利包括以下步骤：1、印刷制备太阳能电池基体背表面的电极，在太阳能电池基体的前表面使用银浆或掺铝银浆印刷主栅和分段副栅，然后进行烧结；2、将烧结后的太阳能电池基体置于印刷机中，在所述分段副栅和主栅上印刷热敏导电层；3、使用张拉装置在热敏导电层上铺设镀有热敏导电材料的导电线，将张拉好导电线的太阳能电池基体进行加热，使得镀有热敏导电材料的导电线、热敏导电层、分段副栅和主栅四者形成欧姆接触；4、切除边缘多余的导电线，得到太阳能电池。

上述发明专利在银浆上铺设导线，利用铜线代替了部分银浆，节约了银用量，但其副栅仍由银浆制得，银用量还有进一步节约的空间。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，包括以下步骤：

步骤一：太阳能电池基体制备，取单晶硅片作为衬底，制得太阳能电池基体；

步骤二：氮化钛印刷，在步骤一中制得的太阳能电池基体正面金属栅线区域印上氮化钛浆料，然后依次进行烘干和退火以形成致密的氮化钛薄膜；

步骤三：钝化层生长，在电池的背面沉积一层氧化铝薄膜，厚度为5-25nm，然后分别沉积背面和正面的氮化硅薄膜，背面氮化硅薄膜的厚度为100-120nm，正面氮化硅薄膜的厚度为70-90nm；

步骤四：丝网印刷及烧结，按照网版图形进行丝网印刷和烧结，背面印刷银电极和铝背场，正面主栅印刷银浆，正面细栅印刷铜浆，正面细栅宽度小于50μm，高度大于5μm，烧结峰值温度为740-780℃左右，时间为30-50s，制得太阳能电池。

在上述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法中，所述步骤三和步骤四之间还具有激光开模步骤，激光开模步骤利用激光打开步骤三中沉积在电池背面的氮化硅薄膜。

在上述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法中，所述步骤二中利用链式无氧气氛炉进行烘干和退火，链式无氧气氛炉中的氧含量小于10ppm。

在上述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法中，所述步骤三中利用ALD或PECVD设备实现氧化铝薄膜的沉积。