[发明专利]一种实现太阳能电池转换效率最大化的激光开槽制作方法

说明书

本发明公开了一种实现太阳能电池转换效率最大化的激光开槽制作方法，涉及钝化发射极和背面电池(PERC)领域，其特征在于，包括以下步骤：1)将硅片进行清洗和制绒，并进行POCl₃扩散；2)将所述硅片进行背面抛光、去除PN结，然后经过热氧化处理，沉积Al₂O₃薄膜，并在所述硅片的正面和背面沉积SiN_x:H减反射膜，形成第一样片；3)在所述第一样片的背面进行激光开槽，形成第二样片；4)采用丝网印刷为所述第二样片印刷背面铝浆、正面银电极和背面银电极，最终经过烧结制成太阳能电池。本发明改善了太阳能电池背面的钝化效果和背面电流的收集能力，实现了复合损失与填充因子提升的平衡，大幅度提升了太阳能电池的光电性能。

技术领域

本发明涉及钝化发射极和背面电池(PERC)领域，尤其涉及一种实现太阳能电池转换效率最大化的激光开槽制作方法。

背景技术

由于背钝化电池背表面的氧化铝/氮化硅(Al₂O₃/SiN_x)叠层为绝缘层，所以在丝网印刷前需要通过激光开槽使硅基体露出，从而使丝网印刷后的铝浆与硅片接触形成电极通路，即采用全钝化、局部背表面场来替代常规的全铝背场。激光开槽的制作方法在一定程度上决定了电池的光电性能，尤其对绝缘保护层的钝化效果有着重要影响。

工业上通常利用激光切割机在太阳能电池背面制作水平线段型的开槽图案。在实际应用中，开槽比会直接影响电池背面的复合速率和串联电阻R_S的高低。R_S主要受横向传输电阻和接触电阻的影响，若开槽比增大，横向传输电阻会减小，R_S亦随之减小。随着R_S的降低，填充因子FF得以提高。不过，开槽比越大意味着非开槽区域(钝化区域)越少，导致开路电压V_OC明显降低。因此，需要实现填充因子提高与背面复合损失之间的平衡才能实现电池转换效率的最大化。也就是说，最佳的激光开槽制作方法不仅要使绝缘保护层起到高质量的背钝化效果，还应该降低电池的横向传输电阻，开槽比过高或过低都不可取。若开槽比过高，钝化区域的损失和背电极对光子的吸收会导致V_OC和短路电流I_SC降低；反之，若开槽比过小，横向传输电阻增加和铝硅接触性能恶化会导致FF下降。

采用现有公开技术中的激光开槽水平线段型图案制备的PERC太阳能电池具有较高的FF和良好的铝硅接触性能，但也存在背面复合损失严重引起V_OC降低的问题，无法实现太阳能电池转换效率最大化，如何发明一种实现太阳能电池转换效率最大化的激光开槽制作方法是目前本技术领域人员亟待解决的问题。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种实现太阳能电池转换效率最大化的激光开槽制作方法，在水平线段型图案的基础上优化开槽比，确保效率稳定，在不严重损害FF和铝硅接触性能的前提下，提高绝缘保护层的钝化效果，减少背表面的复合速度，同时提高电池背面电流的收集能力，实现电阻损耗与复合损失的平衡，顺应目前高效电池高V_OC的发展趋势。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是开发一种实现太阳能电池转换效率最大化的激光开槽制作方法，解决现有技术存在的电池背面复合损失与填充因子提升难以兼顾的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种实现太阳能电池转换效率最大化的激光开槽制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将硅片进行清洗和制绒，并进行POCl₃扩散；

2)将所述硅片进行背面抛光、去除PN结，然后经过热氧化处理，沉积Al₂O₃薄膜，并在所述硅片的正面和背面沉积SiN_x:H减反射膜，形成第一样片；

3)在所述第一样片的背面进行激光开槽，形成第二样片；