一种高效率太阳能电池的制备方法   0    0

本发明公开了一种高效率太阳能电池的制备方法，该高效率太阳能电池的制备方法包括以下步骤：清洗制绒；三氯氧磷液态源扩散；干法刻蚀；去除PSG，清洗液配制；减反射膜制备-PECVD；丝网印刷，背电极印刷，1号烘箱，背电场印刷，2号烘箱，正电极印刷，烧结，测试分选；组件，电池片分选、单片焊接、串联焊接、叠层、层压、装框、清洗、电性能测试、包装入库。本发明通过POCl3液态源扩散方法具有生产效率较高，得到PN结均匀、平整和扩散层表面良好。本发明的工艺成品率较高，产生的缺陷和位错较少，形成的欧姆接触，接触电阻小，具有优良的导电性，纯度适当，化学稳定性好。

1.一种高效率太阳能电池的制备方法，其特征在于，该高效率太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
步骤一，清洗制绒，首先领料，然后保持片盒干净，片盒底垫上海绵进行插片，将已插好硅片的片盒整齐、有序的装入包塑的不锈钢花篮中，片盒之间有相应的间隔；硅片插完后，取掉片盒底部的海绵，扣好压条；分别加入异丙醇、添加剂、HF 酸、HCl 进行脱水、去金属离子，最后配槽，制绒清洗，甩干；
步骤二，三氯氧磷液态源扩散：清洗、饱和、升温、装片、进炉、稳定、通氧气、通源、吹氮、出炉、卸片、检验；
步骤三，干法刻蚀，首先，母体分子CF4 在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种中性基团或离子， 以及离子，活性粒子由于扩散或者在电场作用下到达表面，并在表面上掺入O2 发生化学反应；
步骤四，去除PSG，清洗液配制，装片，开机，投片清洗，甩干；
步骤五，减反射膜制备-PECVD，石墨舟及硅片准备，管内充氮气，进舟，抽真空、压力测试，NH3 预清理和检查，管路抽真空、测漏、恒温，NH3 清理，镀膜，抽真空、压力测试，清管路、充氮气，退舟；
步骤六，丝网印刷，背电极印刷，1号烘箱，背电场印刷，2号烘箱，正电极印刷，烧结，测试分选；
步骤七，组件，电池片分选、单片焊接、串联焊接、叠层、层压、装框、清洗、电性能测试、包装入库；
制绒的化学方程式为：Si+2NaOH+H2O → Na2SiO3 +2H2 ↑，为各向异性反应，温度范围为75℃ ~90℃，制绒包括金字塔的成核及长大过程；
步骤二的具体方法为：
第一步，清洗，初次扩散前，扩散炉石英舟首先连接TCA 装置，当炉温升至设定温度，以设定流量通TCA 60 分钟清洗石英管，清洗结束后，将石英管连接扩散源瓶，待扩散；正常生产时，每周进行两次TCA 清洗，时间30 分钟；清洗开始时，先开O2，再开TCA ；清洗结束后，先关TCA，再关O2 ；
第二步，饱和：如果不连续生产，则每天正式生产前，须对石英管进行饱和，即正式的扩散工艺，把石英舟放入石英管，进行一次扩散，炉温升至设定温度时，以设定流量通小N2 和O2，使石英管饱和，20 分钟后，关闭小N2 和O2 ；初次扩散前或停产一段时间以后恢复生产时，需使石英管在950℃通源饱和1 小时以上；
第三步，打开大N2，调节气体流量到指定数，然后开始使炉子升温，升到880℃ ~900℃，装片整个扩散从升温到出炉一直通大N2 ；
第四步，戴好防护口罩和干净的塑料手套，将清洗甩干的硅片从传递窗口取出，放在洁净台上，用teflon 夹子依次将硅片从硅片盒中取出，双面扩散一个槽插入一片，单面扩散一个槽插入背靠背两片；
第五步，用舟叉将装满硅片的石英舟放在碳化硅臂浆上，保证平稳，由步进电机缓缓推入扩散炉，进炉的时间控制在5 分钟；
第六步，稳定炉管，使炉管内温度达到工艺设定值，管内气体趋于稳定；
第七步，通氧气：稳定时通入定量氧气，使硅片表面形成一层SiO2，使扩散速度更均匀，前氧适用于多晶工艺；
第八步，通源，待炉管温度均升到设定温度，通入小氮，携带磷源的少量氮气及氧气，设定气体流量及通入时间，通源是磷在硅片表面扩散的过程，小氮的气体压力小于3.5KG，控制在2KG 以下；
第九步，吹氮，通源指定时间后，关闭小氮，通入大氮，进行驱入，驱入是磷向硅片内部扩散，扩结深，同时降低表面浓度，驱入时通入定量氧气，可与管内残留的磷源充分反应，并可与管内的五氯化磷反应，避免腐蚀硅片表面；
第十步，出炉检验，驱入指定时间后，将碳化硅臂桨退出炉管，待石英舟冷却用石英舟叉抬下，从炉口到炉尾的顺序均匀抽取六片硅片进行方阻测试，检验合格后可卸片，不合格返工；
在步骤四的具体方法为：
第一步，清洗液配制，将各槽中破损硅片杂质清除，用去离子水将各槽壁冲洗干净，1 号槽中注入一半深度的去离子水，加入氢氟酸，再注入去离子水至溢流口下边缘，向2 号槽中注满去离子水；
第二步，装片，经等离子刻蚀过的硅片，经检验合格后插入承片盒，经过磷扩散处理的表面，面向承片盒的背面放置，严禁装反；每盒25 片，装入包塑不锈钢提篮；
第三步，开机，打开电源、压缩空气、氮气和去离子水， 设定1 槽时间1 分钟，2 槽时间6分钟；
第四步，投片清洗，将装满硅片的包塑不锈钢提篮推至0 号位，按下控制板上自动运行按钮，设备即开始自动运行；
第五步，甩干，打开离心干燥机的电源、压缩空气、氮气和去离子水，将装有硅片的承片盒放入离心干燥机，按照设备操作规程进行离心干燥；当硅片从1 号槽氢氟酸中提起时，观察表面是否脱水，如果脱水，则表明磷硅玻璃已去除干净；如果表面还沾有水珠，则表明磷硅玻璃未被去除干净；甩干后，抽取两片硅片，在灯光下目测：表面干燥，无水迹及其它污点；
在步骤五中，工艺气体为SiH4 和NH3 ，反应方程式为4NH3+3SiH4=Si3N4+12H2；
在步骤六中：
背电极印刷：为电池片提供物理上的正电极；
1 号烘箱：干燥硅片，保障下步印刷时已印刷的背电极免遭破坏；
背电场印刷：重新掺杂，去电池片背面PN 结，减少载流子，增大开压；
2 号烘箱：保障正电极印刷时背电场免遭破坏；
正电极印刷：搜集光生电流，提供电池片物理上的负电极；
烧结：干燥硅片上的浆料，燃尽浆料的有机组分，使浆料和硅片，形成良好的欧姆接触；
测试分选：根据电池片效率和短路电流进行分选，为组件车间更好地生产高效率电池组件；
银铝浆是由银粉，铝粉，无机添加物和有机载体组成；使用前搅拌45 分钟，搅拌均匀后使用；有良好的欧姆接触特性和焊接性能，附着性好；在印刷图形完好时，印刷头压力在范围内尽可能的小；
背面Al 浆电极印刷参数：丝网材质：不锈钢丝网；目数：320 目；丝直径： 23 ～
28μm ；丝网厚度：46μm ；膜厚：15μm ；膜和丝网总厚度：60 ～ 63μm ；
背电场印刷和相关参数：铝浆由铝粉，无机添加物和有机载体组成；使用前先搅拌15分钟，均匀后使用；会根据浆料的粘稠度、网版性能、背面场印刷量做出调整；
在步骤七中：
电池片分选：将不符合检验标准的电池片分选出，并将符合检验标准的电池片按一个组件72 片放置在周转盒内为下一道工序做准备；
单片焊接，将涂锡铜带焊接在电池片的主栅线上，采用了先预热再焊接，需用72 片
125*125mm 的电池片；
串联焊接：将12 片电池片正负极串焊在一起；
叠层：将电池串继续进行电路连接，用玻璃、EVA 胶膜、TPT 背板将电池片保护起来；
层压: 利用组件封装机将电池片和玻璃、EVA 胶膜、TPT 背板粘结融合在一起；
装框：用铝边框保护玻璃的四边，并用太阳能专用硅胶密封保证组件在恶劣的环境下没有异物和水分进入组件内部保证使用寿命；
清洗: 将组件表面上的硅胶和别的赃物用酒精清洗掉；
电性能测试：利用太阳能模拟测试仪测试出标准环境下组件的最大输出功率；
包装：将两块组件包装在一个纸箱里，一个托盘上放19 包纸箱。