專利名稱：雙面太陽(yáng)能電池的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池的制造方法，特別涉及雙面太陽(yáng)能電池的制造方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的太陽(yáng)能電池系統(tǒng)用具有固定角度和固定方向的底板，但是由于太陽(yáng)移動(dòng)，而太陽(yáng)能電池系統(tǒng)是固定的，所以太陽(yáng)光入射到太陽(yáng)能電池上的入射角度隨著太陽(yáng)移動(dòng)而改變，使太陽(yáng)能電池不能始終在最大的輸出電功率下工作。
當(dāng)前用作太陽(yáng)能電池起始材料的硅晶片的直徑是200mm(8英寸)，用直徑為200mm的硅晶片切割成正方形硅晶片，正方形硅晶片的面積分別是156mm×156mm、125mm×125mm、和103mm×103mm。硅晶片的厚度是250μm-300μm。但是希望用厚度為160μm-180μm的薄硅晶片作為太陽(yáng)能電池的起始材料。硅晶片背面絲網(wǎng)印刷的銀漿厚度是25μm-31μm。銀漿燒結(jié)后會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，由于應(yīng)力作用造成硅晶片破碎。所以必須減小太陽(yáng)能電池制造過(guò)程中硅晶片上產(chǎn)生的應(yīng)力。
為了提高太陽(yáng)能電池的輸出電壓，使太陽(yáng)能電池盡可能地在保持最大輸出電壓的狀態(tài)下工作，提出在太陽(yáng)能電池的背面也形成金屬層。但是太陽(yáng)能電池晶片背面形成金屬層會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)力作用會(huì)導(dǎo)致薄太陽(yáng)能電池晶片破碎。
如何改進(jìn)厚度為160μm-180μm的薄太陽(yáng)能電池晶片，降低太陽(yáng)能電池的制造成本，是該行業(yè)未來(lái)發(fā)展的方向。
為了克服上述的現(xiàn)有太陽(yáng)能電池系統(tǒng)中存在的缺點(diǎn)，提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提出一種雙面太陽(yáng)能電池的制造方法，本發(fā)明方法包括以下步驟
步驟1，檢測(cè)，用ADE機(jī)檢測(cè)作為制造太陽(yáng)能電池的起始材料的直徑為200mm的P-型硅晶片的電阻率和厚度；步驟2，預(yù)清洗P-型硅晶片，清洗的條件是清洗P-型硅晶片的溶液是H2SO4∶H2O2＝4∶1，清洗溫度是125℃清洗時(shí)間是10分鐘，然后用去離子水在室溫下漂洗10分鐘，最后干燥；步驟3，腐蝕P-型硅晶片，在P-型硅晶片的一邊上形成絨面結(jié)構(gòu)，另一邊保持光面結(jié)構(gòu)；步驟4，用化學(xué)溶液(RCA)清潔處理，清潔P-型硅晶片的溶液是H2SO4∶H2O2＝4∶1，清潔溫度是125℃，清潔時(shí)間是10分鐘；然后用去離子水在室溫度下漂洗10分鐘；然后用NH3(水溶液)∶H2O2∶H2O＝1∶1∶10的混合溶液在60℃的溫度下清潔10分鐘；然后用去離子水在室溫度下漂洗10分鐘；再用HCl(水溶液)∶H2O2∶H2O＝1∶1∶10的混合溶液在60℃的溫度下清潔10分鐘；最后用去離子水在室溫度下漂洗10分鐘，然后干燥；步驟5，其上有絨面結(jié)構(gòu)的P-型硅晶片進(jìn)行N+型雜質(zhì)擴(kuò)散(例如，磷(P)擴(kuò)散)，形成N-阱，所形成的N-阱與P-型硅晶片襯底的界面處形成PN結(jié)；步驟6，硅晶片上用等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相淀積(PECVD)方法淀積氮化硅(SiN)膜；步驟7，硅晶片正面上絲網(wǎng)印刷銀漿料，硅晶片背面上絲網(wǎng)印刷銀-鋁漿料；銀漿料和銀-鋁漿料中固體材料成分是70％～85％，粘度范圍是1000~1800泊(poise)，形成的銀-鋁漿料層厚度是10um～40um；步驟8，低溫干燥，用燧道爐干燥銀漿料和銀-鋁漿料，燧道爐干燥溫度范圍是100400℃，燧道爐中傳送帶的傳送速度是1250mm/分鐘～6250mm/分鐘(50英寸/分鐘250英寸/分鐘)，去除銀漿料和銀-鋁漿料中的溶劑；步驟9，經(jīng)過(guò)前面的步驟1-8所造成的硅晶片背面噴涂溶液，溶液中包含顆粒直徑為26μm-31μm、顆粒均勻度為10％的無(wú)堿玻璃，例如磷硼硅酸鹽玻璃(BPSG)70-40％，溶劑，例如，乙醇、甲醇或丙酮等30-60％；步驟10，低溫干燥，用燧道爐干燥銀漿料和銀-鋁漿料，燧道爐干燥溫度范圍是100~200℃，燧道爐中傳送帶的傳送速度是1250mm/分鐘～6250mm/分鐘(50英寸/分鐘～250英寸/分鐘)，去除玻璃溶液中的溶劑；步驟11，將經(jīng)過(guò)以上工藝步驟制成的兩張硅晶片按背面對(duì)背面的方式疊在一起，然后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度是900℃±20℃，燒結(jié)溫度從室溫上升到900℃用的時(shí)間是3-5分鐘，在燒結(jié)溫度900℃±20℃下保溫5-25秒，使兩個(gè)硅晶片重疊在一起，形成雙面太陽(yáng)能電池單元；步驟12，測(cè)試所制成的太陽(yáng)能電池并進(jìn)行分類，用陽(yáng)光模擬器檢測(cè)I-V曲線，檢測(cè)項(xiàng)目包括Voc，Jsc，電阻率，F(xiàn).F和有效容量Cy；根據(jù)Voc，Jsc，電阻率，填充因子(fill facter，以下簡(jiǎn)稱“F.F”)和有效容量Cy值將太陽(yáng)能電池分成48類；步驟13，經(jīng)過(guò)上述工藝步驟制成的雙面太陽(yáng)能電池安裝在基板上，構(gòu)成太陽(yáng)能電池系統(tǒng)，按垂直于地面的方式安裝太陽(yáng)能電池系統(tǒng)，以保持穩(wěn)定的輸出電壓。
按照本發(fā)明的雙面太陽(yáng)能電池制造方法，將兩片硅晶片按背面對(duì)背面的方式重疊，每片硅晶片的背面上涂覆無(wú)堿玻璃和銀-鋁漿料，兩個(gè)重疊的硅晶片共燒結(jié)構(gòu)成一個(gè)整體，成為雙面太陽(yáng)能電池。用本發(fā)明方法制造的雙面太陽(yáng)能電池，由于硅晶片背面上涂覆的無(wú)堿玻璃的膨脹系數(shù)大大小于鋁的膨脹系數(shù)，因此，可以抵消所制成的太陽(yáng)能電池的應(yīng)力，減少了太陽(yáng)能電池的破碎率。而且，與現(xiàn)有的單面太陽(yáng)能電池比較，本發(fā)明方法制造的雙面太陽(yáng)能電池用雙面吸收太陽(yáng)光，太陽(yáng)移動(dòng)對(duì)太陽(yáng)能電池的輸出功率影響小，太陽(yáng)能電池的輸出功率穩(wěn)定，雙面太陽(yáng)能電池的輸出電壓是單面太陽(yáng)能電池的輸出電壓的一倍。
以上描述了本發(fā)明的雙面太陽(yáng)能電池制造方法。但是本發(fā)明不限于本文中的詳細(xì)描述。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)了解，本發(fā)明能以其他的形式實(shí)施。因此，按本發(fā)明的全部技術(shù)方案，所列舉的實(shí)施方式只是用于說(shuō)明本發(fā)明而不是限制本發(fā)明，并且，本發(fā)明不局限于本文中描述的細(xì)節(jié)。本發(fā)明要求保護(hù)的范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)界定。
權(quán)利要求
1.雙面太陽(yáng)能電池的制造方法，包括以下工藝步驟步驟1，檢測(cè)用ADE機(jī)檢測(cè)作為制造太陽(yáng)能電池的起始材料的直徑為200mm的P-型硅晶片的電阻率和厚度；步驟2，預(yù)清洗P-型硅晶片；步驟3，腐蝕P-型硅晶片，在P-型硅晶片的一邊上形成絨面結(jié)構(gòu)，另一邊保持光面結(jié)構(gòu)；步驟4，化學(xué)溶液(RCA)清潔處理；步驟5，其上有絨面結(jié)構(gòu)的P-型硅晶片進(jìn)行N+型雜質(zhì)擴(kuò)散(例如，磷(P)擴(kuò)散)，形成N-阱，所形成的N-阱與P-型硅晶片襯底的界面處形成PN結(jié)；步驟6，硅晶片上用等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相淀積(PECVD)方法淀積氮化硅(SiN)膜；步驟7，硅晶片正面上絲網(wǎng)印刷銀漿料，硅晶片背面上絲網(wǎng)印刷銀-鋁漿料；步驟8，低溫干燥，去除銀漿料和銀-鋁漿料中的溶劑；步驟9，經(jīng)過(guò)前面的步驟1-8所造成的硅晶片背面噴涂溶液；步驟10，低溫干燥，干燥溫度是100℃-200℃，去除玻璃溶液中的溶劑；步驟11，將經(jīng)過(guò)以上工藝步驟制成的兩張硅晶片按背面對(duì)背面的方式疊在一起，然后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)使兩個(gè)硅晶片重疊在一起，形成雙面太陽(yáng)能電池單元；步驟12，測(cè)試所制成的太陽(yáng)能電池并進(jìn)行分類；用陽(yáng)光模擬器檢測(cè)I-V曲線，檢測(cè)項(xiàng)目包括Voc，Jsc，電阻率，F(xiàn).F和有效容量Cy；根據(jù)Voc Jsc，電阻率，F(xiàn).F和有效容量Cy值將太陽(yáng)能電池分成48類；步驟13，經(jīng)過(guò)上述工藝步驟制成的雙面太陽(yáng)能電池安裝在基板上，構(gòu)成太陽(yáng)能電池系統(tǒng)，按垂直于地面的方式安裝太陽(yáng)能電池系統(tǒng)，以保持穩(wěn)定的輸出電壓。
2.按照權(quán)利要求1的雙面太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征是，步驟2中，預(yù)清洗P-型硅晶片的清洗條件是清洗P-型硅晶片的溶液是H2SO4∶H2O2＝4∶1，清洗溫度是125℃清洗時(shí)間是10分鐘，然后用去離子水在室溫下漂洗10分鐘，最后干燥。
3.按照權(quán)利要求1的雙面太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征是，步驟4中，用化學(xué)溶液(RCA)清潔處理的條件是清潔P-型硅晶片的溶液是H2SO4∶H2O2＝4∶1，清潔溫度是125℃，清潔時(shí)間是10分鐘；然后用去離子水在室溫度下漂洗10分鐘；然后用NH3(水溶液)∶H2O2∶H2O＝1∶1∶10的混合溶液在60℃的溫度下清潔10分鐘；然后用去離子水在室溫度下漂洗10分鐘；再用HCl(水溶液)∶H2O2∶H2O＝1∶1∶10的混合溶液在60℃的溫度下清潔10分鐘；最后用去離子水在室溫度下漂洗10分鐘，然后干燥。
4.按照權(quán)利要求1的雙面太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征是，步驟7中，硅晶片正面上絲網(wǎng)印刷銀漿料，硅晶片背面上絲網(wǎng)印刷銀-鋁漿料；銀漿料和銀-鋁漿料組分是固體材料成分是70％～85％，漿料粘度范圍是1000～1800泊(poise)，形成的銀-鋁漿料層厚度是10um～40um。
5.按照權(quán)利要求1的雙面太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征是，步驟8中低溫干燥的條件是用燧道爐干燥銀漿料和銀-鋁漿料，燧道爐干燥溫度范圍是100～400℃，燧道爐中傳送帶的傳送速度是1250mm/分鐘～6250mm/分鐘(50英寸/分鐘～250英寸/分鐘)，去除銀漿料和銀-鋁漿料中的溶劑
6.按照權(quán)利要求1的雙面太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征是，步驟9中，硅晶片背面噴涂溶液，溶液中包含顆粒直徑為26μm-31μm、顆粒均勻度為10％的無(wú)堿玻璃，例如磷硼硅酸鹽玻璃(BPSG)70-40％，溶劑，例如，乙醇、甲醇或丙酮等30-60％。
7.按照權(quán)利要求1的雙面太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征是，步驟11中燒結(jié)條件是燒結(jié)溫度是900℃±20℃，燒結(jié)溫度從室溫上升到900℃用的時(shí)間是3-5分鐘，在燒結(jié)溫度900℃±20℃下保溫5-25秒。
全文摘要
本發(fā)明提供雙面太陽(yáng)能電池制造方法，其特征是，每片硅晶片的背面上涂覆無(wú)堿玻璃和銀－鋁漿料，將兩片硅晶片按背面對(duì)背面的方式重疊，兩個(gè)重疊的硅晶片共燒結(jié)構(gòu)成一個(gè)整體，成為雙面太陽(yáng)能電池。
文檔編號(hào)H01L31/04GK1885568SQ20051002717
公開(kāi)日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月21日
發(fā)明者蘇曉平, 江彤 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司