本發(fā)明屬于光伏設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種N型雙面電池的制造方法。

背景技術(shù)：

1954年美國貝爾實驗室制備出世界上第一塊轉(zhuǎn)換效率為6％的單晶硅太陽電池，經(jīng)過科學(xué)家六十多年的不斷探索，太陽電池取得了巨大的突破，最高轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了46％(聚光多結(jié)GaAs)。占據(jù)光伏市場多年的P型晶硅太陽電池逐漸展現(xiàn)出效率增長疲態(tài)、光衰幅度過大等劣勢。雖然用Ga替代B原子摻雜可以避免光致衰減效應(yīng)，但由此而引起的寬的電阻率分布范圍以及Fe元素污染問題，依然會制約P型電池效率的進一步提高。N型太陽電池則得益于其高效率、低衰減的優(yōu)勢，成為光伏行業(yè)內(nèi)新的研究熱點。在高效N型技術(shù)方面，最典型的代表是美國SunPower公司的IBC電池和日本Panasonic公司的HIT電池。但這兩種電池技術(shù)的缺點是生產(chǎn)設(shè)備非常昂貴、工藝復(fù)雜、制造成本很高，另外也具有很高的技術(shù)壁壘。而光伏行業(yè)的最終目標(biāo)是降低發(fā)電成本，N型高效電池的研發(fā)必須避開復(fù)雜的技術(shù)路線以降低工藝成本。N型雙面電池的技術(shù)路線較之常規(guī)P型電池只增加了背面擴散與鈍化工藝，幾乎所有設(shè)備均可采用現(xiàn)有量產(chǎn)設(shè)備進行開發(fā)，增加的設(shè)備與工藝成本很低，是最有可能實現(xiàn)量產(chǎn)的。

制備雙面電池時，實現(xiàn)單面擴散的方法有：離子注入、單面刻蝕和涂膠擴散，這三種工藝都無法與現(xiàn)有常規(guī)多晶產(chǎn)線兼容，而且離子注入和單面刻蝕都需要引進昂貴的設(shè)備，而B膠則會在高溫擴散工藝中引入有機物污染。與常規(guī)多晶產(chǎn)線兼容的方法是是正面B擴完利用SiN_x薄膜做背面P擴散掩膜，然后再利用HF去除正面SiN_x、BSG和背面PSG薄膜。但是這樣就存在一個問題：SiN_x薄膜經(jīng)過P擴高溫后，刻蝕速率很低，從而導(dǎo)致刻蝕時間過長，這樣就會在背面形成多孔硅，而多孔硅會使背面比表面積增大，鈍化效果變差，電池復(fù)合增加，降低電池效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種N型雙面電池的制造方法，能夠減少HF刻蝕的時間，避免了背面多孔硅的形成，從而有效降低電池背面的復(fù)合從而提高電池的并聯(lián)電阻和開路電壓，提高電池效率。

本發(fā)明提供的一種N型雙面電池的制造方法，包括：

對硅片進行清洗和表面制絨；

在所述硅片的正面和背面進行硼擴散，形成正面硼擴層和背面硼擴層，所述正面硼擴層的表面為硼硅玻璃；

在所述硅片的正面制備SiN_x掩膜；

刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層；

利用所述硼硅玻璃對所述硅片正面形成保護，在所述硅片的背面進行磷擴散，形成背面磷擴層，所述背面磷擴層的表面為磷硅玻璃；

刻蝕掉所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃；

在所述硅片的正面和背面制備SiN_x鈍化膜，并分別制備前電極和背電極。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層包括：

利用刻蝕液的濃度、刻蝕速率以及所述SiN_x掩膜的厚度，計算出刻蝕時間，然后根據(jù)所述刻蝕時間，刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層為：

利用濃度為5％至10％的HF溶液對折射率為2.1且厚度為30nm至40nm的SiN_x掩膜刻蝕5分鐘至10分鐘。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述刻蝕掉所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃為：

利用濃度為5％至10％的HF溶液對所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃刻蝕10分鐘至20分鐘。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述在所述硅片的正面和背面制備SiN_x鈍化膜包括：

在所述硅片的正面制備折射率范圍為2.04至2.11且厚度范圍為60nm至80nm的SiN_x鈍化膜，在所述硅片的背面制備折射率范圍為2.04至2.11且厚度范圍為80nm至100nm的SiN_x鈍化膜。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述對硅片進行清洗和表面制絨包括：

對硅片進行清洗，并采用濕法化學(xué)腐蝕的方式在所述硅片的表面形成45°的正金字塔絨面。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述正面硼擴層的表面的硼硅玻璃的厚度為100nm至200nm。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述在所述硅片的正面制備SiN_x掩膜為：

在所述硅片的正面利用等離子增強化學(xué)氣相沉積方式制備厚度范圍為10nm至80nm的SiN_x掩膜。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述制備前電極和背電極包括：

采用絲網(wǎng)印刷、蒸發(fā)或濺射方式制備所述前電極和所述背電極。

優(yōu)選的，在上述N型雙面電池的制造方法中，

所述制備前電極和背電極包括：

采用絲網(wǎng)印刷Ag漿料的方式制備所述前電極，采用絲網(wǎng)印刷Al漿料的方式制備所述背電極，并進行燒結(jié)。

通過上述描述可知，本發(fā)明提供的N型雙面電池的制造方法，由于包括：對硅片進行清洗和表面制絨；在所述硅片的正面和背面進行硼擴散，形成正面硼擴層和背面硼擴層，所述正面硼擴層的表面為硼硅玻璃；在所述硅片的正面制備SiN_x掩膜；刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層；利用所述硼硅玻璃對所述硅片正面形成保護，在所述硅片的背面進行磷擴散，形成背面磷擴層，所述背面磷擴層的表面為磷硅玻璃；刻蝕掉所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃；在所述硅片的正面和背面制備SiN_x鈍化膜，并分別制備前電極和背電極，因此能夠減少HF刻蝕的時間，避免了背面多孔硅的形成，從而有效降低電池背面的復(fù)合從而提高電池的并聯(lián)電阻和開路電壓，提高電池效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例提供的第一種N型雙面電池的制造方法的示意圖；

圖2-圖8為與本申請實施例提供的第一種N型雙面電池的制造方法的各步驟對應(yīng)的器件示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的核心思想在于提供一種N型雙面電池的制造方法，能夠減少HF刻蝕的時間，避免了背面多孔硅的形成，從而有效降低電池背面的復(fù)合從而提高電池的并聯(lián)電阻和開路電壓，提高電池效率。

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本申請實施例提供的第一種N型雙面電池的制造方法如圖1所示，圖1為本申請實施例提供的第一種N型雙面電池的制造方法的示意圖。該方法包括如下步驟：

S1：對硅片進行清洗和表面制絨；

在該步驟中，參考圖2，可以選用的是P型的硅片1，采用成熟的單晶硅片堿制絨工藝，在其表面清洗干凈之后制備金字塔形狀的絨面2。

S2：在所述硅片的正面和背面進行硼擴散，形成正面硼擴層和背面硼擴層，所述正面硼擴層的表面為硼硅玻璃；

在該步驟中，參考圖3，以硅片正面為例，形成了正面硼擴層3，在正面硼擴層3的上面為硼硅玻璃4，擴散完成后方阻約為60-200Ω/sq，結(jié)深為0.3-0.6um。

S3：在所述硅片的正面制備SiN_x掩膜；

參考圖4，在上述硼硅玻璃4的表面制作一層SiN_x掩膜5，SiNx掩膜5的厚度與刻蝕工藝有關(guān)，確?？涛g后SiN_x能被完全刻蝕又不損壞正面的BSG厚度即可。

S4：刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層；

參考圖5，利用SiN_x掩膜能夠防止正面的硼硅玻璃被刻蝕掉?？涛g之后，只留下正面硼擴層3和硼硅玻璃4，在背面形成光滑的表面?？涛g的工藝與SiN_x刻蝕掩膜的厚度需要不斷調(diào)整，背面的硼擴層和BSG需完全被刻蝕掉，正面SiN_x刻蝕掩膜也應(yīng)完全去除，但正面BSG薄膜需完整保留。

S5：利用所述硼硅玻璃對所述硅片正面形成保護，在所述硅片的背面進行磷擴散，形成背面磷擴層，所述背面磷擴層的表面為磷硅玻璃；

參考圖6，在硅片的背面磷擴散之后，形成了背面磷擴層6，也就是n+層，在背面磷擴層6的表面為磷硅玻璃7，可以采用太陽能電池生產(chǎn)線上成熟的擴散工藝來實現(xiàn)，擴散完成后方阻約為80-100Ω/sq，結(jié)深約為0.3um。這里利用的硼硅玻璃形成對正面的保護，由于這種硼硅玻璃在后續(xù)流程中容易去除，因此避免了刻蝕時間過長導(dǎo)致的背面多孔硅形成。

S6：刻蝕掉所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃；

參考圖7，此時只留下正面硼擴層3和背面磷擴層6，由于所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃表面都是親水的，而Si表面則是疏水性質(zhì)。刻蝕至目視觀測電池正面和背面都疏水，則表示所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃已經(jīng)被完全去除。

S7：在所述硅片的正面和背面制備SiN_x鈍化膜，并分別制備前電極和背電極。

參考圖8，在硅片正面和背面均制作SiN_x鈍化膜8，可以減小正面的光反射，又可以起到有效的表面鈍化效果，并制作出前電極9和背電極10，最后采用燒結(jié)工藝，形成良好的歐姆接觸，這樣就完成了整個電池的制作。

通過上述描述可知，本申請實施例提供的上述第一種N型雙面電池的制造方法，由于包括：對硅片進行清洗和表面制絨；在所述硅片的正面和背面進行硼擴散，形成正面硼擴層和背面硼擴層，所述正面硼擴層的表面為硼硅玻璃；在所述硅片的正面制備SiN_x掩膜；刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層；利用所述硼硅玻璃對所述硅片正面形成保護，在所述硅片的背面進行磷擴散，形成背面磷擴層，所述背面磷擴層的表面為磷硅玻璃；刻蝕掉所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃；在所述硅片的正面和背面制備SiN_x鈍化膜，并分別制備前電極和背電極，因此能夠減少HF刻蝕的時間，避免了背面多孔硅的形成，從而有效降低電池背面的復(fù)合從而提高電池的并聯(lián)電阻和開路電壓，提高電池效率。

本申請實施例提供的第二種N型雙面電池的制造方法，是在上述第一種N型雙面電池的制造方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層包括：

利用刻蝕液的濃度、刻蝕速率以及所述SiN_x掩膜的厚度，計算出刻蝕時間，然后根據(jù)所述刻蝕時間，刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層。具體操作時，需要對工藝進行實時調(diào)整，保證二者能夠同時被全部去除。

本申請實施例提供的第三種N型雙面電池的制造方法，是在上述第一種N型雙面電池的制造方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述刻蝕掉所述SiN_x掩膜和所述背面硼擴層為：

利用濃度為5％至10％的HF溶液對折射率為2.1且厚度為30nm至40nm的SiN_x掩膜刻蝕5分鐘至10分鐘。例如濃度為10％的HF溶液的刻蝕速率為4nm/min，如果表面鍍40nm的薄膜，則需要刻蝕10min。

本申請實施例提供的第四種N型雙面電池的制造方法，是在上述第一種N型雙面電池的制造方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述刻蝕掉所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃為：

利用濃度為5％至10％的HF溶液對所述硼硅玻璃和所述磷硅玻璃刻蝕10分鐘至20分鐘。利用上述多種工藝參數(shù)的配合，找到最佳方案，能夠同時去除硼硅玻璃和磷硅玻璃。

本申請實施例提供的第五種N型雙面電池的制造方法，是在上述第一種至第四種N型雙面電池的制造方法中任一種方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述在所述硅片的正面和背面制備SiN_x鈍化膜包括：

在所述硅片的正面制備折射率范圍為2.04至2.11且厚度范圍為60nm至80nm的SiN_x鈍化膜，在所述硅片的背面制備折射率范圍為2.04至2.11且厚度范圍為80nm至100nm的SiN_x鈍化膜。這里的SiN_x鈍化膜可采用折射率漸變的多層薄膜。

本申請實施例提供的第六種N型雙面電池的制造方法，是在上述第五種N型雙面電池的制造方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述對硅片進行清洗和表面制絨包括：

對硅片進行清洗，并采用濕法化學(xué)腐蝕的方式在所述硅片的表面形成45°的正金字塔絨面。

本申請實施例提供的第七種N型雙面電池的制造方法，是在上述第六種N型雙面電池的制造方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述正面硼擴層的表面的硼硅玻璃的厚度為100nm至200nm。

本申請實施例提供的第八種N型雙面電池的制造方法，是在上述第七種N型雙面電池的制造方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述在所述硅片的正面制備SiN_x掩膜為：

在所述硅片的正面利用等離子增強化學(xué)氣相沉積方式(PECVD:Plasma enhanced chemical vapor deposition)制備厚度范圍為10nm至80nm的SiN_x掩膜。

本申請實施例提供的第九種N型雙面電池的制造方法，是在上述第八種N型雙面電池的制造方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述制備前電極和背電極包括：

采用絲網(wǎng)印刷、蒸發(fā)或濺射方式制備所述前電極和所述背電極。

本申請實施例提供的第十種N型雙面電池的制造方法，是在上述第八種N型雙面電池的制造方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述制備前電極和背電極包括：

采用絲網(wǎng)印刷Ag漿料的方式制備所述前電極，采用絲網(wǎng)印刷Al漿料的方式制備所述背電極，并進行燒結(jié)。

綜上所述，本申請實施例提供的上述各種方法，將SiN_x掩膜刻蝕工藝應(yīng)用于N型太陽能電池刻蝕與擴散工藝，單面擴散方法簡單，與常規(guī)多晶硅量產(chǎn)線兼容，工藝成本低，而且避免了高溫擴散工藝中有機物污染。在大部分與現(xiàn)有常規(guī)太陽能電池制備工藝兼容的前提下，簡化了N型雙面電池的工藝，避免了昂貴設(shè)備的引入，降低了N型雙面電池的制造成本。從而走向?qū)嵱没?，?chuàng)造價值。本發(fā)明具有上諸多的優(yōu)點及實用價值，在技術(shù)上有較大的進步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，從而更加適于實用。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。