一種太陽能電池的製造工藝流程的製作方法

2023-07-09 02:17:31

一種太陽能電池的製造工藝流程的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種太陽能電池的製造工藝流程，其採用以下步驟來實現的：（1）矽片切割，材料準備：矽片的邊長一般為10~15cm，厚度約200~350um，電阻率約1Ωcm的p型。（2）去除損傷層：一般採用鹼或酸腐蝕，腐蝕的厚度約10um。（3）制絨：對於單晶矽來說一般採用NaOH加醇的方法腐蝕，鹼液的溫度約80度，濃度約1~2%，腐蝕時間約15分鐘，對於多晶來說，一般採用酸法腐蝕。（4）擴散制結。（5）邊緣刻蝕、清洗。（6）沉積減反射層：積減反射層的目的在於減少表面反射，增加折射率。（7）絲網印刷上下電極。（8）共燒形成金屬接觸。（9）電池片測試。本發明提出的一種太陽能電池的製造工藝流程，其設計符合理論，流程簡單可行，材料利用率高，不僅極大節省了成本，而且在一定程度上，延長了太陽能電池的使用壽命，具有較大的推廣價值。
【專利說明】 一種太陽能電池的製造工藝流程

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電池製造技術，特別涉及一種太陽能電池的製造工藝流程，屬於電池製造【技術領域】。

【背景技術】
[0002]太陽電池是一種可以將能量轉換的光電元件，其基本構造是運用P型與N型半導體接合而成的。半導體最基本的材料是「矽」，它是不導電的，但如果在半導體中摻入不同的雜質，就可以做成P型與N型半導體，再利用P型半導體有個空穴(P型半導體少了一個帶負電荷的電子，可視為多了一個正電荷)，與N型半導體多了一個自由電子的電位差來產生電流，所以當太陽光照射時，光能將矽原子中的電子激發出來，而產生電子和空穴的對流，這些電子和空穴均會受到內建電位的影響，分別被N型及P型半導體吸引，而聚集在兩端。此時外部如果用電極連接起來，形成一個迴路，這就是太陽電池發電的原理，主要來自於PN行半導體的內建電場驅使電子電洞移動，並收集起來。因此，在電子與電洞移動的路徑上的缺陷密度將會對於光電流的產生有絕對的影響簡單的說，太陽光電的發電原理，是利用太陽電池吸收0.4μπι?1.Ιμπι波長(針對矽晶)的太陽光，將光能直接轉變成電能輸出的一種發電方式。
[0003]由於太陽電池產生的電是直流電，因此若需提供電力給家電用品或各式電器則需加裝直/交流轉換器，換成交流電，才能供電至家庭用電或工業用電。


【發明內容】

[0004]本發明基於現有的太陽能電池的製造技術，採用創新性的科學原理，提出了一種太陽能電池的製造工藝流程，其設計符合理論，流程簡單可行，材料利用率高，不僅極大節省了成本，而且在一定程度上，延長了太陽能電池的使用壽命。
[0005]本發明解決其技術問題採用的技術方案是:一種太陽能電池的製造工藝流程，其採用以下步驟來實現的。
[0006](I)矽片切割，材料準備:所用的單晶矽材料，一般採用坩鍋直拉法制的太陽級單晶矽棒，原始的形狀為圓柱形，然後切割成方形矽片(或多晶方形矽片)，矽片的邊長一般為l(Tl5cm，厚度約200?350um，電阻率約I Ω.cm的p型(摻硼)。
(2)去除損傷層:矽片在切割過程會產生大量的表面缺陷，表面的質量較差，電池製造過程中導致碎片增多，將切割損傷層去除，一般採用鹼或酸腐蝕，腐蝕的厚度約lOum。
(3)制絨:是把相對光滑的原材料矽片的表面通過酸或鹼腐蝕，使其凸凹不平，變得粗糙，形成漫反射，減少直射到矽片表面的太陽能的損失，對於單晶矽來說一般採用NaOH加醇的方法腐蝕，利用單晶矽的各向異性腐蝕，在表面形成無數的金字塔結構，鹼液的溫度約80度，濃度約Γ2%，腐蝕時間約15分鐘，對於多晶來說，一般採用酸法腐蝕。
(4)擴散制結:擴散的目的在於形成PN結，普遍採用磷做η型摻雜，在擴散前矽片表面的潔淨非常重要，要求矽片在制絨後要進行清洗，即用酸來中和矽片表面的鹼殘留和金屬雜質。
[0007](5)邊緣刻蝕、清洗:擴散過程中，在矽片的周邊表面也形成了擴散層，周邊擴散層使電池的上下電極形成短路環，必須將它除去，周邊上存在任何微小的局部短路都會使電池並聯電阻下降，以至成為廢品，目前，工業化生產用等離子幹法腐蝕，在輝光放電條件下通過氟和氧交替對矽作用，去除含有擴散層的周邊，擴散後清洗的目的是去除擴散過程中形成的磷矽玻璃。
[0008](6)沉積減反射層:積減反射層的目的在於減少表面反射，增加折射率。
[0009](7)絲網印刷上下電極:電極的製備是太陽電池製備過程中一個至關重要的步驟，現在普遍採用絲網印刷法，即通過特殊的印刷機和模版將銀漿鋁漿(銀鋁漿)印刷在太陽電池的正背面，以形成正負電極引線。
[0010](8)共燒形成金屬接觸:晶體矽太陽電池要通過三次印刷金屬漿料，傳統工藝要用二次燒結才能形成良好的帶有金屬電極歐姆接觸，共燒工藝只需一次燒結，同時形成上下電極的歐姆接觸，在太陽電池絲網印刷電極製作中，通常採用鏈式燒結爐進行快速燒結。
[0011](9)電池片測試:測試的目的是對電池的輸出功率進行標定，測試其輸出特性，確定組件的質量等級。
[0012]本發明的有益效果:本發明提出的一種太陽能電池的製造工藝流程，其設計符合理論，流程簡單可行，材料利用率高，不僅極大節省了成本，而且在一定程度上，延長了太陽能電池的使用壽命，具有較大的推廣價值。

【具體實施方式】
[0013]下面結合具體實例對本發明作進一步說明。
[0014]一種太陽能電池的製造工藝流程，其採用以下步驟來實現的。
[0015](I)矽片切割，材料準備:所用的單晶矽材料，一般採用坩鍋直拉法制的太陽級單晶矽棒，原始的形狀為圓柱形，然後切割成方形矽片(或多晶方形矽片)，矽片的邊長一般為l(Tl5cm，厚度約200?350um，電阻率約I Ω.cm的p型(摻硼)。
(2)去除損傷層:矽片在切割過程會產生大量的表面缺陷，表面的質量較差，電池製造過程中導致碎片增多，將切割損傷層去除，一般採用鹼或酸腐蝕，腐蝕的厚度約lOum。
(3)制絨:是把相對光滑的原材料矽片的表面通過酸或鹼腐蝕，使其凸凹不平，變得粗糙，形成漫反射，減少直射到矽片表面的太陽能的損失，對於單晶矽來說一般採用NaOH加醇的方法腐蝕，利用單晶矽的各向異性腐蝕，在表面形成無數的金字塔結構，鹼液的溫度約80度，濃度約Γ2%，腐蝕時間約15分鐘，對於多晶來說，一般採用酸法腐蝕。
(4)擴散制結:擴散的目的在於形成PN結，普遍採用磷做η型摻雜，在擴散前矽片表面的潔淨非常重要，要求矽片在制絨後要進行清洗，即用酸來中和矽片表面的鹼殘留和金屬雜質。
[0016](5)邊緣刻蝕、清洗:擴散過程中，在矽片的周邊表面也形成了擴散層，周邊擴散層使電池的上下電極形成短路環，必須將它除去，周邊上存在任何微小的局部短路都會使電池並聯電阻下降，以至成為廢品，目前，工業化生產用等離子幹法腐蝕，在輝光放電條件下通過氟和氧交替對矽作用，去除含有擴散層的周邊，擴散後清洗的目的是去除擴散過程中形成的磷矽玻璃。
[0017](6)沉積減反射層:積減反射層的目的在於減少表面反射，增加折射率。
[0018](7)絲網印刷上下電極:電極的製備是太陽電池製備過程中一個至關重要的步驟，現在普遍採用絲網印刷法，即通過特殊的印刷機和模版將銀漿鋁漿(銀鋁漿)印刷在太陽電池的正背面，以形成正負電極引線。
[0019](8)共燒形成金屬接觸:晶體矽太陽電池要通過三次印刷金屬漿料，傳統工藝要用二次燒結才能形成良好的帶有金屬電極歐姆接觸，共燒工藝只需一次燒結，同時形成上下電極的歐姆接觸，在太陽電池絲網印刷電極製作中，通常採用鏈式燒結爐進行快速燒結。
[0020](9)電池片測試:測試的目的是對電池的輸出功率進行標定，測試其輸出特性，確定組件的質量等級。
[0021]本發明的有益效果:本發明提出的一種太陽能電池的製造工藝流程，其設計符合理論，流程簡單可行，材料利用率高，不僅極大節省了成本，而且在一定程度上，延長了太陽能電池的使用壽命，具有較大的推廣價值。
【權利要求】
1.一種太陽能電池的製造工藝流程，其特徵在於:所述的工藝流程是採用以下步驟來實現的: (1)矽片切割，材料準備:所用的單晶矽材料，一般採用坩鍋直拉法制的太陽級單晶娃棒，原始的形狀為圓柱形，然後切割成方形娃片(或多晶方形娃片)，娃片的邊長一般為l(Tl5cm，厚度約200?350um，電阻率約1 Ω.cm的p型(摻硼)； (2)去除損傷層:矽片在切割過程會產生大量的表面缺陷，表面的質量較差，電池製造過程中導致碎片增多，將切割損傷層去除，一般採用鹼或酸腐蝕，腐蝕的厚度約lOum ； (3)制絨:是把相對光滑的原材料矽片的表面通過酸或鹼腐蝕，使其凸凹不平，變得粗糙，形成漫反射，減少直射到矽片表面的太陽能的損失，對於單晶矽來說一般採用NaOH加醇的方法腐蝕，利用單晶矽的各向異性腐蝕，在表面形成無數的金字塔結構，鹼液的溫度約80度，濃度約Γ2%，腐蝕時間約15分鐘，對於多晶來說，一般採用酸法腐蝕； (4)擴散制結:擴散的目的在於形成ΡΝ結，普遍採用磷做η型摻雜，在擴散前矽片表面的潔淨非常重要，要求矽片在制絨後要進行清洗，即用酸來中和矽片表面的鹼殘留和金屬雜質； (5)邊緣刻蝕、清洗:擴散過程中，在矽片的周邊表面也形成了擴散層，周邊擴散層使電池的上下電極形成短路環，必須將它除去，周邊上存在任何微小的局部短路都會使電池並聯電阻下降，以至成為廢品，目前，工業化生產用等離子幹法腐蝕，在輝光放電條件下通過氟和氧交替對矽作用，去除含有擴散層的周邊，擴散後清洗的目的是去除擴散過程中形成的磷矽玻璃； (6)沉積減反射層:積減反射層的目的在於減少表面反射，增加折射率； (7)絲網印刷上下電極:電極的製備是太陽電池製備過程中一個至關重要的步驟，現在普遍採用絲網印刷法，即通過特殊的印刷機和模版將銀漿鋁漿(銀鋁漿)印刷在太陽電池的正背面，以形成正負電極引線； (8)共燒形成金屬接觸:晶體矽太陽電池要通過三次印刷金屬漿料，傳統工藝要用二次燒結才能形成良好的帶有金屬電極歐姆接觸，共燒工藝只需一次燒結，同時形成上下電極的歐姆接觸，在太陽電池絲網印刷電極製作中，通常採用鏈式燒結爐進行快速燒結； (9)電池片測試:測試的目的是對電池的輸出功率進行標定，測試其輸出特性，確定組件的質量等級。
【文檔編號】H01L31/18GK104465859SQ201310424331
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月17日 優先權日:2013年9月17日
【發明者】不公告發明人 申請人:哈爾濱市宏天銳達科技有限公司