一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法与流程

1.本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法。


背景技术：

2.随着光伏行业规模的极具扩大，同质结电池片(例如topcon,perc,ibc)生产成本的竞争逐步进入白热化阶段。而随着高效同质结电池技术的迅速普及，双面用银的成本压力日益凸显，“去银化”也逐步成为各大光伏厂家的终极解决路线。
3.同质结电池进行铜电镀工艺，需要在栅线区域进行钝化膜层，用以为铜电镀提供电流通路与同质结电池良好电接触效果。目前较为普遍的且最快速直接的去除钝化膜层的方式为激光开槽法。但在实际操作过程中，激光开槽法易受到绒面金字塔高低起伏的影响，出现绒面金字塔底部钝化膜层去除不完全或损伤p-n结的问题，进而影响铜电镀的效果与最终的同质结电池转换效率。因此如何优化现有工艺路径，已成为了铜电镀在高效同质结电池上实现产线化亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法，该制备方法解决了激光开槽过程中因正面绒面导致光线折射，出现绒面金字塔底部氮化硅去除不完全或绒尖部损伤p-n结的问题。
5.为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法，包括以下步骤：
6.s1.在硅片表面涂布保护胶，涂布保护胶区域为后期需要制备金属栅线图形区域；
7.s2.对涂布保护胶的硅片进行制绒，以在硅片的外漏表面形成金字塔绒面；
8.s3.去除硅片表面涂布的保护胶；
9.s4.在硅片表面沉积钝化膜；
10.s5.利用激光工艺去除后期需要制备金属栅线图形区域的钝化膜；
11.s6.在去除钝化膜区域制备金属栅线。
12.通过首先在硅片表面设置保护胶，使和保护胶抵接的硅片表面受到保护，在制绒的过程中不形成绒面而仍是平滑的表面，以利于后期的激光开槽，解决了激光开槽过程中因绒面高低起伏巨大(3-7微米)导致激光很难单独只除去表面纳米厚的钝化膜层(sinx氮化硅膜层、al2o3氧化铝膜层、siox氧化硅膜层等为纳米级厚度)，进而造成绒面金字塔底部分钝化层因能量不足去除不完全,或在绒面顶部因能量过度而损伤p-n结的问题。使用本发明的制备工艺，使激光扫描的物理位置相同,避免能失焦，进而可容易清除电池表面薄型钝化层,使后面的同质结铜电镀工艺实施效果提升巨大,省去因激光损伤所增加的修复工艺及成本,实现电池成本大幅度下降的同时，还能促进转换效率的正收益。
13.进一步地，s1中，通过印刷或喷涂方式涂布保护胶。
14.进一步地，s1中，涂布胶的宽度为5um～500um。
15.进一步地，s1中，涂布胶的厚度为0.1～50um。
16.进一步地，s1中，涂布保护胶之前，对硅片进行预处理，预处理包括对硅片表面进行清洗和粗抛。
17.进一步地，s3中，通过石油醚类溶剂去除保护胶，石油醚类溶剂选自石油醚、橡胶溶剂油、香花溶剂油、松香水中任意一种或多种。
18.进一步地，s4中，钝化膜选自氧化铝、氮化硅、氧化硅中任意一种或多种。
19.进一步地，s6中，利用电镀工艺制备金属栅线。
20.进一步地，s6中，在制备金属栅线前，对硅片进行清洁。
21.进一步地，s6中，金属栅线选自铜、锡、银中任意一种。。
22.本发明的有益效果是：
23.1)通过首先在硅片表面设置保护胶，使和保护胶抵接的硅片表面受到保护，在制绒的过程中不形成绒面而是平滑的表面，解决了激光开槽过程中因绒面高低起伏巨大(3-7微米)导致激光很难单独只除去表面纳米厚的钝化膜层(sinx氮化硅膜层、al2o3氧化铝膜层、siox氧化硅膜层等为纳米级厚度)，进而造成绒面金字塔底部分钝化层因能量不足去除不完全,或在绒面顶部因能量过度而损伤p-n结的问题。
24.2)使用本发明的制备工艺，使激光扫描的物理位置相同,避免能失焦，进而可容易清除电池表面薄型钝化层,使后面的同质结铜电镀工艺实施效果提升巨大,省去因激光损伤所增加的修复工艺及成本,实现电池成本大幅度下降的同时，还能促进转换效率的正收益。
附图说明
25.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
26.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明制备同质结电池制备过程中步骤s1的立体图；
28.图2为本发明制备同质结电池制备过程中步骤s1的示意图；
29.图3为本发明制备同质结电池制备过程中步骤s2的示意图；
30.图4为本发明制备同质结电池制备过程中步骤s3的示意图；
31.图5为本发明制备同质结电池制备过程中步骤s4的示意图；
32.图6为本发明制备同质结电池制备过程中步骤s5的示意图；
33.图7为本发明制备同质结电池制备过程中步骤s6的示意图。
34.图中：1、硅片；2、保护胶；3、金字塔绒面；4、钝化膜；5、金属栅线。
具体实施方式
35.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明
的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
36.申请人发现，激光开槽法易受到绒面金字塔高低起伏的影响，出现金字塔底部钝化膜4去除不完全或损伤p-n结的问题，进而影响铜电镀的附着力效果与最终的同质结电池转换效率，使同质结电池片转换效率降低。
37.本发明提供了一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法，包括以下步骤：
38.s1.首先对硅片1进行预处理，预处理包括对硅片1表面进行清洗和粗抛。在制绒前先进行硅片1预清洗，在去除硅片1切割线痕的同时对硅片1表面进行粗抛，从而保证硅片1表面的平整度。
39.参见附图1和附图2所示，在硅片1的一面或两面通过印刷或喷涂方式涂布保护胶2，通过保护剂的设置，可在后续制绒过程中保护栅线区域不形成绒面。
40.涂布保护胶2区域为后期需要制备金属栅线图形区域；涂布胶的宽度为5um～500um，涂布胶的厚度为0.1～50um。示例性地，涂布胶的宽度为5um、10um、50um、100um、200um、300um、400um、500um，涂布胶的厚度为0.1um、0.5um、1um、5um、10um、20um、30um、40um、50um。
41.s2.参见附图3所示，对涂布保护胶2的硅片1进行制绒，以在硅片1的外漏表面形成金字塔绒面3。由于保护胶2的设置，保护胶2覆盖的区域为平整平面，未形成金字塔绒面3。
42.s3.参见附图4所示，通过石油醚类溶剂去除硅片1表面涂布的保护胶2，石油醚类溶剂选自石油醚、橡胶溶剂油、香花溶剂油、松香水中任意一种或多种。
43.还包括以下步骤：
44.硼、磷扩散：采用管式低压扩散炉对制绒后硅片1分别进行硼、磷扩散；
45.背面抛光、刻蚀，去bsg/psg：采用链式刻蚀设备对背面进行抛光、刻蚀，同时去除磷硅玻璃、硼硅玻璃
46.正面沉积氧化铝：采用ald法对正面进行沉积氧化铝。
47.s4.参见附图5所示，在硅片1表面沉积钝化膜4；钝化膜4选在氧化铝、氮化硅、氧化硅中任意一种。
48.s5.参见附图6所示，激光开槽：利用激光工艺去除后期需要制备金属栅线图形区域的钝化膜4；
49.s6.参见附图7所示，对硅片1进行清洁，然后在去除钝化膜4区域利用电镀工艺制备金属栅线5。
50.具体地，首先制作镍、硅合金后继续镀铜、锡、银等金属形成栅线。
51.实施例下述实施例更具体地描述了本发明公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本发明公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
52.实施例1
53.s1.首先对硅片1进行预处理，预处理包括对硅片1表面进行清洗和粗抛。在制绒前
先进行硅片1预清洗，在去除硅片1切割线痕的同时对硅片1表面进行粗抛，从而保证硅片1表面的平整度。在硅片1的一面通过印刷方式涂布保护胶2，通过保护胶2的设置，可在后续制绒过程中保护栅线区域不形成绒面。涂布保护胶2区域为后期需要制备金属栅线5图形区域；涂布胶的宽度为5um，涂布胶的厚度为0.1um。
54.s2.对涂布保护胶2的硅片1进行制绒，以在硅片1的外漏表面形成金字塔绒面3。由于保护胶2的设置，保护胶2覆盖的区域为平整平面，未形成绒面。
55.s3.通过溶剂石油醚去除硅片1表面涂布的保护胶2。
56.硼、磷扩散：采用管式低压扩散炉对制绒后硅片1分别进行硼、磷扩散；
57.背面抛光、刻蚀，去bsg/psg：采用链式刻蚀设备对背面进行抛光、刻蚀，同时去除磷硅玻璃、硼硅玻璃
58.正面沉积氧化铝：采用ald法对正面进行沉积氧化铝。
59.s4.在硅片1表面沉积氧化铝钝化膜4。
60.s5.激光开槽：利用激光工艺去除后期需要制备金属栅线图形区域的氧化铝钝化膜4。
61.s6.对硅片1进行清洁，然后在去除钝化膜4区域利用电镀工艺制备金属铜栅线。
62.实施例2
63.s1.首先对硅片1进行预处理，预处理包括对硅片1表面进行清洗和粗抛。在制绒前先进行硅片1预清洗，在去除切割线痕的同时对硅片1表面进行粗抛，从而保证硅片1表面的平整度。在硅片1的一面通过喷涂方式涂布保护胶2，通过保护胶2的设置，可在后续制绒过程中保护栅线区域不形成绒面。涂布保护胶2区域为后期需要制备金属栅线图形区域；涂布胶的宽度为500um，涂布胶的厚度为50um。
64.s2.对涂布保护胶2的硅片1进行制绒，以在硅片1的外漏表面形成金字塔绒面3。由于保护胶2的设置，保护胶2覆盖的区域为平整平面，未形成金字塔绒面3。
65.s3.通过溶剂橡胶溶剂油去除硅片1表面涂布的保护胶2。
66.硼、磷扩散：采用管式低压扩散炉对制绒后硅片1分别进行硼、磷扩散；
67.背面抛光、刻蚀，去bsg/psg：采用链式刻蚀设备对背面进行抛光、刻蚀，同时去除磷硅玻璃、硼硅玻璃；
68.正面沉积氧化铝：采用ald法对正面进行沉积氧化铝。
69.s4.在硅片1表面沉积氮化硅钝化膜4。
70.s5.激光开槽：利用激光工艺去除后期需要制备金属栅线图形区域的氮化硅钝化膜4。
71.s6.对硅片1进行清洁，然后在去除氮化硅钝化膜4区域利用电镀工艺制备金属锡栅线。
72.实施例3
73.s1.首先对硅片1进行预处理，预处理包括对硅片1表面进行清洗和粗抛。在制绒前先进行硅片1预清洗，在去除切割线痕的同时对硅片1表面进行粗抛，从而保证硅片1表面的平整度。在硅片1的一面通过喷涂方式涂布保护胶2，通过保护胶2的设置，可在后续制绒过程中保护栅线区域不形成绒面。涂布保护胶2区域为后期需要制备金属栅线图形区域；涂布胶的宽度为200um，涂布胶的厚度为20um。
74.s2.对涂布保护胶2的硅片1进行制绒，以在硅片1的外漏表面形成金字塔绒面3。由于保护胶2的设置，保护胶2覆盖的区域为平整平面，未形成金字塔绒面3。
75.s3.通过溶剂橡胶溶剂油去除硅片1表面涂布的保护胶2。
76.硼、磷扩散：采用管式低压扩散炉对制绒后硅片1分别进行硼、磷扩散；
77.背面抛光、刻蚀，去bsg/psg：采用链式刻蚀设备对背面进行抛光、刻蚀，同时去除磷硅玻璃、硼硅玻璃
78.正面沉积氧化铝：采用ald法对正面进行沉积氧化铝。
79.s4.在硅片1表面沉积氧化硅钝化膜4。
80.s5.激光开槽：利用激光工艺去除后期需要制备金属栅线图形区域的氧化硅钝化膜4。
81.s6.对硅片1进行清洁，然后在去除氧化硅钝化膜4区域利用电镀工艺制备金属银栅线。
82.以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.在硅片表面涂布保护胶，涂布保护胶区域为后期需要制备金属栅线图形区域；s2.对涂布保护胶的硅片进行制绒，以在硅片的外漏表面形成金字塔绒面；s3.去除硅片表面涂布的保护胶；s4.在硅片表面沉积钝化膜；s5.利用激光工艺去除后期需要制备金属栅线图形区域的钝化膜；s6.在去除钝化膜区域制备金属栅线。2.根据权利要求1所述的一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法，其特征在于，s1中，通过印刷或喷涂方式涂布保护胶。3.根据权利要求1所述的一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法，其特征在于，s1中，涂布胶的宽度为5um～500um。4.根据权利要求1所述的一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法，其特征在于，s1中，涂布胶的厚度为0.1～50um。5.根据权利要求1所述的一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法，其特征在于，s1中，涂布保护胶之前，对硅片进行预处理，预处理包括对硅片表面进行清洗和粗抛。6.根据权利要求1所述的一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法，其特征在于，s3中，通过石油醚类溶剂去除保护胶，石油醚类溶剂选自石油醚、橡胶溶剂油、香花溶剂油、松香水中任意一种或多种。7.根据权利要求1所述的一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法，其特征在于，s4中，钝化膜选自氧化铝、氮化硅、氧化硅中任意一种或多种。8.根据权利要求1所述的一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法，其特征在于，s6中，利用电镀工艺制备金属栅线。9.根据权利要求1所述的一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法，其特征在于，s6中，在制备金属栅线前，对硅片进行清洁。10.根据权利要求1所述的一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法，其特征在于，s6中，金属栅线选自铜、锡、银中任意一种。

技术总结
本发明公开了一种实现局部制绒的同质结电池的制备方法，包括以下步骤：S1.在硅片表面涂布保护胶，涂布保护胶区域为后期需要制备金属栅线图形区域；S2.对涂布保护胶的硅片进行制绒，以在硅片的外漏表面形成金字塔绒面；S3.去除硅片表面涂布的保护胶；S4.在硅片表面沉积钝化膜；S5.利用激光工艺去除后期需要制备金属栅线图形区域的钝化膜；S6.在去除钝化膜区域制备金属栅线。该制备方法解决了激光开槽过程中因绒面高低起伏巨大导致激光很难单独只除去表面纳米厚的钝化膜层，进而造成绒面金字塔底部分钝化层因能量不足去除不完全,或在绒面顶部因能量过度而损伤P-N结的问题。N结的问题。N结的问题。


技术研发人员：单伶宝 单崇瑄
受保护的技术使用者：苏州捷得宝机电设备有限公司
技术研发日：2023.07.18
技术公布日：2023/9/14