一种全背电极太阳能电池的生产工艺的制作方法
一种全背电极太阳能电池的生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池领域，具体设及一种全背电极太阳能电池的生产工艺。
【背景技术】
[0002] 当下，第Ξ次工业革命的核屯、是新能源革命，提高太阳能电池效率技术作为提高 太阳能利用率的关键，代表了先进的技术发展方向，对我国光伏产业的结构调整和可持续 发展具有重要影响，属于当前应该发展的重大技术之一。
[000引目前的晶体娃太阳能电池由η型或P型娃制造而成。就P型晶体娃太阳能电池来讲， 由于烧穿正面银浆和背场侣浆的应用，导致娃片电池工艺简单，成本较低，所Wp型晶体娃 太阳能电池是当前的主流产品，目前主流的P型娃太阳能电池效率已经可W稳定在19% W 上，但要想在不改变电池结构和金属化工艺的情况下进一步提高效率已非常困难。
[0004] η型娃片通常载流子寿命较长，电池效率可W做得更高，同时光致衰减小，电池的 总发电量也高，是今后高效晶体娃太阳能电池的主要方向，其中W下Ξ种η型型娃太阳能电 池在未来几年内可能会成为主流的太阳能电池，它们是，（1)指叉型背接触（IBC)太阳能电 池:Su吐ower公司，可生产25 %的最高转化效率的IBC太阳能电池 。So 1 exe 1的柔性太阳能电 池，也属于IBC电池，目前利用四川银河星源科技有限公司开发的导电浆料做电接触，效率 可达21.5%。（2)n型娃型双面太阳能电池：英利太阳能，熊猫电池，效率>20%。（3)n型娃异 质结太阳能电池：日本松下，25.6%，最佳的效率。W上Ξ种类型的太阳能电池都有取代目 前传统的娃太阳能电池的潜力。其中，全背电极(指叉型背接触)IBC晶娃太阳能电池的特点 是正面无栅状电极，正负极交叉排列在背后。运种把正面金属栅极去掉的电池结构有很多 优点：（1)减少正面遮光损失，相当于增加了有效半导体面积；（2)组件装配成本降低；（3) IBC电池组件的可靠性优越；（4)若银的线宽足够小，IBC电池可用双面电池使用，可进一步 提高整体电池效率。但是运种太阳能电池的制备过程中需要印刷不同的导电浆料W形成正 负极，制备工艺相对复杂。
[0005] 目前的晶体娃太阳能电池一般用烧穿银浆技术，分别只能在P+扩散层或n+扩散层 上形成电接触，很难同时在P+扩散层和n+扩散层上形成电接触。而在P+娃扩散层上的电接 触用烧穿导电银浆，目前世界上只有杜邦和贺力±才有该类产品，一般叫银侣浆，需要在银 浆中要加如侣粉来减小接触电阻，但侣的加入会增加烧结后银电极的电阻率，从而增加太 阳能电池的串阻，是提高电池的效率的技术瓶颈之一。另外，银侣浆(导电浆料)在P-型娃上 可形成电接触时，一般需要在银浆中要加较多的侣粉来减小接触电阻，例如美国专利 US2013/0061919和US2012/0031484,都详细叙述了银浆中的侣粉的含量比例，侣的含量至 少大于1%，由于较多侣粉的加入，在高溫烧结条件下，侣的快速扩散又会伤害电池的PN结， 特别是侣粉所产生的侣"spiking",可导致太阳电池的开路电压和并联电阻减小，从而减小 电池的转化效率。
[0006] 本发明中采用的银浆(导电浆料），不需要添加侣粉或含量小于0.2%的侣粉，便可 在P-型娃上可形成低接触电阻的电接触，同时由于只含有小于0.2%的侣粉而减小银浆烧 结后的电极电阻率，减小电池的串联电阻，从而可大大提高太阳能电池的转换效率。更重要 的是本发明的银浆，既可在P+扩散层形成电接触又可在n+扩散层上形成电接触，运样可实 现单一浆料，单次印刷来实现IBC电池的制造。
【发明内容】
[0007] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优 点。
[0008] 为了实现根据本发明的运些目的和其它优点，提供了一种全背电极太阳能电池的 生产工艺，包括W下步骤：
[0009] 步骤一、在η型娃衬底娃片背面分别进行憐、棚局部扩散，形成具有指状交叉排列 的背面η+扩散层区域、背面Ρ+扩散层区域;在η型娃衬底娃片前表面进行憐扩散，形成前表 面η+扩散层；
[0010] 步骤二、将η型娃衬底娃片进行退火氧化处理，在η型娃衬底娃片的前后表面形成 氧化层；
[0011] 步骤Ξ、在η型娃衬底娃片的前表面和背面沉积纯化层，形成前表面纯化层和背面 纯化层;在前表面纯化层上沉积增反层，形成前表面增反层；
[0012]步骤四、将导电浆料单次印刷在背面指状交叉的Ρ+扩散层区域和背面η+扩散层区 域的纯化层上，然后烧结，烧结后，所述导电浆料同时烧穿背面纯化层并分别在背面Ρ+扩散 层区域和背面η+扩散层区域上形成接触电极，完成全背电极太阳能电池的制造。
[0013] 优选的是，所述导电浆料包括W下重量百分比的各组分:银粉80-90%，无机玻璃 粉0.1-10%，有机载体1-15%，有机添加剂0.1-10%，侣粉0.0-0.2% ;功能性添加剂0.05-5%。
[0014] 优选的是，所述导电浆料包括W下重量百分比的各组分:银粉87%，无机玻璃粉 3%，有机载体含量为8%，有机添加剂1.5%，功能性添加剂0.5%。
[0015] 优选的是，所述无机玻璃粉的成分按重量百分比计包括:5~50%氧化铅，2~15% 氧化娃，3~20 %氧化棚，5~50 %氧化祕，10~50 %氧化蹄，1~20 %氧化侣，0.05~20 %氧 化锁，0.05~5 %氧化钢，0.5~10%氧化裡，0.05~5 %氧化儀，0.05~5%氧化鹤，0.05~ 9%氧化儘，1~20%氧化锋，0.05~5%氣化钢，0.01~5%氣化侣，0.01~50%氣化铅。
[0016] 优选的是，所述有机载体的成分按重量百分比计包括：改性纤维素衍生物10~ 15%，有机溶剂55~85%，分散剂1~5%，粘度调节剂5~10% ;所述分散剂为1-乙基-3-甲 基氯化咪挫、1-下基-3-甲基氯化咪挫、1-正十六烷基-3甲基漠化咪挫、1-己基-3-甲基咪挫 四氣棚酸盐中的一种;采用离子液体作为分散剂，其能够有效防止导电浆料中各种粒子的 团聚，使各组分均匀分散于浆料中。
[0017] 优选的是，所述改性纤维素衍生物的制备方法为:按重量份，取2~8份径丙基甲基 纤维素加入80~100份离子液体中，于8~100°C溫度下揽拌1~2小时，然后加入2~3份立乙 胺，并0.1~0.5份/min的滴加速递将5~15份的苯甲酯氯加入，在80~100°C的条件下W300 ~50化/min揽拌反应8~10小时，得反应混合物;将反应混合物冷却至室溫后，加入反应混 合物3倍体积的乙醇混合，过滤，固体物用体积百分比浓度为95 %的乙醇水溶液洗涂3次后， 干燥，即制得改性纤维素衍生物;所述离子液体为1-乙基-3-甲基氯化咪挫、1-下基-3-甲基 氯化咪挫、1 -正十六烷基-3甲基漠化咪挫、1 -己基-3-甲基咪挫四氣棚酸盐中的一种。
[001引优选的是，所述η型娃衬底娃片为η型单晶娃，其电阻率在1-12Ω . cm,厚度为100-150微米;所述背面n+扩散层的方块电阻为80 Ω/□。
[0019] 优选的是，所述前表面纯化层和背面纯化层为单层膜或叠层膜;所述背面纯化层 的厚度为50~80nm;所述单层膜为SiNx膜，所述叠层膜为Si〇2/^Si3N4叠层膜、Si〇2/Al2〇3/ Si3N4叠层膜、A!2〇3/Si3N4叠层膜中的一种；
[0020] 优选的是，所述步骤二中，退火溫度控制在800-1000°C，退火时间控制在20-60分 钟，在η型娃片的前后表面形成氧化层，所述氧化层厚度为3-15nm。
[0021] 优选的是，所述步骤四中，烧结采用红外带式烧结炉。
[0022] 本发明中，所述银粉的颗粒是球形的，颗粒的大小D50为1.5~2.5微米。
[0023] 本发明中，所述导电银浆中含有不大于0.2%的侣粉或不含侣粉，所述侣粉为纯侣 粉或侣合金粉，侣合金粉为侣娃合金粉，侣儀娃合金粉，侣锋合金粉，纳米侣颗粒、纳米侣合 金颗粒，侣粉或侣合金粉的颗粒大小(D50)为1~12微米，或小于1微米，或小于0.1微米。
[0024] 在本发明中，所述玻璃粉的制备方法采用本领域技术人员常用的玻璃粉的制备方 法，例如采用混合机将各组成玻璃粉的氧化物粉末混合均匀，转入刚玉相蜗或白金相蜗中， 并置于高溫炉中。将高溫炉炉内升溫至550°C，保溫0.化，再升溫至1250°C，保溫2-4小时，水 泽过滤得到玻璃颗粒，将玻璃颗粒装入球磨罐，用氧化错球湿磨，过滤后烘干，得到玻璃粉 。
[0025] 本发明中有机载体的作用为金属粉体和起粘结作用的玻璃粉(或氧化物）的运载 体，起着调节浆料粘度，控制浆料的流变性的作用。并使固态的各种粉体混合物分散成具有 流体特性的浆料，W便于通过丝网印刷机高速、高精度地印刷到基体上，形成所需要的线 条。本发明中有机载体为改性纤维素衍生物、分散剂、粘度调节剂和有机溶剂，其中改性纤 维素衍生物具有优良的增稠作用，并且其在一定溫度下溶剂挥发后能成坚膜，烧结后膜层 无裂缝出现，在高溫下能够热分解逸出而无残留灰分。
[00%]在本发明中，所述有机溶剂为二乙二醇下酸、二乙二醇下酸醋酸醋、正下醇、松油 醇、N，N-二甲基乙酷胺中的一种或几种的混合。
[0027] 在本发明中，所述有机添加剂为乙基硅油、苯基硅油、甲基含氨硅油、甲基苯基娃 油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基Ξ氣丙基硅油、甲基乙締基硅油、甲基径基娃 油、乙基含氨硅油、径基含氨硅油、含氯硅油中的一种或几种的混合。
[0028] 在本发明中，所述改性纤维素衍生物由有机树脂替代，其中有机树脂为乙基纤维 素、硝基纤维素、酪醒树脂，中的一种或几种的混合;分散剂为离子型的分散剂或非离子型 的分散剂，具体为邻苯二甲酸二乙醋、司班80、十六醇、BYK-2155，BYK-111，BYK-430，BYK-410中的一种。
[0029] 在本发明中，所述粘度调节剂为松节油、乙二醇下酸、邻苯二甲酸二下醋、巧樣酸 Ξ下醋、憐酸Ξ下醋中的一种或几种按任意比例的组合。
[0030] 在本发明中，功能性添加剂为流平剂、分散剂、消泡剂、触变剂、增稠剂、防沉淀剂、 抗老化剂等中的一种或几种的混合。运些功能性添加剂均为本领域技术人员所公知的一类 物质，其中流平剂包括丙締酸树脂类流平剂、脈醒树脂类流平剂、Ξ聚氯胺甲醒树脂类流平 剂等;分散剂包括脂肪酸类、脂肪族酷胺类、醋类、石蜡类、硬脂酸盐类等；消泡剂包括酷胺 类消泡剂、聚酸类消泡剂、亚胺类消泡剂等;触变剂包括氨化藍麻油类、聚酷胺蜡微粉、改性 脈类物质等;增稠剂包括聚异乙締、聚乙締乙醇、聚甲基苯乙締、聚甲基丙締酸甲醋等;防沉 淀剂包括季锭盐高分子共聚物、阴离子簇酸共聚体、非离子聚氨醋类等;抗老化剂包括辛癸 酸二亚甲基锡、二甲基锡、Ξ下基锡、Ξ苯基锡等。
[0031] 本发明至少包括W下有益效果:采用将本发明的同一种导电浆料同时印刷在η型 娃衬底娃片Ρ+扩散层和η+扩散层上的纯化层上，并采用同样烧结条件同时烧穿，在Ρ+扩散 层和η+扩散层上形成低接触电阻的导电电极，形成的接触电阻率较小，同时大大简化了 IBC 电池的生产工艺，降低了 IBC电池的生产成本。
[0032] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本 发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】：
[0033] 图1为本发明实施例1制备的全背电极太阳能电池的结构示意图。
【具体实施方式】：
[0034] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，W令本领域技术人员参照说明书文 字能够据W实施。
[0035] 应当理解，本文所使用的诸如"具有"、"包含"W及"包括"术语并不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。
[0036] 实施例1:
[0037] -种全背电极太阳能电池的生产工艺，包括W下步骤：
[003引步骤一、选取电阻率在1-12Ω . cm的η型单晶娃，厚度为100-150微米;采用扩散炉 对η型单晶娃背表面进行棚扩散，形成背面Ρ+扩散层区域;采用等离子体增强化学气相沉积 技术(PECVD)方式在棚扩散的背表面沉积掩膜SiNx层;通过激光刻蚀的方法蚀刻去掉背面η +型区域的掩膜SiNx层;在η型单晶娃的前表面及背面刻蚀的开膜区域进行织构化处理，形 成绒面;去除背面的掩膜SiNx层;在η型单晶娃的前表面进行憐扩散，形成前表面η+扩散层； 在背面激光刻蚀后的开孔区域进行憐扩散，形成背面η+扩散层区域，即在η型单晶娃的背面 形成具有指状交叉排列的背面η+扩散层区域、背面Ρ+扩散层区域；
[0039] 步骤二、将η型娃衬底娃片进行退火氧化处理，在η型娃衬底娃片的前后表面形成 氧化层;退火溫度控制在800-1000°C，退火时间控制在20-60分钟，在η型娃片的前后表面形 成氧化层，所述氧化层厚度为3-15nm;
[0040] 步骤Ξ、在η型娃衬底娃片的前表面和背面用PECVD进行SiNx的沉积，形成前表面 纯化层和背面纯化层;在前表面纯化层上沉积增反层，形成前表面增反层；
[0041 ]步骤四、将导电浆料单次印刷在背面指状交叉的P+扩散层区域和背面n+扩散层区 域的纯化层上，然后利用红外带式烧结炉烧结，烧结后，所述导电浆料烧穿背面纯化层并分 别在背面P+扩散层区域和背面n+扩散层区域上形成接触指插状电极，完成全背电极太阳能 电池的制造;其中红外加热的带式烧结炉在空气中烧结，不同的烧结炉的设定溫度是不同 的，但一般要求烧结时，娃片上的实际峰值溫度在700-860°C，大于800°C的时间不要超过5 秒。
[0042]其中，所述导电浆料重量百分比的成分如表1所示；
[0043]表 1 Γ00441
[0045] ~在实施例1中所述无机玻璃粉包括W下重量百分比的各组分:20%氧化铅，5%氧胃 化娃，5 %氧化棚，8 %氧化祕，10 %氧化蹄，2 %氧化侣，3 %氧化锁，1 %氧化钢，2 %氧化裡， 3 %氧化儀，3 %氧化鹤，8 %氧化儘，10 %氧化锋，2 %氣化钢，3 %氣化侣，15 %氣化铅。
[0046] 在实施例1中所述有机载体的成分按重量百分比计包括:改性纤维素衍生物10%， 二乙二醇下酸83%，1-乙基-3-甲基氯化咪挫2%，巧樣酸Ξ下醋5%，其中改性纤维素衍生 物的制备方法为：按重量份，取5份径丙基甲基纤维素加入100份1-乙基-3-甲基氯化咪挫 中，于60°C溫度下揽拌2小时，然后加入2份立乙胺，并0.1份/min的滴加速递将10份的苯甲 酷氯加入，在80°C的条件下W 50化/min揽拌反应8小时，得反应混合物;将反应混合物冷却 至室溫后，加入反应混合物3倍体积的乙醇混合，过滤，固体物用体积百分比浓度为95%的 乙醇水溶液洗涂3次后，干燥，即制得改性纤维素衍生物。
[0047] 在实施例1中所述有机添加剂为乙基硅油与苯基硅油按重量比1:1混合;所述功能 性添加剂为分散剂与流变剂按重量比2:1混合。
[0048] 其中，实施例1中的导电浆料的制备方法为将改性纤维素衍生物、分散剂和粘度调 节剂加入有机溶剂中，揽拌混匀，然后加入银粉、无机玻璃粉、有机添加剂，揽拌均匀，再经 过Ξ漉研磨机研磨，使研磨后浆料的细度小于6um，调节浆料粘度至130~300Pa.s，使浆料 具有较好的印刷性，能够用设计线宽为38微米的印刷网板印刷，印刷宽度可在46微米到60 微米之间。
[0049] 本发明的导电银浆不仅能够在IBC太阳能电池的背面P+扩散层上形成较低的接触 电阻率，而且在n+扩散层上也能形成低欧姆接触，接触接触电阻率同样较低，将导电浆料印 刷在有n+扩散层的P-娃上，n+扩散层的方块电阻为80 Ω /□，n+扩散层的上有纯化层SiNx 层，厚度约50-80纳米，印刷的图形为TLM图形，用TLM方法来测试银浆烧结后在n+扩散层接 触电阻率接触电阻率PC。本发明中的导电浆料在烧结后可烧穿纯化层SiNx层，在n+扩散层 上形成低欧姆接触，接触电阻率和在P+娃扩散层接触电阻率PC相当，如表2所示。
[(K)加]表2 [0化1 ]
[0化2]实施例2:
[0053] -种全背电极太阳能电池的生产工艺，包括W下步骤：
[0054] 步骤一、选取电阻率在3 Ω . cm的η型单晶娃，厚度为120微米;在η型单晶娃背面分 别进行憐、棚局部扩散，形成具有指状交叉排列的背面η+扩散层区域、背面Ρ+扩散层区域； 在η型娃衬底娃片前表面进行憐扩散，形成前表面η+扩散层；
[0055] 步骤二、将η型娃衬底娃片进行退火氧化处理，在η型娃衬底娃片的前后表面形成 氧化层;退火溫度控制在900°C，退火时间控制在40分钟，在η型单晶娃的前后表面形成氧化 层，所述氧化层厚度为8nm;
[0056] 步骤Ξ、在η型娃衬底娃片的前表面和背面用PECVD进行SiNx的沉积，形成前表面 纯化层和背面纯化层;在前表面纯化层上沉积增反层，形成前表面增反层；
[0057] 步骤四、将导电浆料单 次印刷在背面指状交叉的P+扩散层区域和背面n+扩散层区 域的纯化层上，然后利用红外带式烧结炉烧结，烧结后，所述导电浆料烧穿背面纯化层并分 别在背面P+扩散层区域和背面n+扩散层区域上形成接触指插状电极，完成全背电极太阳能 电池的制造;其中红外加热的带式烧结炉在空气中烧结，不同的烧结炉的设定溫度是不同 的，但一般要求烧结时，娃片上的实际峰值溫度在700-860°C，大于800°C的时间不要超过5 秒，其中图1示出了实施例1制备的全背电极太阳能电池的结构示意图，图中1为导电浆料烧 结后形成的接触电极。
[0058] 其中，所述导电浆料重量百分比的成分如表3所示；
[0化9] 表3
[0060]
[0061] 在实施例2中所述无机玻璃粉包括W下重量百分比的各组分:20%氧化铅，5%氧 化娃，5 %氧化棚，8 %氧化祕，10 %氧化蹄，2 %氧化侣，3 %氧化锁，1 %氧化钢，2 %氧化裡， 3 %氧化儀，3 %氧化鹤，8 %氧化儘，10 %氧化锋，2 %氣化钢，3 %氣化侣，15 %氣化铅。
[0062] 在实施例2中所述有机载体的成分按重量百分比计包括:改性纤维素衍生物10%， 二乙二醇下酸83%，1-乙基-3-甲基氯化咪挫2%，巧樣酸Ξ下醋5%，其中改性纤维素衍生 物的制备方法为:取化g径丙基甲基纤维素加入lOOkgl-乙基-3-甲基氯化咪挫中，于60°C溫 度下揽拌2小时，然后加入2kgS乙胺，并O.lkg/min的滴加速递将10kg的苯甲酯氯加入，在 80°C的条件下W50化/min揽拌反应8小时，得反应混合物;将反应混合物冷却至室溫后，加 入反应混合物3倍体积的乙醇混合，过滤，固体物用体积百分比浓度为95%的乙醇水溶液洗 涂3次后，干燥，即制得改性纤维素衍生物。
[0063] 在实施例2中所述有机添加剂为乙基硅油与苯基硅油按重量比1:1混合;所述功能 性添加剂为分散剂、防沉淀剂、抗老化剂、流变剂按重量比1:1:1:1混合。
[0064] 其中，实施例2中的导电浆料的制备方法为将改性纤维素衍生物、分散剂和粘度调 节剂加入有机溶剂中，揽拌混匀，然后加入银粉、无机玻璃粉、有机添加剂，揽拌均匀，再经 过Ξ漉研磨机研磨，使研磨后浆料的细度小于6um，调节浆料粘度至130~300Pa.s，使浆料 具有较好的印刷性，能够用设计线宽为38微米的印刷网板印刷，印刷宽度可在46微米到60 微米之间。
[0065] 在本发明制备全背电极太阳能电池的生产工艺中，采用将同一种导电浆料同时印 刷在η型娃衬底娃片P+扩散层和n+扩散层上的纯化层上，并采用同样烧结条件同时烧穿，在 P+扩散层和n+扩散层上形成低接触电阻的的导电电极，形成的接触电阻率较小，同时大大 简化了 IBC电池的生产工艺，降低了 IBC电池的生产成本。
[0066] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可W被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和运里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、在η型硅衬底硅片背面分别进行磷、硼局部扩散，形成具有指状交叉排列的背 面η+扩散层区域、背面Ρ+扩散层区域;在η型硅衬底硅片前表面进行磷扩散，形成前表面η+ 扩散层； 步骤二、将η型硅衬底硅片进行退火氧化处理，在η型硅衬底硅片的前后表面形成氧化 层； 步骤三、在η型硅衬底硅片的前表面和背面沉积钝化层，形成前表面钝化层和背面钝化 层;在前表面钝化层上沉积增反层，形成前表面增反层； 步骤四、将导电浆料单次印刷在背面指状交叉的Ρ+扩散层区域和背面η+扩散层区域的 钝化层上，然后烧结，烧结后，所述导电浆料同时烧穿背面钝化层并分别在背面Ρ+扩散层区 域和背面η+扩散层区域上形成接触电极，完成全背电极太阳能电池的制造。2. 如权利要求1所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述导电浆料包 括以下重量百分比的各组分:银粉80-90%，无机玻璃粉0.1-10%，有机载体1-15%，有机添 加剂0 · 1-10 %，铝粉0 · 0-0 · 2 % ;功能性添加剂0 · 05-5 %。3. 如权利要求2所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述导电浆料包 括以下重量百分比的各组分:银粉87%，无机玻璃粉3%，有机载体含量为8%，有机添加剂 1.5%，功能性添加剂0.5%。4. 如权利要求2所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述无机玻璃粉 的成分按重量百分比计包括:5~50%氧化铅，2~15%氧化硅，3~20%氧化硼，5~50%氧 化铋，10~50 %氧化碲，1~20 %氧化铝，0 · 05~20 %氧化锶，0 · 05~5 %氧化钠，0 · 5~10 % 氧化锂，0.05~5 %氧化镁，0.05~5 %氧化妈，0.05~9 %氧化猛，1~20 %氧化锌，0.05~ 5%氟化钠，0.01~5%氟化铝，0.01~50%氟化铅。5. 如权利要求2所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述有机载体的 成分按重量百分比计包括：改性纤维素衍生物10~15%，有机溶剂55~85%，分散剂1~ 5%，粘度调节剂5~10%;所述分散剂为1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-丁基-3-甲基氯化咪 唑、1 -正十六烷基-3甲基溴化咪唑、1 -己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种。6. 如权利要求5所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述改性纤维素 衍生物的制备方法为:按重量份，取2~8份羟丙基甲基纤维素加入80~100份离子液体中， 于8~100°C温度下搅拌1~2小时，然后加入2~3份三乙胺，并0.1~0.5份/min的滴加速递 将5~15份的苯甲酰氯加入，在80~100°C的条件下以300~500r/min搅拌反应8~10小时， 得反应混合物;将反应混合物冷却至室温后，加入反应混合物3倍体积的乙醇混合，过滤，固 体物用体积百分比浓度为95%的乙醇水溶液洗涤3次后，干燥，即制得改性纤维素衍生物； 所述离子液体为1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-丁基-3-甲基氯化咪唑、1-正十六烷基-3甲基 溴化咪唑、1 -己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种。7. 如权利要求1所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述η型硅衬底 硅片为η型单晶硅，其电阻率在1-12Ω·cm，厚度为100-150微米;所述背面η+扩散层的方块 电阻为80Ω/口。8. 如权利要求1所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述前表面钝化 层和背面钝化层为单层膜或叠层膜；所述背面钝化层的厚度为50~80nm;所述单层膜为 SiNx膜，所述叠层膜为Si02/Si3N4叠层膜、Si02/Al2〇3/Si3N4叠层膜、Al2〇3/Si3N4叠层膜中的 一种。9. 如权利要求1所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述步骤二中， 退火温度控制在800-1000°C，退火时间控制在20-60分钟，在η型硅片的前后表面形成氧化 层，所述氧化层厚度为3_15nm〇10. 如权利要求1所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述步骤四中， 烧结采用红外带式烧结炉。
【专利摘要】本发明公开了一种全背电极太阳能电池的生产工艺，包括：(1)在n型硅衬底硅片背面形成具有指状交叉排列的背面n+扩散层区域、背面p+扩散层区域；在n型硅衬底硅片前表面形成前表面n+扩散层；(2)将n型硅衬底硅片进行退火氧化处理形成氧化层；(3)在n型硅衬底硅片的前表面和背面沉积钝化层；在前表面钝化层上沉积增反层；(4)将导电浆料印刷在背面钝化层上，烧结后，分别在背面p+扩散层区域和背面n+扩散层区域上形成接触电极，完成全背电极太阳能电池的制造。本发明将单一导电浆料同时印刷在背面p+扩散层和n+扩散层上的钝化层上，烧结后在p+扩散层和n+扩散层上形成低接触电阻的指状交叉导电电极，简化了IBC电池的生产工艺，降低了IBC电池的生产成本。
【IPC分类】H01L31/068, H01L31/0224, H01L31/18, H01B1/22
【公开号】CN105489710
【申请号】CN201610046118
【发明人】李运钧, 朱航, 杨蔚, 曾国平, 杨墨熹, 李昕
【申请人】四川银河星源科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月22日
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池领域，具体设及一种全背电极太阳能电池的生产工艺。
【背景技术】
[0002] 当下，第Ξ次工业革命的核屯、是新能源革命，提高太阳能电池效率技术作为提高 太阳能利用率的关键，代表了先进的技术发展方向，对我国光伏产业的结构调整和可持续 发展具有重要影响，属于当前应该发展的重大技术之一。
[000引目前的晶体娃太阳能电池由η型或P型娃制造而成。就P型晶体娃太阳能电池来讲， 由于烧穿正面银浆和背场侣浆的应用，导致娃片电池工艺简单，成本较低，所Wp型晶体娃 太阳能电池是当前的主流产品，目前主流的P型娃太阳能电池效率已经可W稳定在19% W 上，但要想在不改变电池结构和金属化工艺的情况下进一步提高效率已非常困难。
[0004] η型娃片通常载流子寿命较长，电池效率可W做得更高，同时光致衰减小，电池的 总发电量也高，是今后高效晶体娃太阳能电池的主要方向，其中W下Ξ种η型型娃太阳能电 池在未来几年内可能会成为主流的太阳能电池，它们是，（1)指叉型背接触（IBC)太阳能电 池:Su吐ower公司，可生产25 %的最高转化效率的IBC太阳能电池 。So 1 exe 1的柔性太阳能电 池，也属于IBC电池，目前利用四川银河星源科技有限公司开发的导电浆料做电接触，效率 可达21.5%。（2)n型娃型双面太阳能电池：英利太阳能，熊猫电池，效率>20%。（3)n型娃异 质结太阳能电池：日本松下，25.6%，最佳的效率。W上Ξ种类型的太阳能电池都有取代目 前传统的娃太阳能电池的潜力。其中，全背电极(指叉型背接触)IBC晶娃太阳能电池的特点 是正面无栅状电极，正负极交叉排列在背后。运种把正面金属栅极去掉的电池结构有很多 优点：（1)减少正面遮光损失，相当于增加了有效半导体面积；（2)组件装配成本降低；（3) IBC电池组件的可靠性优越；（4)若银的线宽足够小，IBC电池可用双面电池使用，可进一步 提高整体电池效率。但是运种太阳能电池的制备过程中需要印刷不同的导电浆料W形成正 负极，制备工艺相对复杂。
[0005] 目前的晶体娃太阳能电池一般用烧穿银浆技术，分别只能在P+扩散层或n+扩散层 上形成电接触，很难同时在P+扩散层和n+扩散层上形成电接触。而在P+娃扩散层上的电接 触用烧穿导电银浆，目前世界上只有杜邦和贺力±才有该类产品，一般叫银侣浆，需要在银 浆中要加如侣粉来减小接触电阻，但侣的加入会增加烧结后银电极的电阻率，从而增加太 阳能电池的串阻，是提高电池的效率的技术瓶颈之一。另外，银侣浆(导电浆料)在P-型娃上 可形成电接触时，一般需要在银浆中要加较多的侣粉来减小接触电阻，例如美国专利 US2013/0061919和US2012/0031484,都详细叙述了银浆中的侣粉的含量比例，侣的含量至 少大于1%，由于较多侣粉的加入，在高溫烧结条件下，侣的快速扩散又会伤害电池的PN结， 特别是侣粉所产生的侣"spiking",可导致太阳电池的开路电压和并联电阻减小，从而减小 电池的转化效率。
[0006] 本发明中采用的银浆(导电浆料），不需要添加侣粉或含量小于0.2%的侣粉，便可 在P-型娃上可形成低接触电阻的电接触，同时由于只含有小于0.2%的侣粉而减小银浆烧 结后的电极电阻率，减小电池的串联电阻，从而可大大提高太阳能电池的转换效率。更重要 的是本发明的银浆，既可在P+扩散层形成电接触又可在n+扩散层上形成电接触，运样可实 现单一浆料，单次印刷来实现IBC电池的制造。
【发明内容】
[0007] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优 点。
[0008] 为了实现根据本发明的运些目的和其它优点，提供了一种全背电极太阳能电池的 生产工艺，包括W下步骤：
[0009] 步骤一、在η型娃衬底娃片背面分别进行憐、棚局部扩散，形成具有指状交叉排列 的背面η+扩散层区域、背面Ρ+扩散层区域;在η型娃衬底娃片前表面进行憐扩散，形成前表 面η+扩散层；
[0010] 步骤二、将η型娃衬底娃片进行退火氧化处理，在η型娃衬底娃片的前后表面形成 氧化层；
[0011] 步骤Ξ、在η型娃衬底娃片的前表面和背面沉积纯化层，形成前表面纯化层和背面 纯化层;在前表面纯化层上沉积增反层，形成前表面增反层；
[0012]步骤四、将导电浆料单次印刷在背面指状交叉的Ρ+扩散层区域和背面η+扩散层区 域的纯化层上，然后烧结，烧结后，所述导电浆料同时烧穿背面纯化层并分别在背面Ρ+扩散 层区域和背面η+扩散层区域上形成接触电极，完成全背电极太阳能电池的制造。
[0013] 优选的是，所述导电浆料包括W下重量百分比的各组分:银粉80-90%，无机玻璃 粉0.1-10%，有机载体1-15%，有机添加剂0.1-10%，侣粉0.0-0.2% ;功能性添加剂0.05-5%。
[0014] 优选的是，所述导电浆料包括W下重量百分比的各组分:银粉87%，无机玻璃粉 3%，有机载体含量为8%，有机添加剂1.5%，功能性添加剂0.5%。
[0015] 优选的是，所述无机玻璃粉的成分按重量百分比计包括:5~50%氧化铅，2~15% 氧化娃，3~20 %氧化棚，5~50 %氧化祕，10~50 %氧化蹄，1~20 %氧化侣，0.05~20 %氧 化锁，0.05~5 %氧化钢，0.5~10%氧化裡，0.05~5 %氧化儀，0.05~5%氧化鹤，0.05~ 9%氧化儘，1~20%氧化锋，0.05~5%氣化钢，0.01~5%氣化侣，0.01~50%氣化铅。
[0016] 优选的是，所述有机载体的成分按重量百分比计包括：改性纤维素衍生物10~ 15%，有机溶剂55~85%，分散剂1~5%，粘度调节剂5~10% ;所述分散剂为1-乙基-3-甲 基氯化咪挫、1-下基-3-甲基氯化咪挫、1-正十六烷基-3甲基漠化咪挫、1-己基-3-甲基咪挫 四氣棚酸盐中的一种;采用离子液体作为分散剂，其能够有效防止导电浆料中各种粒子的 团聚，使各组分均匀分散于浆料中。
[0017] 优选的是，所述改性纤维素衍生物的制备方法为:按重量份，取2~8份径丙基甲基 纤维素加入80~100份离子液体中，于8~100°C溫度下揽拌1~2小时，然后加入2~3份立乙 胺，并0.1~0.5份/min的滴加速递将5~15份的苯甲酯氯加入，在80~100°C的条件下W300 ~50化/min揽拌反应8~10小时，得反应混合物;将反应混合物冷却至室溫后，加入反应混 合物3倍体积的乙醇混合，过滤，固体物用体积百分比浓度为95 %的乙醇水溶液洗涂3次后， 干燥，即制得改性纤维素衍生物;所述离子液体为1-乙基-3-甲基氯化咪挫、1-下基-3-甲基 氯化咪挫、1 -正十六烷基-3甲基漠化咪挫、1 -己基-3-甲基咪挫四氣棚酸盐中的一种。
[001引优选的是，所述η型娃衬底娃片为η型单晶娃，其电阻率在1-12Ω . cm,厚度为100-150微米;所述背面n+扩散层的方块电阻为80 Ω/□。
[0019] 优选的是，所述前表面纯化层和背面纯化层为单层膜或叠层膜;所述背面纯化层 的厚度为50~80nm;所述单层膜为SiNx膜，所述叠层膜为Si〇2/^Si3N4叠层膜、Si〇2/Al2〇3/ Si3N4叠层膜、A!2〇3/Si3N4叠层膜中的一种；
[0020] 优选的是，所述步骤二中，退火溫度控制在800-1000°C，退火时间控制在20-60分 钟，在η型娃片的前后表面形成氧化层，所述氧化层厚度为3-15nm。
[0021] 优选的是，所述步骤四中，烧结采用红外带式烧结炉。
[0022] 本发明中，所述银粉的颗粒是球形的，颗粒的大小D50为1.5~2.5微米。
[0023] 本发明中，所述导电银浆中含有不大于0.2%的侣粉或不含侣粉，所述侣粉为纯侣 粉或侣合金粉，侣合金粉为侣娃合金粉，侣儀娃合金粉，侣锋合金粉，纳米侣颗粒、纳米侣合 金颗粒，侣粉或侣合金粉的颗粒大小(D50)为1~12微米，或小于1微米，或小于0.1微米。
[0024] 在本发明中，所述玻璃粉的制备方法采用本领域技术人员常用的玻璃粉的制备方 法，例如采用混合机将各组成玻璃粉的氧化物粉末混合均匀，转入刚玉相蜗或白金相蜗中， 并置于高溫炉中。将高溫炉炉内升溫至550°C，保溫0.化，再升溫至1250°C，保溫2-4小时，水 泽过滤得到玻璃颗粒，将玻璃颗粒装入球磨罐，用氧化错球湿磨，过滤后烘干，得到玻璃粉 。
[0025] 本发明中有机载体的作用为金属粉体和起粘结作用的玻璃粉(或氧化物）的运载 体，起着调节浆料粘度，控制浆料的流变性的作用。并使固态的各种粉体混合物分散成具有 流体特性的浆料，W便于通过丝网印刷机高速、高精度地印刷到基体上，形成所需要的线 条。本发明中有机载体为改性纤维素衍生物、分散剂、粘度调节剂和有机溶剂，其中改性纤 维素衍生物具有优良的增稠作用，并且其在一定溫度下溶剂挥发后能成坚膜，烧结后膜层 无裂缝出现，在高溫下能够热分解逸出而无残留灰分。
[00%]在本发明中，所述有机溶剂为二乙二醇下酸、二乙二醇下酸醋酸醋、正下醇、松油 醇、N，N-二甲基乙酷胺中的一种或几种的混合。
[0027] 在本发明中，所述有机添加剂为乙基硅油、苯基硅油、甲基含氨硅油、甲基苯基娃 油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基Ξ氣丙基硅油、甲基乙締基硅油、甲基径基娃 油、乙基含氨硅油、径基含氨硅油、含氯硅油中的一种或几种的混合。
[0028] 在本发明中，所述改性纤维素衍生物由有机树脂替代，其中有机树脂为乙基纤维 素、硝基纤维素、酪醒树脂，中的一种或几种的混合;分散剂为离子型的分散剂或非离子型 的分散剂，具体为邻苯二甲酸二乙醋、司班80、十六醇、BYK-2155，BYK-111，BYK-430，BYK-410中的一种。
[0029] 在本发明中，所述粘度调节剂为松节油、乙二醇下酸、邻苯二甲酸二下醋、巧樣酸 Ξ下醋、憐酸Ξ下醋中的一种或几种按任意比例的组合。
[0030] 在本发明中，功能性添加剂为流平剂、分散剂、消泡剂、触变剂、增稠剂、防沉淀剂、 抗老化剂等中的一种或几种的混合。运些功能性添加剂均为本领域技术人员所公知的一类 物质，其中流平剂包括丙締酸树脂类流平剂、脈醒树脂类流平剂、Ξ聚氯胺甲醒树脂类流平 剂等;分散剂包括脂肪酸类、脂肪族酷胺类、醋类、石蜡类、硬脂酸盐类等；消泡剂包括酷胺 类消泡剂、聚酸类消泡剂、亚胺类消泡剂等;触变剂包括氨化藍麻油类、聚酷胺蜡微粉、改性 脈类物质等;增稠剂包括聚异乙締、聚乙締乙醇、聚甲基苯乙締、聚甲基丙締酸甲醋等;防沉 淀剂包括季锭盐高分子共聚物、阴离子簇酸共聚体、非离子聚氨醋类等;抗老化剂包括辛癸 酸二亚甲基锡、二甲基锡、Ξ下基锡、Ξ苯基锡等。
[0031] 本发明至少包括W下有益效果:采用将本发明的同一种导电浆料同时印刷在η型 娃衬底娃片Ρ+扩散层和η+扩散层上的纯化层上，并采用同样烧结条件同时烧穿，在Ρ+扩散 层和η+扩散层上形成低接触电阻的导电电极，形成的接触电阻率较小，同时大大简化了 IBC 电池的生产工艺，降低了 IBC电池的生产成本。
[0032] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本 发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】：
[0033] 图1为本发明实施例1制备的全背电极太阳能电池的结构示意图。
【具体实施方式】：
[0034] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，W令本领域技术人员参照说明书文 字能够据W实施。
[0035] 应当理解，本文所使用的诸如"具有"、"包含"W及"包括"术语并不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。
[0036] 实施例1:
[0037] -种全背电极太阳能电池的生产工艺，包括W下步骤：
[003引步骤一、选取电阻率在1-12Ω . cm的η型单晶娃，厚度为100-150微米;采用扩散炉 对η型单晶娃背表面进行棚扩散，形成背面Ρ+扩散层区域;采用等离子体增强化学气相沉积 技术(PECVD)方式在棚扩散的背表面沉积掩膜SiNx层;通过激光刻蚀的方法蚀刻去掉背面η +型区域的掩膜SiNx层;在η型单晶娃的前表面及背面刻蚀的开膜区域进行织构化处理，形 成绒面;去除背面的掩膜SiNx层;在η型单晶娃的前表面进行憐扩散，形成前表面η+扩散层； 在背面激光刻蚀后的开孔区域进行憐扩散，形成背面η+扩散层区域，即在η型单晶娃的背面 形成具有指状交叉排列的背面η+扩散层区域、背面Ρ+扩散层区域；
[0039] 步骤二、将η型娃衬底娃片进行退火氧化处理，在η型娃衬底娃片的前后表面形成 氧化层;退火溫度控制在800-1000°C，退火时间控制在20-60分钟，在η型娃片的前后表面形 成氧化层，所述氧化层厚度为3-15nm;
[0040] 步骤Ξ、在η型娃衬底娃片的前表面和背面用PECVD进行SiNx的沉积，形成前表面 纯化层和背面纯化层;在前表面纯化层上沉积增反层，形成前表面增反层；
[0041 ]步骤四、将导电浆料单次印刷在背面指状交叉的P+扩散层区域和背面n+扩散层区 域的纯化层上，然后利用红外带式烧结炉烧结，烧结后，所述导电浆料烧穿背面纯化层并分 别在背面P+扩散层区域和背面n+扩散层区域上形成接触指插状电极，完成全背电极太阳能 电池的制造;其中红外加热的带式烧结炉在空气中烧结，不同的烧结炉的设定溫度是不同 的，但一般要求烧结时，娃片上的实际峰值溫度在700-860°C，大于800°C的时间不要超过5 秒。
[0042]其中，所述导电浆料重量百分比的成分如表1所示；
[0043]表 1 Γ00441
[0045] ~在实施例1中所述无机玻璃粉包括W下重量百分比的各组分:20%氧化铅，5%氧胃 化娃，5 %氧化棚，8 %氧化祕，10 %氧化蹄，2 %氧化侣，3 %氧化锁，1 %氧化钢，2 %氧化裡， 3 %氧化儀，3 %氧化鹤，8 %氧化儘，10 %氧化锋，2 %氣化钢，3 %氣化侣，15 %氣化铅。
[0046] 在实施例1中所述有机载体的成分按重量百分比计包括:改性纤维素衍生物10%， 二乙二醇下酸83%，1-乙基-3-甲基氯化咪挫2%，巧樣酸Ξ下醋5%，其中改性纤维素衍生 物的制备方法为：按重量份，取5份径丙基甲基纤维素加入100份1-乙基-3-甲基氯化咪挫 中，于60°C溫度下揽拌2小时，然后加入2份立乙胺，并0.1份/min的滴加速递将10份的苯甲 酷氯加入，在80°C的条件下W 50化/min揽拌反应8小时，得反应混合物;将反应混合物冷却 至室溫后，加入反应混合物3倍体积的乙醇混合，过滤，固体物用体积百分比浓度为95%的 乙醇水溶液洗涂3次后，干燥，即制得改性纤维素衍生物。
[0047] 在实施例1中所述有机添加剂为乙基硅油与苯基硅油按重量比1:1混合;所述功能 性添加剂为分散剂与流变剂按重量比2:1混合。
[0048] 其中，实施例1中的导电浆料的制备方法为将改性纤维素衍生物、分散剂和粘度调 节剂加入有机溶剂中，揽拌混匀，然后加入银粉、无机玻璃粉、有机添加剂，揽拌均匀，再经 过Ξ漉研磨机研磨，使研磨后浆料的细度小于6um，调节浆料粘度至130~300Pa.s，使浆料 具有较好的印刷性，能够用设计线宽为38微米的印刷网板印刷，印刷宽度可在46微米到60 微米之间。
[0049] 本发明的导电银浆不仅能够在IBC太阳能电池的背面P+扩散层上形成较低的接触 电阻率，而且在n+扩散层上也能形成低欧姆接触，接触接触电阻率同样较低，将导电浆料印 刷在有n+扩散层的P-娃上，n+扩散层的方块电阻为80 Ω /□，n+扩散层的上有纯化层SiNx 层，厚度约50-80纳米，印刷的图形为TLM图形，用TLM方法来测试银浆烧结后在n+扩散层接 触电阻率接触电阻率PC。本发明中的导电浆料在烧结后可烧穿纯化层SiNx层，在n+扩散层 上形成低欧姆接触，接触电阻率和在P+娃扩散层接触电阻率PC相当，如表2所示。
[(K)加]表2 [0化1 ]
[0化2]实施例2:
[0053] -种全背电极太阳能电池的生产工艺，包括W下步骤：
[0054] 步骤一、选取电阻率在3 Ω . cm的η型单晶娃，厚度为120微米;在η型单晶娃背面分 别进行憐、棚局部扩散，形成具有指状交叉排列的背面η+扩散层区域、背面Ρ+扩散层区域； 在η型娃衬底娃片前表面进行憐扩散，形成前表面η+扩散层；
[0055] 步骤二、将η型娃衬底娃片进行退火氧化处理，在η型娃衬底娃片的前后表面形成 氧化层;退火溫度控制在900°C，退火时间控制在40分钟，在η型单晶娃的前后表面形成氧化 层，所述氧化层厚度为8nm;
[0056] 步骤Ξ、在η型娃衬底娃片的前表面和背面用PECVD进行SiNx的沉积，形成前表面 纯化层和背面纯化层;在前表面纯化层上沉积增反层，形成前表面增反层；
[0057] 步骤四、将导电浆料单 次印刷在背面指状交叉的P+扩散层区域和背面n+扩散层区 域的纯化层上，然后利用红外带式烧结炉烧结，烧结后，所述导电浆料烧穿背面纯化层并分 别在背面P+扩散层区域和背面n+扩散层区域上形成接触指插状电极，完成全背电极太阳能 电池的制造;其中红外加热的带式烧结炉在空气中烧结，不同的烧结炉的设定溫度是不同 的，但一般要求烧结时，娃片上的实际峰值溫度在700-860°C，大于800°C的时间不要超过5 秒，其中图1示出了实施例1制备的全背电极太阳能电池的结构示意图，图中1为导电浆料烧 结后形成的接触电极。
[0058] 其中，所述导电浆料重量百分比的成分如表3所示；
[0化9] 表3
[0060]
[0061] 在实施例2中所述无机玻璃粉包括W下重量百分比的各组分:20%氧化铅，5%氧 化娃，5 %氧化棚，8 %氧化祕，10 %氧化蹄，2 %氧化侣，3 %氧化锁，1 %氧化钢，2 %氧化裡， 3 %氧化儀，3 %氧化鹤，8 %氧化儘，10 %氧化锋，2 %氣化钢，3 %氣化侣，15 %氣化铅。
[0062] 在实施例2中所述有机载体的成分按重量百分比计包括:改性纤维素衍生物10%， 二乙二醇下酸83%，1-乙基-3-甲基氯化咪挫2%，巧樣酸Ξ下醋5%，其中改性纤维素衍生 物的制备方法为:取化g径丙基甲基纤维素加入lOOkgl-乙基-3-甲基氯化咪挫中，于60°C溫 度下揽拌2小时，然后加入2kgS乙胺，并O.lkg/min的滴加速递将10kg的苯甲酯氯加入，在 80°C的条件下W50化/min揽拌反应8小时，得反应混合物;将反应混合物冷却至室溫后，加 入反应混合物3倍体积的乙醇混合，过滤，固体物用体积百分比浓度为95%的乙醇水溶液洗 涂3次后，干燥，即制得改性纤维素衍生物。
[0063] 在实施例2中所述有机添加剂为乙基硅油与苯基硅油按重量比1:1混合;所述功能 性添加剂为分散剂、防沉淀剂、抗老化剂、流变剂按重量比1:1:1:1混合。
[0064] 其中，实施例2中的导电浆料的制备方法为将改性纤维素衍生物、分散剂和粘度调 节剂加入有机溶剂中，揽拌混匀，然后加入银粉、无机玻璃粉、有机添加剂，揽拌均匀，再经 过Ξ漉研磨机研磨，使研磨后浆料的细度小于6um，调节浆料粘度至130~300Pa.s，使浆料 具有较好的印刷性，能够用设计线宽为38微米的印刷网板印刷，印刷宽度可在46微米到60 微米之间。
[0065] 在本发明制备全背电极太阳能电池的生产工艺中，采用将同一种导电浆料同时印 刷在η型娃衬底娃片P+扩散层和n+扩散层上的纯化层上，并采用同样烧结条件同时烧穿，在 P+扩散层和n+扩散层上形成低接触电阻的的导电电极，形成的接触电阻率较小，同时大大 简化了 IBC电池的生产工艺，降低了 IBC电池的生产成本。
[0066] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可W被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和运里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、在η型硅衬底硅片背面分别进行磷、硼局部扩散，形成具有指状交叉排列的背 面η+扩散层区域、背面Ρ+扩散层区域;在η型硅衬底硅片前表面进行磷扩散，形成前表面η+ 扩散层； 步骤二、将η型硅衬底硅片进行退火氧化处理，在η型硅衬底硅片的前后表面形成氧化 层； 步骤三、在η型硅衬底硅片的前表面和背面沉积钝化层，形成前表面钝化层和背面钝化 层;在前表面钝化层上沉积增反层，形成前表面增反层； 步骤四、将导电浆料单次印刷在背面指状交叉的Ρ+扩散层区域和背面η+扩散层区域的 钝化层上，然后烧结，烧结后，所述导电浆料同时烧穿背面钝化层并分别在背面Ρ+扩散层区 域和背面η+扩散层区域上形成接触电极，完成全背电极太阳能电池的制造。2. 如权利要求1所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述导电浆料包 括以下重量百分比的各组分:银粉80-90%，无机玻璃粉0.1-10%，有机载体1-15%，有机添 加剂0 · 1-10 %，铝粉0 · 0-0 · 2 % ;功能性添加剂0 · 05-5 %。3. 如权利要求2所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述导电浆料包 括以下重量百分比的各组分:银粉87%，无机玻璃粉3%，有机载体含量为8%，有机添加剂 1.5%，功能性添加剂0.5%。4. 如权利要求2所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述无机玻璃粉 的成分按重量百分比计包括:5~50%氧化铅，2~15%氧化硅，3~20%氧化硼，5~50%氧 化铋，10~50 %氧化碲，1~20 %氧化铝，0 · 05~20 %氧化锶，0 · 05~5 %氧化钠，0 · 5~10 % 氧化锂，0.05~5 %氧化镁，0.05~5 %氧化妈，0.05~9 %氧化猛，1~20 %氧化锌，0.05~ 5%氟化钠，0.01~5%氟化铝，0.01~50%氟化铅。5. 如权利要求2所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述有机载体的 成分按重量百分比计包括：改性纤维素衍生物10~15%，有机溶剂55~85%，分散剂1~ 5%，粘度调节剂5~10%;所述分散剂为1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-丁基-3-甲基氯化咪 唑、1 -正十六烷基-3甲基溴化咪唑、1 -己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种。6. 如权利要求5所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述改性纤维素 衍生物的制备方法为:按重量份，取2~8份羟丙基甲基纤维素加入80~100份离子液体中， 于8~100°C温度下搅拌1~2小时，然后加入2~3份三乙胺，并0.1~0.5份/min的滴加速递 将5~15份的苯甲酰氯加入，在80~100°C的条件下以300~500r/min搅拌反应8~10小时， 得反应混合物;将反应混合物冷却至室温后，加入反应混合物3倍体积的乙醇混合，过滤，固 体物用体积百分比浓度为95%的乙醇水溶液洗涤3次后，干燥，即制得改性纤维素衍生物； 所述离子液体为1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-丁基-3-甲基氯化咪唑、1-正十六烷基-3甲基 溴化咪唑、1 -己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种。7. 如权利要求1所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述η型硅衬底 硅片为η型单晶硅，其电阻率在1-12Ω·cm，厚度为100-150微米;所述背面η+扩散层的方块 电阻为80Ω/口。8. 如权利要求1所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述前表面钝化 层和背面钝化层为单层膜或叠层膜；所述背面钝化层的厚度为50~80nm;所述单层膜为 SiNx膜，所述叠层膜为Si02/Si3N4叠层膜、Si02/Al2〇3/Si3N4叠层膜、Al2〇3/Si3N4叠层膜中的 一种。9. 如权利要求1所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述步骤二中， 退火温度控制在800-1000°C，退火时间控制在20-60分钟，在η型硅片的前后表面形成氧化 层，所述氧化层厚度为3_15nm〇10. 如权利要求1所述的全背电极太阳能电池的生产工艺，其特征在于，所述步骤四中， 烧结采用红外带式烧结炉。
【专利摘要】本发明公开了一种全背电极太阳能电池的生产工艺，包括：(1)在n型硅衬底硅片背面形成具有指状交叉排列的背面n+扩散层区域、背面p+扩散层区域；在n型硅衬底硅片前表面形成前表面n+扩散层；(2)将n型硅衬底硅片进行退火氧化处理形成氧化层；(3)在n型硅衬底硅片的前表面和背面沉积钝化层；在前表面钝化层上沉积增反层；(4)将导电浆料印刷在背面钝化层上，烧结后，分别在背面p+扩散层区域和背面n+扩散层区域上形成接触电极，完成全背电极太阳能电池的制造。本发明将单一导电浆料同时印刷在背面p+扩散层和n+扩散层上的钝化层上，烧结后在p+扩散层和n+扩散层上形成低接触电阻的指状交叉导电电极，简化了IBC电池的生产工艺，降低了IBC电池的生产成本。
【IPC分类】H01L31/068, H01L31/0224, H01L31/18, H01B1/22
【公开号】CN105489710
【申请号】CN201610046118
【发明人】李运钧, 朱航, 杨蔚, 曾国平, 杨墨熹, 李昕
【申请人】四川银河星源科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月22日
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