[发明专利]一种提高晶硅太阳能电池并联电阻的方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池制作技术领域，具体地说是涉及太阳能电池片干法刻蚀工艺中的边缘刻蚀提高太阳能电池并联电阻的方法。

背景技术

在晶硅太阳能电池的传统生产工艺中，刻蚀工艺通常采用干法刻蚀或者湿法刻蚀。由于经过背靠背的扩散后，硅片的所有表面包括边缘将不可避免地扩散上磷。PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路。因此，必须对太阳能电池周边进行刻蚀，以去除电池边缘的PN结。干法刻蚀即等离子体刻蚀，采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到硅片的边缘部位，与其发生反应，形成挥发性生成物而被去除。刻蚀硅基材料时的刻蚀气体有CF₄，C₂F₆，SF₆等。其中最常用的是CF₄。CF₄本身不会直接刻蚀硅。其化学反应过程如下所示：

e^-+CF₄→CF₂+2F+e^-

Si+4F→SiF₄

Si+2CF₂→SiF₄+2C

CF₄等离子体对Si和SiO₂有很高的刻蚀选择比，室温下可高达50，所以很适合刻蚀SiO₂上的晶Si。在CF₄中掺入少量其他气体可改变刻蚀选择比。掺入少量O₂可提高对Si和SiO₂的刻蚀速率。

在晶体硅太阳能电池大规模生产过程中，容易出现刻蚀深度不够或者不均，从而导致并联电阻过低，最终影响开压、漏电和电池效率，因而提高并联电阻是提高太阳能电池转换效率的有效途径之一。刻蚀深度不足或者不均的直接影响因素是刻蚀时间不足和射频功率过低。本发明在不影响生产效率和节能的前提下，采用适当增加氧气和四氟化碳流量的方法，并寻找到适当的刻蚀时间，达到提高并联电阻的目的

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提高干法刻蚀的深度和均匀性，从而提高并联电阻，最终提高太阳能电池的转换效率。

本发明所提供的一种提高晶硅太阳能电池并联电阻的方法，按如下步骤依次为：

(1)将经过清洗制绒、扩散后的硅片用工装安置好，放入等离子体刻蚀机准备刻蚀；

(2)采用干法刻蚀的工艺，通过调整等离子体刻蚀机的氧气、四氟化碳的流量以及总体的刻蚀时间，对扩散后的硅片进行刻蚀。

本发明的有益效果是：通过参数设置提高等离子体对硅片边缘的轰击能力，使硅片边缘刻蚀得更加彻底和均匀，这样可以有效提高太阳能电池的并联电阻，减少漏电，对电池的开压有一定的好处，从而提高太阳能电池的转化效率。

具体实施方式

下面根据本发明提供的一种提高晶硅太阳能电池并联电阻的方法，采用下面的具体实施方案作进一步说明。本实施方案是在制绒、扩散、PECVD、丝网印刷各道工序的工艺与原工艺相同的条件下进行的。具体实施方式如下：

(1)将经过清洗制绒、扩散后的硅片用工装安置好，放入等离子体刻蚀机准备刻蚀；

(2)将等离子体刻蚀机的氧气流量参数设置为30±5sccm；

(3)将等离子体刻蚀机的四氟化碳流量参数设置为300±50sccm；

(4)将等离子体刻蚀机的刻蚀时间设置为850～1300s；然后进行刻蚀。

本实施范例的结果如表1所示，其中原晶硅太阳能电池的刻蚀工艺方案为A，改进后的刻蚀工艺试验方案为B。试验结果表明，本发明所提供的提高并联电阻的技术方案与原方案相比，开路电压提高1mv，并联电阻提高了41.48Ω，电池片的平均转换效率提高了0.06％。

表1新刻蚀工艺与原工艺的对比试验结果

  工艺方案  Uoc  Isc  Rs  Rsh  FF  η  A  0.6292  5.647  0.0041  29.34  78.65  18.05％  B  0.6301  5.648  0.0040  70.82  78.73  18.11％