CN110600583A - 适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法。本发明，依次包括以下步骤：太阳能电池基体制备、氮化钛印刷、钝化层生长和丝网印刷及烧结。本发明采用氮化钛浆料、铜浆双层印刷的方法，氮化钛熔点高，化学稳定性好，高温下不与金属反应，并具有较好的导电性，故利用氮化钛阻挡铜浆印刷后进入硅中，解决了铜浆在硅中容易扩散并会形成深能级缺陷的问题，使得太阳能电池中的细栅也可用铜替代，进一步节约了银用量，并且，本发明所使用的氮化钛材料具有较好的导电性，且功函数可调，可与太阳电池的磷扩散发射结或掺磷多晶硅薄膜形成好的欧姆接触。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法。
背景技术
目前，无论是传统的全铝背场电池，还是新一代主流的PERC电池，正面均使用银浆来实现金属化。银具备导电性好、功函数低、可焊性好、不易在硅中形成深能级缺陷等优点。但由于其在地壳中含量低，价格比较高。而且银浆往往要通过其中的玻璃料腐蚀一部分硅来形成欧姆接触，因此对扩散的结深要求比较深，如果用于接触钝化电池，则要求多晶硅薄膜比较厚，由于铜的导电率与银相当，现有技术中也曾尝试利用铜浆替代银浆以降低成本，但由于铜浆在硅中容易扩散并会形成深能级缺陷，故在应用上一直存在技术障碍。
例如，中国发明专利公开了一种太阳能电池的金属化方法和电池及其组件、系统[申请号：201610184767.3]，该发明专利包括以下步骤：1、印刷制备太阳能电池基体背表面的电极，在太阳能电池基体的前表面使用银浆或掺铝银浆印刷主栅和分段副栅，然后进行烧结；2、将烧结后的太阳能电池基体置于印刷机中，在所述分段副栅和主栅上印刷热敏导电层；3、使用张拉装置在热敏导电层上铺设镀有热敏导电材料的导电线，将张拉好导电线的太阳能电池基体进行加热，使得镀有热敏导电材料的导电线、热敏导电层、分段副栅和主栅四者形成欧姆接触；4、切除边缘多余的导电线，得到太阳能电池。
上述发明专利在银浆上铺设导线，利用铜线代替了部分银浆，节约了银用量，但其副栅仍由银浆制得，银用量还有进一步节约的空间。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，包括以下步骤：
步骤一：太阳能电池基体制备，取单晶硅片作为衬底，制得太阳能电池基体；
步骤二：氮化钛印刷，在步骤一中制得的太阳能电池基体正面金属栅线区域印上氮化钛浆料，然后依次进行烘干和退火以形成致密的氮化钛薄膜；
步骤三：钝化层生长，在电池的背面沉积一层氧化铝薄膜，厚度为5-25nm，然后分别沉积背面和正面的氮化硅薄膜，背面氮化硅薄膜的厚度为100-120nm，正面氮化硅薄膜的厚度为70-90nm；
步骤四：丝网印刷及烧结，按照网版图形进行丝网印刷和烧结，背面印刷银电极和铝背场，正面主栅印刷银浆，正面细栅印刷铜浆，正面细栅宽度小于50μm，高度大于5μm，烧结峰值温度为740-780℃左右，时间为30-50s，制得太阳能电池。
在上述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法中，所述步骤三和步骤四之间还具有激光开模步骤，激光开模步骤利用激光打开步骤三中沉积在电池背面的氮化硅薄膜。
在上述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法中，所述步骤二中利用链式无氧气氛炉进行烘干和退火，链式无氧气氛炉中的氧含量小于10ppm。
在上述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法中，所述步骤三中利用ALD或PECVD设备实现氧化铝薄膜的沉积。
在上述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法中，所述步骤一中的单晶硅片为P型单晶硅片。
在上述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法中，步骤一中太阳能电池基体的制备包括以下步骤：
A1：制绒，以P型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为2-5％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
A2：磷扩散，将步骤A1中洗净的硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为700-900℃，形成pn结；
A3：刻蚀，去除背面的pn结，利用氢氟酸清洗除去表面的磷硅玻璃；
A4：氧化，放入氧化管中，氧化温度为600-800℃，生成1-3nm的氧化层，制得太阳能电池基体。
在上述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法中，步骤一中太阳能电池基体的制备包括以下步骤：
B1：制绒，以P型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为2-5％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
B2：隧穿氧化硅沉积，利用热氧设备，在洗净的硅片两面均沉积一层隧穿氧化硅薄膜，隧穿氧化硅薄膜厚度小于2nm，沉积温度为500-700℃；
B3：薄膜沉积，采用LPCVD设备或PECVD设备沉积形成磷掺杂的微晶硅薄膜或非晶硅薄膜；
B4：掩膜制备，利用inkjet设备或印刷设备在硅片正面沉积图形化的掩膜材料；
B5：二次制绒，将硅片放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃；
B6：磷扩散，将硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为700-900℃，形成pn结；
B7：刻蚀，去除背面的pn结，利用氢氟酸清洗除去表面的磷硅玻璃，制得太阳能电池基体。
在上述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法中，所述步骤B2被以下步骤替代：将洗净的硅片浸泡在硝酸溶液中，所述硝酸溶液的温度为70℃以上。
在上述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法中，所述步骤一中的单晶硅片为N型单晶硅片。
在上述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法中，步骤一中太阳能电池基体的制备包括以下步骤：
C1：制绒，以N型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为2-5％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
C2：硼扩散，将步骤C1中洗净的硅片放置于硼扩散炉管中，扩散温度为880-1000℃，形成pn结；
C3：刻蚀，硅片正面朝上，过链式清洗机，去除背面的pn结和背面的硼硅玻璃；
C4：隧穿氧化硅沉积，利用热氧设备，在洗净的硅片两面均沉积一层隧穿氧化硅薄膜，隧穿氧化硅薄膜厚度小于2nm，沉积温度为500-700℃；
C5：薄膜沉积，采用LPCVD设备沉积形成磷掺杂的微晶硅薄膜；
C6：二次刻蚀，将硅片背面朝上，过链式清洗机，以硼硅玻璃为掩膜，去除正面绕镀的微晶硅薄膜，再利用氢氟酸去除正面的硼硅玻璃；
C7：磷扩散，将硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为700-900℃，制得太阳能电池基体。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明采用氮化钛浆料、铜浆双层印刷的方法，氮化钛熔点高，化学稳定性好，高温下不与金属反应，并具有较好的导电性，故利用氮化钛阻挡铜浆印刷后进入硅中，解决了铜浆在硅中容易扩散并会形成深能级缺陷的问题，使得太阳能电池中的细栅也可用铜替代，进一步节约了银用量。
2、本发明所使用的氮化钛材料具有较好的导电性，且功函数可调，可与太阳电池的磷扩散发射结或掺磷多晶硅薄膜形成好的欧姆接触。
附图说明
图1是实施例3中太阳能电池的结构示意图；
图2是实施例10中太阳能电池的结构示意图；
图3是实施例6中太阳能电池的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，包括以下步骤：
步骤一：制绒，以P型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为2％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面，这里的制绒添加剂是指在单晶硅太阳能电池的制绒工艺过程中，添加有利于反应结果和产品性能的化学助剂，其一般由水、IPA、NaOH、弱酸盐以及若干表面活性剂组成，可采用市售产品；
步骤二：磷扩散，将步骤A1中洗净的硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为700℃，形成pn结；
步骤三：刻蚀，去除背面的pn结，利用氢氟酸清洗除去表面的磷硅玻璃；
步骤四：氧化，放入氧化管中，氧化温度为600℃，生成1nm的氧化层，氧化层用于正背面钝化及电池抗PID，制得太阳能电池基体；
步骤五：氮化钛印刷，在步骤四中制得的太阳能电池基体正面金属栅线区域印上氮化钛浆料，利用链式无氧气氛炉进行烘干和退火形成致密的氮化钛薄膜，其中，链式无氧气氛炉中的氧含量为10ppm；
步骤六：钝化层生长，在电池的背面沉积一层氧化铝薄膜，氧化铝薄膜的沉积可以利用ALD或PECVD设备实现，厚度为5nm，然后分别沉积背面和正面的氮化硅薄膜，背面氮化硅薄膜的厚度为100nm，正面氮化硅薄膜的厚度为70nm；
步骤七：激光开模，利用激光打开步骤六中沉积在电池背面的氮化硅薄膜；
步骤八：丝网印刷及烧结，按照网版图形进行丝网印刷和烧结，背面印刷银电极和铝背场，正面主栅印刷银浆，正面细栅印刷铜浆，正面细栅宽度为50μm，高度为5μm，烧结峰值温度为740℃左右，时间为30s，制得太阳能电池，这样正面主栅印刷非烧穿银浆，细栅印刷低成本铜浆，大大降低的银用量，烧结过程中，铜浆烧穿正面氮化硅，与氮化钛形成电学接触，且铜浆被氮化钛阻挡，不致于进入硅中形成深能级缺陷。
采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体，通常是硅或锗基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结。
PID意为潜在电势诱导衰减，是光伏电池板的一种特性，指在高温多湿环境下，高电压流经太阳能电池单元便会导致输出下降的现象。
实施例2
本实施例提供一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，包括以下步骤：
步骤一：制绒，以P型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为5％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
步骤二：磷扩散，将步骤A1中洗净的硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为900℃，形成pn结；
步骤三：刻蚀，去除背面的pn结，利用氢氟酸清洗除去表面的磷硅玻璃；
步骤四：氧化，放入氧化管中，氧化温度为800℃，生成3nm的氧化层，制得太阳能电池基体；
步骤五：氮化钛印刷，在步骤四中制得的太阳能电池基体正面金属栅线区域印上氮化钛浆料，利用链式无氧气氛炉进行烘干和退火形成致密的氮化钛薄膜，其中，链式无氧气氛炉中的氧含量为6ppm；
步骤六：钝化层生长，在电池的背面沉积一层氧化铝薄膜，厚度为25nm，然后分别沉积背面和正面的氮化硅薄膜，背面氮化硅薄膜的厚度为120nm，正面氮化硅薄膜的厚度为90nm；
步骤七：激光开模，利用激光打开步骤六中沉积在电池背面的氮化硅薄膜；
步骤八：丝网印刷及烧结，按照网版图形进行丝网印刷和烧结，背面印刷银电极和铝背场，正面主栅印刷银浆，正面细栅印刷铜浆，正面细栅宽度为40μm，高度为7μm，烧结峰值温度为780℃左右，时间为50s，制得太阳能电池。
实施例3
本实施例提供一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，包括以下步骤：
步骤一：制绒，以P型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为4％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
步骤二：磷扩散，将步骤A1中洗净的硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为800℃，形成pn结；
步骤三：刻蚀，去除背面的pn结，利用氢氟酸清洗除去表面的磷硅玻璃；
步骤四：氧化，放入氧化管中，氧化温度为700℃，生成2nm的氧化层，制得太阳能电池基体；
步骤五：氮化钛印刷，在步骤四中制得的太阳能电池基体正面金属栅线区域印上氮化钛浆料，利用链式无氧气氛炉进行烘干和退火形成致密的氮化钛薄膜，其中，链式无氧气氛炉中的氧含量为8ppm；
步骤六：钝化层生长，在电池的背面沉积一层氧化铝薄膜，厚度为15nm，然后分别沉积背面和正面的氮化硅薄膜，背面氮化硅薄膜的厚度为110nm，正面氮化硅薄膜的厚度为80nm；
步骤七：激光开模，利用激光打开步骤六中沉积在电池背面的氮化硅薄膜；
步骤八：丝网印刷及烧结，按照网版图形进行丝网印刷和烧结，背面印刷银电极和铝背场，正面主栅印刷银浆，正面细栅印刷铜浆，正面细栅宽度为45μm，高度为6μm，烧结峰值温度为760℃左右，时间为40s，制得太阳能电池，太阳能电池结构如图1所示。
实施例4
本实施例提供一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，包括以下步骤：
步骤一：制绒，以P型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为2％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
步骤二：隧穿氧化硅沉积，利用热氧设备，在洗净的硅片两面均沉积一层隧穿氧化硅薄膜，隧穿氧化硅薄膜厚度为2nm，沉积温度为500℃；
步骤三：薄膜沉积，采用LPCVD设备或PECVD设备沉积形成磷掺杂的微晶硅薄膜或非晶硅薄膜；
步骤四：掩膜制备，利用inkjet设备或印刷设备在硅片正面沉积图形化的掩膜材料；
步骤五：二次制绒，将硅片放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃；
步骤六：磷扩散，将硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为700℃，形成pn结；
步骤七：刻蚀，去除背面的pn结，利用氢氟酸清洗除去表面的磷硅玻璃，制得太阳能电池基体；
步骤八：氮化钛印刷，在步骤七中制得的太阳能电池基体正面金属栅线区域印上氮化钛浆料，利用链式无氧气氛炉进行烘干和退火形成致密的氮化钛薄膜，其中，链式无氧气氛炉中的氧含量为10ppm；
步骤九：钝化层生长，在电池的背面沉积一层氧化铝薄膜，厚度为5nm，然后分别沉积背面和正面的氮化硅薄膜，背面氮化硅薄膜的厚度为100nm，正面氮化硅薄膜的厚度为70nm；
步骤十：丝网印刷及烧结，按照网版图形进行丝网印刷和烧结，背面印刷银电极和铝背场，正面主栅印刷银浆，正面细栅印刷铜浆，正面细栅宽度为50μm，高度为5μm，烧结峰值温度为740℃左右，时间为30s，制得太阳能电池。
inkjet概述设备即为喷墨打印设备，其可以把数量众多的微小墨滴精确的喷射在要打印的媒介上。目前inkjet技术广泛应用于印刷电子，药物微球，DNA分析，蛋白质结晶等交叉科学行业。
实施例5
本实施例提供一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，包括以下步骤：
步骤一：制绒，以P型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为5％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
步骤二：隧穿氧化硅沉积，利用热氧设备，在洗净的硅片两面均沉积一层隧穿氧化硅薄膜，隧穿氧化硅薄膜厚度为1nm，沉积温度为700℃；
步骤三：薄膜沉积，采用LPCVD设备或PECVD设备沉积形成磷掺杂的微晶硅薄膜或非晶硅薄膜；
步骤四：掩膜制备，利用inkjet设备或印刷设备在硅片正面沉积图形化的掩膜材料；
步骤五：二次制绒，将硅片放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃；
步骤六：磷扩散，将硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为900℃，形成pn结；
步骤七：刻蚀，去除背面的pn结，利用氢氟酸清洗除去表面的磷硅玻璃，制得太阳能电池基体；
步骤八：氮化钛印刷，在步骤七中制得的太阳能电池基体正面金属栅线区域印上氮化钛浆料，利用链式无氧气氛炉进行烘干和退火形成致密的氮化钛薄膜，其中，链式无氧气氛炉中的氧含量为6ppm；
步骤九：钝化层生长，在电池的背面沉积一层氧化铝薄膜，厚度为25nm，然后分别沉积背面和正面的氮化硅薄膜，背面氮化硅薄膜的厚度为120nm，正面氮化硅薄膜的厚度为90nm；
步骤十：丝网印刷及烧结，按照网版图形进行丝网印刷和烧结，背面印刷银电极和铝背场，正面主栅印刷银浆，正面细栅印刷铜浆，正面细栅宽度为40μm，高度为7μm，烧结峰值温度为780℃左右，时间为50s，制得太阳能电池。
实施例6
本实施例提供一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，包括以下步骤：
步骤一：制绒，以P型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为4％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
步骤二：隧穿氧化硅沉积，利用热氧设备，在洗净的硅片两面均沉积一层隧穿氧化硅薄膜，隧穿氧化硅薄膜厚度为1.5nm，沉积温度为600℃；
步骤三：薄膜沉积，采用LPCVD设备或PECVD设备沉积形成磷掺杂的微晶硅薄膜或非晶硅薄膜；
步骤四：掩膜制备，利用inkjet设备或印刷设备在硅片正面沉积图形化的掩膜材料；
步骤五：二次制绒，将硅片放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃；
步骤六：磷扩散，将硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为700-900℃，形成pn结；
步骤七：刻蚀，去除背面的pn结，利用氢氟酸清洗除去表面的磷硅玻璃，制得太阳能电池基体；
步骤八：氮化钛印刷，在步骤七中制得的太阳能电池基体正面金属栅线区域印上氮化钛浆料，利用链式无氧气氛炉进行烘干和退火形成致密的氮化钛薄膜，其中，链式无氧气氛炉中的氧含量为8ppm；
步骤九：钝化层生长，在电池的背面沉积一层氧化铝薄膜，厚度为15nm，然后分别沉积背面和正面的氮化硅薄膜，背面氮化硅薄膜的厚度为110nm，正面氮化硅薄膜的厚度为80nm；
步骤十：丝网印刷及烧结，按照网版图形进行丝网印刷和烧结，背面印刷银电极和铝背场，正面主栅印刷银浆，正面细栅印刷铜浆，正面细栅宽度为45μm，高度为6μm，烧结峰值温度为760℃左右，时间为40s，制得太阳能电池，太阳能电池结构如图3所示。
实施例7
本实施例提供一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，包括以下步骤：
步骤一：制绒，以P型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为4％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
步骤二：隧穿氧化硅沉积，将洗净的硅片浸泡在硝酸溶液中，所述硝酸溶液的温度为70℃；
步骤三：薄膜沉积，采用LPCVD设备或PECVD设备沉积形成磷掺杂的微晶硅薄膜或非晶硅薄膜；
步骤四：掩膜制备，利用inkjet设备或印刷设备在硅片正面沉积图形化的掩膜材料；
步骤五：二次制绒，将硅片放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃；
步骤六：磷扩散，将硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为700-900℃，形成pn结；
步骤七：刻蚀，去除背面的pn结，利用氢氟酸清洗除去表面的磷硅玻璃，制得太阳能电池基体；
步骤八：氮化钛印刷，在步骤七中制得的太阳能电池基体正面金属栅线区域印上氮化钛浆料，利用链式无氧气氛炉进行烘干和退火形成致密的氮化钛薄膜，其中，链式无氧气氛炉中的氧含量为8ppm；
步骤九：钝化层生长，在电池的背面沉积一层氧化铝薄膜，厚度为15nm，然后分别沉积背面和正面的氮化硅薄膜，背面氮化硅薄膜的厚度为110nm，正面氮化硅薄膜的厚度为80nm；
步骤十：丝网印刷及烧结，按照网版图形进行丝网印刷和烧结，背面印刷银电极和铝背场，正面主栅印刷银浆，正面细栅印刷铜浆，正面细栅宽度为45μm，高度为6μm，烧结峰值温度为760℃左右，时间为40s，制得太阳能电池。
实施例8
本实施例提供一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，包括以下步骤：
步骤一：制绒，以N型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为2％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
步骤二：硼扩散，将步骤一中洗净的硅片放置于硼扩散炉管中，扩散温度为880℃，形成pn结；
步骤三：刻蚀，硅片正面朝上，过链式清洗机，去除背面的pn结和背面的硼硅玻璃；
步骤四：隧穿氧化硅沉积，利用热氧设备，在洗净的硅片两面均沉积一层隧穿氧化硅薄膜，隧穿氧化硅薄膜厚度为2nm，沉积温度为500℃；
步骤五：薄膜沉积，采用LPCVD设备沉积形成磷掺杂的微晶硅薄膜；
步骤六：二次刻蚀，将硅片背面朝上，过链式清洗机，以硼硅玻璃为掩膜，去除正面绕镀的微晶硅薄膜，再利用氢氟酸去除正面的硼硅玻璃；
步骤七：磷扩散，将硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为700℃，制得太阳能电池基体；
步骤八：氮化钛印刷，在步骤七中制得的太阳能电池基体正面金属栅线区域印上氮化钛浆料，利用链式无氧气氛炉进行烘干和退火形成致密的氮化钛薄膜，其中，链式无氧气氛炉中的氧含量为10ppm；
步骤九：钝化层生长，在电池的背面沉积一层氧化铝薄膜，厚度为5nm，然后分别沉积背面和正面的氮化硅薄膜，背面氮化硅薄膜的厚度为100nm，正面氮化硅薄膜的厚度为70nm；
步骤十：丝网印刷及烧结，按照网版图形进行丝网印刷和烧结，背面印刷银电极和铝背场，正面主栅印刷银浆，正面细栅印刷铜浆，正面细栅宽度为50μm，高度为5μm，烧结峰值温度为740℃左右，时间为30s，制得太阳能电池。
实施例9
本实施例提供一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，包括以下步骤：
步骤一：制绒，以N型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为5％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
步骤二：硼扩散，将步骤一中洗净的硅片放置于硼扩散炉管中，扩散温度为1000℃，形成pn结；
步骤三：刻蚀，硅片正面朝上，过链式清洗机，去除背面的pn结和背面的硼硅玻璃；
步骤四：隧穿氧化硅沉积，利用热氧设备，在洗净的硅片两面均沉积一层隧穿氧化硅薄膜，隧穿氧化硅薄膜厚度为1nm，沉积温度为700℃；
步骤五：薄膜沉积，采用LPCVD设备沉积形成磷掺杂的微晶硅薄膜；
步骤六：二次刻蚀，将硅片背面朝上，过链式清洗机，以硼硅玻璃为掩膜，去除正面绕镀的微晶硅薄膜，再利用氢氟酸去除正面的硼硅玻璃；
步骤七：磷扩散，将硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为900℃，制得太阳能电池基体；
步骤八：氮化钛印刷，在步骤七中制得的太阳能电池基体正面金属栅线区域印上氮化钛浆料，利用链式无氧气氛炉进行烘干和退火形成致密的氮化钛薄膜，其中，链式无氧气氛炉中的氧含量为6ppm；
步骤九：钝化层生长，在电池的背面沉积一层氧化铝薄膜，厚度为25nm，然后分别沉积背面和正面的氮化硅薄膜，背面氮化硅薄膜的厚度为120nm，正面氮化硅薄膜的厚度为90nm；
步骤十：丝网印刷及烧结，按照网版图形进行丝网印刷和烧结，背面印刷银电极和铝背场，正面主栅印刷银浆，正面细栅印刷铜浆，正面细栅宽度为40μm，高度为7μm，烧结峰值温度为780℃左右，时间为50s，制得太阳能电池。
实施例10
本实施例提供一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，包括以下步骤：
步骤一：制绒，以N型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为4％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
步骤二：硼扩散，将步骤一中洗净的硅片放置于硼扩散炉管中，扩散温度为950℃，形成pn结；
步骤三：刻蚀，硅片正面朝上，过链式清洗机，去除背面的pn结和背面的硼硅玻璃；
步骤四：隧穿氧化硅沉积，利用热氧设备，在洗净的硅片两面均沉积一层隧穿氧化硅薄膜，隧穿氧化硅薄膜厚度小于1.5nm，沉积温度为600℃；
步骤五：薄膜沉积，采用LPCVD设备沉积形成磷掺杂的微晶硅薄膜；
步骤六：二次刻蚀，将硅片背面朝上，过链式清洗机，以硼硅玻璃为掩膜，去除正面绕镀的微晶硅薄膜，再利用氢氟酸去除正面的硼硅玻璃；
步骤七：磷扩散，将硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为800℃，制得太阳能电池基体；
步骤八：氮化钛印刷，在步骤七中制得的太阳能电池基体正面金属栅线区域印上氮化钛浆料，利用链式无氧气氛炉进行烘干和退火形成致密的氮化钛薄膜，其中，链式无氧气氛炉中的氧含量为8ppm；
步骤九：钝化层生长，在电池的背面沉积一层氧化铝薄膜，厚度为15nm，然后分别沉积背面和正面的氮化硅薄膜，背面氮化硅薄膜的厚度为110nm，正面氮化硅薄膜的厚度为80nm；
步骤十：丝网印刷及烧结，按照网版图形进行丝网印刷和烧结，背面印刷银电极和铝背场，正面主栅印刷银浆，正面细栅印刷铜浆，正面细栅宽度为45μm，高度为6μm，烧结峰值温度为760℃左右，时间为40s，制得太阳能电池，太阳能电池结构如图2所示。
实施例11
本实施例提供一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，包括以下步骤：
步骤一：制绒，以N型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为4％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
步骤二：硼扩散，将步骤一中洗净的硅片放置于硼扩散炉管中，扩散温度为950℃，形成pn结；
步骤三：刻蚀，硅片正面朝上，过链式清洗机，去除背面的pn结和背面的硼硅玻璃；
步骤四：隧穿氧化硅沉积，利用热氧设备，在洗净的硅片两面均沉积一层隧穿氧化硅薄膜，隧穿氧化硅薄膜厚度小于1.5nm，沉积温度为600℃；
步骤五：薄膜沉积，采用PECVD设备沉积形成非晶硅薄膜；
步骤六：二次刻蚀，将硅片背面朝上，过链式清洗机，以硼硅玻璃为掩膜，去除正面绕镀的微晶硅薄膜，再利用氢氟酸去除正面的硼硅玻璃；
步骤七：退火，制得太阳能电池基体；
步骤八：氮化钛印刷，在步骤七中制得的太阳能电池基体正面金属栅线区域印上氮化钛浆料，利用链式无氧气氛炉进行烘干和退火形成致密的氮化钛薄膜，其中，链式无氧气氛炉中的氧含量为8ppm；
步骤九：钝化层生长，在电池的背面沉积一层氧化铝薄膜，厚度为15nm，然后分别沉积背面和正面的氮化硅薄膜，背面氮化硅薄膜的厚度为110nm，正面氮化硅薄膜的厚度为80nm；
步骤十：丝网印刷及烧结，按照网版图形进行丝网印刷和烧结，背面印刷银电极和铝背场，正面主栅印刷银浆，正面细栅印刷铜浆，正面细栅宽度为45μm，高度为6μm，烧结峰值温度为760℃左右，时间为40s，制得太阳能电池。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：太阳能电池基体制备，取单晶硅片作为衬底，制得太阳能电池基体；
步骤二：氮化钛印刷，在步骤一中制得的太阳能电池基体正面金属栅线区域印上氮化钛浆料，然后依次进行烘干和退火以形成致密的氮化钛薄膜；
步骤三：钝化层生长，在电池的背面沉积一层氧化铝薄膜，厚度为5-25nm，然后分别沉积背面和正面的氮化硅薄膜，背面氮化硅薄膜的厚度为100-120nm，正面氮化硅薄膜的厚度为70-90nm；
步骤四：丝网印刷及烧结，按照网版图形进行丝网印刷和烧结，背面印刷银电极和铝背场，正面主栅印刷银浆，正面细栅印刷铜浆，正面细栅宽度小于50μm，高度大于5μm，烧结峰值温度为740-780℃左右，时间为30-50s，制得太阳能电池。
2.如权利要求1所述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，其特征在于：所述步骤三和步骤四之间还具有激光开模步骤，激光开模步骤利用激光打开步骤三中沉积在电池背面的氮化硅薄膜。
3.如权利要求1所述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，其特征在于：所述步骤二中利用链式无氧气氛炉进行烘干和退火，链式无氧气氛炉中的氧含量小于10ppm。
4.如权利要求1所述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，其特征在于：所述步骤三中利用ALD或PECVD设备实现氧化铝薄膜的沉积。
5.如权利要求1所述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，其特征在于：所述步骤一中的单晶硅片为P型单晶硅片。
6.如权利要求5所述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，其特征在于：步骤一中太阳能电池基体的制备包括以下步骤：
A1：制绒，以P型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为2-5％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
A2：磷扩散，将步骤A1中洗净的硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为700-900℃，形成pn结；
A3：刻蚀，去除背面的pn结，利用氢氟酸清洗除去表面的磷硅玻璃；
A4：氧化，放入氧化管中，氧化温度为600-800℃，生成1-3nm的氧化层，制得太阳能电池基体。
7.如权利要求5所述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，其特征在于：步骤一中太阳能电池基体的制备包括以下步骤：
B1：制绒，以P型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为2-5％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
B2：隧穿氧化硅沉积，利用热氧设备，在洗净的硅片两面均沉积一层隧穿氧化硅薄膜，隧穿氧化硅薄膜厚度小于2nm，沉积温度为500-700℃；
B3：薄膜沉积，采用LPCVD设备或PECVD设备沉积形成磷掺杂的微晶硅薄膜或非晶硅薄膜；
B4：掩膜制备，利用inkjet设备或印刷设备在硅片正面沉积图形化的掩膜材料；
B5：二次制绒，将硅片放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃；
B6：磷扩散，将硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为700-900℃，形成pn结；
B7：刻蚀，去除背面的pn结，利用氢氟酸清洗除去表面的磷硅玻璃，制得太阳能电池基体。
8.如权利要求7所述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，其特征在于：所述步骤B2被以下步骤替代：将洗净的硅片浸泡在硝酸溶液中，所述硝酸溶液的温度为70℃以上。
9.如权利要求1所述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，其特征在于：所述步骤一中的单晶硅片为N型单晶硅片。
10.如权利要求9所述的适用于太阳电池的低成本低接触电阻的金属化方法，其特征在于：步骤一中太阳能电池基体的制备包括以下步骤：
C1：制绒，以N型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H2O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为2-5％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面；
C2：硼扩散，将步骤C1中洗净的硅片放置于硼扩散炉管中，扩散温度为880-1000℃，形成pn结；
C3：刻蚀，硅片正面朝上，过链式清洗机，去除背面的pn结和背面的硼硅玻璃；
C4：隧穿氧化硅沉积，利用热氧设备，在洗净的硅片两面均沉积一层隧穿氧化硅薄膜，隧穿氧化硅薄膜厚度小于2nm，沉积温度为500-700℃；
C5：薄膜沉积，采用LPCVD设备沉积形成磷掺杂的微晶硅薄膜；
C6：二次刻蚀，将硅片背面朝上，过链式清洗机，以硼硅玻璃为掩膜，去除正面绕镀的微晶硅薄膜，再利用氢氟酸去除正面的硼硅玻璃；
C7：磷扩散，将硅片放置于磷扩散炉管中，扩散温度为700-900℃，制得太阳能电池基体。
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