半片TOPCON电池的制作方法及TOPCON电池与流程

专利2026-06-27  5


本发明属于太阳能电池制作,具体涉及一种半片topcon电池的制作方法及基于其制作的topcon电池。


背景技术:

1、topcon技术,即tunnel oxide passivated contact技术,是一种新型钝化接触技术,该技术在电池表面使用一层超薄的氧化层和掺杂的薄膜硅进行钝化。同时,超薄氧化硅减少了表面态保持了较低的隧穿电阻,掺杂薄膜硅提供了场致钝化并对载流子选择性透过,与硅基底形成良好的钝化接触。topcon电池是目前高效n型电池的发展趋势。

2、而近年来,由于半片技术优势明显,使得组件制造成本实现稳定下降,故其产能扩展较快。通俗地讲,半片技术是将电池片(182mm×182mm)切成两半,对切后采用串联+并联的结构连接起来的技术。使用半片技术的组件不同于常见的光伏组件(具有60或72片完整的电池),而是变成了120或144个半片电池,从而可将通过每根主栅的电流降低为原来的1/2左右、内部损耗降低至约1/4,进而提升光伏组件功率,但同时保持与常规组件相同的设计和尺寸。

3、目前,topcon电池制备加工的过程是对整片电池片进行,碱制绒、正面硼扩散、背面绕扩散去除清洗、超薄氧化层及多晶硅沉积、背面磷掺杂、正面去绕镀及去玻璃清洗、正背面钝化、丝网印刷电极并烧结。之后进行效率测试,测试效率一致的电池运输到组件车间进行组件加工激光切割半片,然后半片焊接组成电池串,之后按组件工艺进行敷设、层压、装框,光伏电池制作完毕。

4、激光切割半片不可避免的会对电池片切割面造成破坏,容易在断面形成缺陷,进而降低电池效率,增加电池到组件的封装损失。

5、为了减弱上述切割损伤对组件效率造成的影响,在激光电池半片切割后增加钝化步骤,减少切割边缘的影响,具体步骤如下:

6、电池整片加工完成后,在光伏组件加工过程中,即在电池片切割成半片后(焊接前)增加氧化铝钝化边缘技术对断面进行钝化,通过氧化铝化学钝化和场钝化相结合来修复断面,提升电池转换效率,通常光伏组件功率可以提升3w左右(144半片组件)。氧化铝钝化边缘技术反应气体为三甲基铝(tma)和水汽(h2o)/臭氧(o3),以原子层沉积方式在堆叠硅片切割面形成氧化铝膜层,膜层厚度在5nm-50nm之间,钝化因切割引入的杂质和复合中心,改善电池性能。

7、上述步骤在完成整个电池制备后进行切割再进行边缘钝化,虽然可以提升组件功率,但增加了氧化铝设备投入,增加了组件封装成本。另外切割后边缘钝化,两个半片的效率有可能不一致,容易造成组件失配,影响组件功率,减低组件收益。


技术实现思路

1、本发明实施例提供一种半片topcon电池的制作方法及基于其制作的topcon电池,旨在解决激光切割对电池片造成的缺陷,导致电池效率降低、封装损失的问题。

2、第一方面,为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种半片topcon电池的制作方法,包括:

3、整片电池片正面硼扩散;

4、整片电池片背面绕扩散去除清洗;

5、整片电池片氧化层及多晶硅沉积;

6、整片电池片背面磷掺杂;

7、整片电池片激光切割为两半,成为两片半片电池片;

8、半片电池片正面去绕镀及去玻璃清洗;

9、半片电池片正面及背面钝化;

10、半片电池片丝网印刷电极并烧结;

11、半片电池片测试,测试合格的半片电池片进行焊接组,得到topcon电池。

12、第一方面,在一种可实现的方式中,所述半片电池片正面去绕镀及去玻璃清洗,依次采用链式清洗和槽式清洗。

13、第一方面,在一种可实现的方式中,所述链式清洗的过程包括:将半片电池片非磷扩散面向下接触化学试剂,采用酸性试剂去除半片电池片下表面及边缘的氧化层。

14、第一方面,在一种可实现的方式中,所述酸性试剂为氢氟酸,常温,浓度在1%-10%。

15、第一方面,在一种可实现的方式中,所述链式清洗的过程的常温温度为20℃-25℃。

16、第一方面,在一种可实现的方式中,所述槽式清洗的过程包括:将半片电池片放置在花篮内并浸没在槽式设备中,采用低浓度碱液刻蚀半片电池片非磷扩散面及边缘,对表面poly-si及切割过程中形成的悬挂键进行清洗。

17、第一方面,在一种可实现的方式中,所述低浓度碱液温度控制在40℃-70℃,浓度0.1%-5%。

18、第一方面,在一种可实现的方式中,所述低浓度碱液温度控制在50℃-60℃。

19、第一方面,在一种可实现的方式中,所述半片电池片正面及背面钝化,正面钝化膜及背面钝化膜的厚度均为3-50nm。

20、第二方面,本发明还提供一种topcon电池,基于所述的半片topcon电池的制作方法制作,包括衬底,所述衬底背面依次设置有背面隧穿氧化层、背面多晶硅层、背面钝化层和背面金属电极,所述衬底正面依次设置正面隧穿氧化层、正面多晶硅层、正面钝化层和正面金属电极。

21、本发明提供的半片topcon电池的制作方法及topcon电池,与现有技术相比,有益效果在于:本发明在topcon电池背面掺磷工艺后增加整片激光切割半片技术,相比于在电池片整片加工完成后,再在光伏组件车间将整片电池片切割成半片的原工艺,未增加设备投入,且激光切割半片产生的损伤可以在正面去绕镀及去玻璃清洗工艺过程中,通过适当地调整清洗工艺对边缘进行刻蚀,清洗掉切割过程在硅片表面形成的悬挂键,并在正背面钝化过程中通过对氧化铝钝化工艺的优化进一步钝化边缘损伤,无需另外增加氧化铝边缘钝化设备,未显著增加电池车间成本,可以最大化减少电池切割损失和组件封装损失,提升组件的收益。



技术特征:

1.一种半片topcon电池的制作方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的半片topcon电池的制作方法,其特征在于,所述半片电池片正面去绕镀及去玻璃清洗,依次采用链式清洗和槽式清洗。

3.如权利要求2所述的半片topcon电池的制作方法,其特征在于,所述链式清洗的过程包括:将半片电池片非磷扩散面向下接触化学试剂,采用酸性试剂去除半片电池片下表面及边缘的氧化层。

4.如权利要求3所述的半片topcon电池的制作方法,其特征在于,所述酸性试剂为氢氟酸,常温,浓度在1%-10%。

5.如权利要求4所述的半片topcon电池的制作方法,其特征在于,所述链式清洗的过程的常温温度为20℃-25℃。

6.如权利要求2所述的半片topcon电池的制作方法,其特征在于,所述槽式清洗的过程包括:将半片电池片放置在花篮内并浸没在槽式设备中,采用低浓度碱液刻蚀半片电池片非磷扩散面及边缘,对表面poly-si及切割过程中形成的悬挂键进行清洗。

7.如权利要求6所述的半片topcon电池的制作方法,其特征在于,所述低浓度碱液温度控制在40℃-70℃,浓度0.1%-5%。

8.如权利要求7所述的半片topcon电池的制作方法,其特征在于,所述低浓度碱液温度控制在50℃-60℃。

9.如权利要求1所述的半片topcon电池的制作方法,其特征在于,所述半片电池片正面及背面钝化,正面钝化膜及背面钝化膜的厚度均为3-50nm。

10.一种topcon电池,基于如权利要求1-9任一项所述的半片topcon电池的制作方法制作,其特征在于,包括衬底(1),所述衬底(1)背面依次设置有背面隧穿氧化层(2)、背面多晶硅层(3)、背面钝化层(4)和背面金属电极(5),所述衬底(1)正面依次设置正面隧穿氧化层(6)、正面多晶硅层(7)、正面钝化层(8)和正面金属电极(9)。


技术总结
本发明提供了一种半片TOPCON电池的制作方法及TOPCON电池,属于太阳能电池制作技术领域,包括:整片电池片正面硼扩散;整片电池片背面绕扩散去除清洗;整片电池片氧化层及多晶硅沉积;整片电池片背面磷掺杂;整片电池片激光切割为两半,成为两片半片电池片;半片电池片正面去绕镀及去玻璃清洗;半片电池片正面及背面钝化;半片电池片丝网印刷电极并烧结;半片电池片测试,测试合格的半片电池片进行焊接,得到TOPCON电池。本发明在背面掺磷工艺后进行整片激光半片切割,激光切割半片产生的损伤可以在正面去绕镀及去玻璃清洗过程中刻蚀,并在正背面钝化过程中进一步钝化边缘损伤,最大化减少电池切割损失和组件封装损失,提升组件的收益。

技术研发人员:郎芳,王红芳,张磊,王子谦,韩帅,马红娜,潘明翠,翟金叶,赵学玲,孟庆超,夏新中,史磊,史金超,刘莹,于波
受保护的技术使用者:英利能源发展有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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