阅读说明：本技术 一种晶体硅太阳能电池镀膜方法及镀膜设备 (Crystalline silicon solar cell film coating method and film coating equipment ) 是由 孙越 林纲正 陈刚 于 2020-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种晶体硅太阳能电池镀膜方法,其特征在于：包括以下步骤；步骤一,采用UV紫外清洗系统对PECVD缓存仓进行UV紫外清洗；步骤二,将退火后的硅片置于所述缓存仓中,采用UV紫外清洗系统对所述硅片进行UV紫外清洗,再对所述硅片进行背钝化层的制备；步骤三,采用UV紫外清洗系统对所述缓存仓进行氧化清洗；步骤四,将所述镀完背钝化层后的硅片置于所述缓存仓中,采用UV紫外清洗系统对所述镀完背钝化层后的硅片进行氧化清洗,再对所述镀完背钝化层后的硅片进行正膜减反层的制备。本发明通过在PECVD缓存仓中增加UV清洗系统,有效改善了硅片表面的浸润性以及清洁度,提升了电池片的膜色均匀性。(The invention discloses a crystalline silicon solar cell coating method, which is characterized by comprising the following steps: comprises the following steps; step one, carrying out UV ultraviolet cleaning on a PECVD cache bin by adopting a UV ultraviolet cleaning system; placing the annealed silicon wafer into the cache bin, carrying out UV cleaning on the silicon wafer by adopting a UV cleaning system, and then preparing a back passivation layer on the silicon wafer; thirdly, oxidizing and cleaning the cache bin by using a UV (ultraviolet) cleaning system; and fourthly, placing the silicon wafer plated with the back passivation layer into the cache bin, carrying out oxidation cleaning on the silicon wafer plated with the back passivation layer by adopting a UV (ultraviolet) cleaning system, and then preparing a front film antireflection layer on the silicon wafer plated with the back passivation layer. According to the invention, the UV cleaning system is added in the PECVD buffer bin, so that the wettability and the cleanliness of the surface of the silicon wafer are effectively improved, and the film color uniformity of the cell is improved.)

一种晶体硅太阳能电池镀膜方法及镀膜设备

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其是一种晶体硅太阳能电池镀膜方法及镀膜设备。

背景技术

晶体硅（Si）电池作为太阳能电池的主导产品，生产成本日益降低，生产工艺日趋完善，但随着效率即将达到效率瓶颈，提升电池的效率同时美观性也就成为客户的潜在需求之一。

晶体硅太阳能电池的制备流程一般包括制绒、扩散、正面激光、退火、背面钝化膜、正面钝化膜、背面激光、丝网印刷、烧结等步骤。

在硅片上镀背面钝化膜、正面钝化膜步骤一般采用管式的PECVD（PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition，等离子增强化学气相沉积）镀膜工艺，在工艺过程中虽然等离子体能够对改善物体表面的浸润性和镀膜均匀性，但是管式PECVD中等离子体无法直接对硅片表面直接进行清洗，无法起到清洗的作用，因此在进行镀膜工艺后会存在色差片、脏污片等B级片的现象。暴露在空气中的硅片表面会主动吸附灰尘、有机分子等杂质，同时作业员的违规操作也会造成硅片的污染（手指印），这些潜在的因素都会导致PECVD镀膜后颜色的差异。而目前客户普遍喜欢颜色均匀且膜色较深的电池片。因此，急需开发一种改善晶体硅太阳能电池镀膜均匀性的方法，改善PECVD的镀膜均匀性，提升器件美观性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：传统晶体硅太阳能电池镀膜方法存在镀膜后颜色有差异的问题。

本发明解决该技术问题采用的技术方案是：

一种晶体硅太阳能电池镀膜方法，其特征在于：包括以下步骤；

步骤一，采用紫外清洗系统对等离子增强化学气相沉积设备的缓存仓进行紫外清洗；

步骤二，将退火后的硅片置于所述缓存仓中，采用紫外清洗系统对所述硅片进行紫外清洗，再对所述硅片进行背钝化层的制备；

步骤三，采用紫外清洗系统对所述缓存仓进行紫外清洗；

步骤四，将所述镀完背钝化层后的硅片置于所述缓存仓中，采用紫外清洗系统对所述镀完背钝化层后的硅片进行紫外清洗，再对所述镀完背钝化层后的硅片进行正膜减反层的制备。

作为优选，所述步骤一中紫外清洗时间为10至30分钟。

作为优选，所述步骤二中紫外清洗时间为10至30分钟。

作为优选，所述步骤三中紫外清洗时间为10至30分钟。

作为优选，所述步骤四中紫外清洗时间为10至30分钟。

作为优选，所述紫外清洗方法为，利用185纳米的紫外光首先将空气中的氧气分解成臭氧，利用254纳米的紫外光再将臭氧分解成氧气和活性氧，通过活性氧与有机分子发生氧化反应，生成的挥发性气体逃逸，实现了表面清洗。

一种晶体硅太阳能电池镀膜设备，包括等离子增强化学气相沉积设备的机台、缓存仓，其特征在于：所述缓存仓内设有紫外清洗系统，所述紫外清洗系统包括两种紫外灯管、反光罩，两种所述紫外灯管发出的紫外光波长分别为185纳米和254纳米。

本发明的有益效果是：现有的晶体硅电池等离子增强化学气相沉积制造过程中由于硅片会自动吸附空气中的有机分子以及人为违规操作导致的手指印等会导致镀膜过程中形成色差和膜色不均匀的情况，严重影响了太阳能电池片的成品率和整体美观性；本发明通过在等离子增强化学气相沉积设备的缓存仓中增加紫外清洗系统，有效改善了硅片表面的浸润性以及清洁度，提升了电池片的膜色均匀性。

附图说明

图1是本发明正背膜折射率与正常工艺对比图。

图2是本发明正背膜膜厚与正常工艺对比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

一种晶体硅太阳能电池制备方法，包括如下步骤：

S1.制绒：选用湿法技术，在P型单晶硅片表面形成绒面；

S2.扩散：通过扩散形成P-N结；

S3.正面激光：制备选择发射极，用激光对硅片表面进行重掺杂；

S4.刻蚀：去除磷硅玻璃；

S5.退火：修复正面激光对硅片表面带来的损伤，钝化表面减少载流子复合。

以下步骤6至9为本发明的创新点，步骤6至9的镀膜方法代替传统的背面钝化膜、正面钝化膜步骤，步骤6至9采用的晶体硅太阳能电池镀膜设备，包括等离子增强化学气相沉积设备的机台、缓存仓，缓存仓内设有紫外清洗系统，紫外清洗系统包括紫外灯管，反光罩两个部分，紫外灯管有两种，两种紫外灯管的波长分别为185纳米和254纳米。紫外清洗时先打开波长185纳米的紫外灯管，185纳米的紫外光将空气中的氧气（O₂）分解成臭氧（O₃），再打开254纳米的紫外灯管，254纳米的紫外光将臭氧分解成氧气（O₂）和活性氧（O），同时激发硅片表面的有机分子并提高其敏感性，反光罩用于反射紫外线达到节能提效的作用。可以采用一套设备来沉积背膜、沉积正面膜，也可以采用两套本设备分别用于沉积背膜、沉积正面膜，本实施例采用两台设备。

S6.清洗背膜缓存仓：利用紫外清洗系统对背膜PECVD缓存仓进行预处理，清洗时间为20分钟，以保证在对硅片表面进行处理过程中的洁净程度。

S7.清洗硅片并沉积背膜：把硅片放入背膜PECVD缓存仓，利用紫外清洗系统对硅片进行清洗，清洗时间为20分钟，实现对硅片表面的清洗及表面处理的作用，再将紫外清洗后待镀背膜的硅片置于PECVD石墨舟中进行背膜的制备，背膜一般为氧化铝（Al₂O₃）膜、氮化硅（SiN_X）膜，氧化铝（Al₂O₃）膜的沉积工艺参数：沉积功率4200瓦，沉积压力1500毫托（mTor），沉积占空比2:100毫秒，笑气（N₂O）流量3000标升每分钟（sccm），三甲基铝（Al(CH₃)₃）流量81000 标升每分钟（sccm），沉积时间80 秒；氮化硅（SiN_X）膜的沉积工艺参数：沉积功率14220瓦，沉积压力1500毫托（mTor），沉积占空比5:70毫秒，笑气（N₂O）流量3000标升每分钟（sccm），硅烷（SiH₄）流量1000标升每分钟（sccm），沉积时间180秒。

S8.清洗正膜缓存仓：利用紫外清洗系统对正膜PECVD缓存仓进行预处理，清洗时间为20分钟，以保证在对硅片表面进行处理过程中的洁净程度。

S9.清洗硅片并沉积正面膜：把硅片放入正膜PECVD缓存仓，利用紫外清洗系统对硅片进行清洗，处理时间为20分钟，以实现对硅片表面进行清洗及表面处理的作用，再将紫外清洗后待镀正膜的硅片置于石墨中进行正膜氮化硅（SiN_X）减反层的制备，沉积温度450摄氏度，沉积功率10800瓦，沉积压力1500毫托（mTor），沉积占空比2:30毫秒，氨气（NH₃）流量6800标升每分钟（sccm），硅烷（SiH₄）流量1000标升每分钟（sccm），沉积时间220秒。

S10.背面激光：形成背接触。

S11.丝网印刷：印刷背银、背面铝浆及正银浆料，烧结后形成欧姆接触，完成单晶硅太阳能电池的制作流程。

本发明的原理是：紫外清洗系统的存在，当进行紫外臭氧处理时，185纳米的紫外光首先将空气中的氧气（O₂）分解成臭氧（O₃），254纳米的紫外光再将臭氧（O₃）分解成氧气（O₂）和活性氧（O），这个光敏氧化过程是不间断进行的，由于活性氧（O）的强氧化性，不断产生的活性氧（O）与硅片表面被激发的有机分子发生氧化反应，生成的挥发性气体从硅片表面逃逸，最终实现了硅片的清洗及表面处理，保证了进行PECVD镀膜工艺时硅片的清洁度，从而改善了电池片的镀膜均匀性。同时通过对采用正常工艺以及采用紫外处理工艺的硅片进行表征，从图一和图二中可以看出，采用本发明工艺的硅片获得了更加均匀分布的折射率以及膜厚，这也直接证明了本发明提供的一种晶体硅太阳能电池镀膜方法能够有效改善电池片的镀膜均匀性。

本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围。所有这样的对所述领域技术人员显而易见的修改将包括在本权利要求的范围之内。