光伏电池——HJT异质结太阳能电池工艺流程

光伏电池——HJT异质结太阳能电池工艺流程

“超锂氢伏”致力于打造微纳加工产业链的开放交流平台，重点发展光伏、半导体、显示等行业微纳加工。

清洁和纹理

与传统的P型或N型电池制造工艺类似，HIT电池也是电池制造的第一步，需要清洗和纹理处理，这一步的主要目的是去除N型基板表面的油和金属杂质，去除机械损伤层，形成金字塔绒面革，捕获光线并减少表面反射。

这

晶圆在PECVD工厂制造，用于制造钝化膜和PN结。HIT电池高效率的根源在于本征非晶硅膜优异的钝化效果。由于晶体硅衬底表面存在大量悬空键，少量被光激发的载流子容易被悬空键捕获，到达表面后重新组合，从而降低了电池效率。

此外，通过在晶圆正面和背面沉积富氢的本征非晶硅膜，可以有效地氢化悬浮键，减少表面缺陷，从而显著提高少子寿命，增加开路电压，最终提高电池效率。

虽然每层的厚度只有4-10 nm，但每1-2 nm实现的功能和制备工艺差异很大，因此本征和掺杂的非晶硅薄膜需要在多个腔体中完成，而在PECVD中，需要引入多腔沉积系统。

金属氧化物导电层（TCO）的沉积。

非晶硅膜沉积后，晶片沉积在（磁控溅射）或RPD（离子反应镀膜）设备中，沉积透明金属氧化物导电膜TCO。TCO 纵向收集载流子并将它们输送到电极。由于非晶硅层结构无序，电子和空穴的迁移速率低，横向导电性差，不利于光生载流子的收集。因此，需要在前掺杂层上方沉积一层75-80nm厚的TCO，用于载流子的纵向收集和输送到电极，TCO可以同时减少光学反射。

TCO薄膜在可见光范围内（波长380-760nm）具有80%以上的透射率，电阻很低，其组成主要是In、Sb、Zn、Sn、Cd及其氧化物的络合物。目前应用最广泛的有ITO、SCOT、IWO、AZO。TCO制备（磁控溅射）或RPD（离子反应镀膜）有两种工艺，目前大多出于成本考虑选择（磁控溅射）工艺。

丝网印刷固化（丝网印刷电极）。

电极是一种导电材料，与PN结的两端形成紧密的欧姆接触。习惯上将电池发光表面上的电极称为上电极。在电池背面制作的电极称为下电极或背电极。电极的制造方法主要包括真空蒸发、化学镀镍、铝浆印刷烧结等。铝（银或混合）浆料印刷是近年来比较成熟的工艺方法，在商用电池生产中得到了广泛的应用。

对于上、下电极材料，一般应满足以下要求：（1）能与硅形成牢固接触。（2）接触电阻比较小，应为欧姆接触。（3）优良的导电性。（4）堵塞面积小，一般小于8%。（5）收集效率高。（6）焊接性强。

（7）成本低。（8）污染相对较小。

丝网印刷金属网格：上下电极和细网格收集载流子。

背电场：增加电子的收集速率，增加短路电流和开路电压。

烧结的目的和作用：烧掉浆料的有机组分，使浆料与硅片形成良好的欧姆接触，从而提高开路电压和短路电流，使其具有牢固的附着力和良好的可焊性。

这铝

硅合金是在背面烧结形成的铝-硅合金，铝在硅中掺杂为P型，可以减少金属与硅交界处的极子复合，从而增加开路电压和短路电流，提高对红外线的响应。

银、氮化硅、二氧化硅、硅的上电牌号烧结形成共晶，使电极与硅形成良好的欧姆接触，从而增加开路电压和短路电流。

HIT电池生产的最后一步是丝印固化，金属电极制备和固化。考虑到HIT是一种低温工艺，它不区分正极银和背银，所以丝网印刷和低温固化的过程比较简单，但这个特点的缺点之一是价格较高，消耗量较大，所以业内一些企业已经尝试使用镀铜工艺来制作电极。由于镀铜工艺中不使用银浆，因此成本相对较低。然而，即便如此，该工艺并未得到广泛应用，因为该工艺非常复杂，废液排放存在严重的环境限制，限制了其普及。

丝网印刷原理：丝网印刷由丝网、刮刀、浆料、工作台和承印物五大要素组成。

基本原理：采用网眼透水浆料的丝网图形部分和网眼不透浆料的非图形部分进行印刷的基本原理。打印时，从一端到浆料，用刮刀对丝网的浆料部分施加一定的压力，同时向丝网的另一端移动。当墨水移动时，墨水通过刮刀从图形部分的网格上压到基材上。

边缘隔离

采用高速激光扫描系统，对HIT太阳能电池边缘区域的边缘隔离槽结构进行扫描和雕刻，从而完成边缘泄漏隔离。

测试

通过I-V测试得到太阳能电池的ISC、VOC、FF，从而了解太阳能电池的光电转换效率，进而判断其质量和缺点。