CN101997060A - 一种晶体硅太阳能电池的选择性扩散工艺 - Google Patents

一种晶体硅太阳能电池的选择性扩散工艺 Download PDF

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刘鹏
姜言森
李玉花
徐振华
张春燕
任现坤
王兆光
杨青天
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Abstract

本发明属于晶硅太阳能电池的制作领域，具体涉及一种晶体硅太阳能电池的选择性扩散工艺。该发明采用在印刷区域镭射掺杂的方法，实现选择性发射极太阳能电池的制备，其工序包括，高方阻扩散，印刷区域镭射掺杂，磷硅玻璃去除，在进行激光镭射前不需要喷涂或旋涂任何磷源，能降低选择性发射极晶体硅太阳能电池制作的成本。与其他选择性扩散工艺相比，具有工艺简单，成本低，易于工业化生产的特点。

Description

一种晶体硅太阳能电池的选择性扩散工艺
技术领域
本发明属于晶硅太阳能电池的制作领域，具体涉及一种晶体硅太阳能电池的选择性扩散工艺。
背景技术                     
随着化石能源的枯竭，太阳能电池作为一种绿色能源，得到快速的发展。晶体硅太阳能电池成为目前太阳能电池领域的主流，如何降低太阳能电池的成本，提高太阳能电池的效率成为国内外晶体硅太阳能电池研究的重点。
选择性发射极太阳能电池，与传统工艺晶体硅太阳能电池相比，效率可以提高约0.5个百分点。而目前制作选择性发射极晶体硅太阳能电池的工艺复杂，成本高，例如2010年7月21日公开的申请号为201010102808.2的发明专利申请“一种硅太阳能电池的制备方法”公开了一种硅太阳能电池的制备方法，在硅片上制作PN结工艺中，采用了选择性扩散工艺法，即利用激光对硅片的一个表面上欲制作正面电极的位置处进行加热，在加热作用下，均匀粘附在这个表面上的磷源中的磷向硅片内扩散，这样在欲制作正面电极的位置处形成薄层电阻较小的重掺杂区域，有效减少了硅太阳能电池的薄层电阻，这样不仅有利于增加硅太阳能电池的开路电压，开路电压的增加，有效提高了硅太阳电池的转化效率，而且减少了硅太阳能电池的串联电阻，能够较好地满足工业化生产的目的。其具体过程为首先是在硅片的一个表面上喷涂磷源，磷源为含磷酸的浆料，然后烘干硅片以保持磷源均匀粘附在硅片的这个表面上，其次用激光对欲制作正面电极的位置处加热，随后进行后续的烧结步骤。工艺过程复杂，成本高，并且这种做法，难以保证浅结区与栅线区的方块电阻达到目标值。
发明内容
本发明的目的就是针对上述存在的缺陷，提供一种晶体硅太阳能电池的选择性扩散工艺，该发明采用在印刷区域镭射掺杂的方法，实现选择性发射极太阳能电池的制备，在进行激光镭射前不需要喷涂磷源，能降低选择性发射极晶体硅太阳能电池制作的成本。
本发明的一种晶体硅太阳能电池的选择性扩散工艺技术方案为，包含以下工艺步骤：高方阻扩散，印刷区域镭射掺杂，磷硅玻璃去除。
所述的高方阻扩散，阻值控制在70-90 ohm/sq。
所述的印刷区域镭射掺杂，采用波长为532nm或者355nm的激光在预备印刷正面电极区域镭射，镭射深度控制在50-1000nm，实现印刷区域重掺杂，阻值控制在20-40 ohm/sq。
本发明的扩散工艺具体步骤为：
1．高方阻扩散，将硅片放入扩散炉中进行扩散，阻值控制在70-90 ohm/sq。
2．印刷区域镭射掺杂，采用波长为532nm或者355nm的激光在硅片预备印刷正面电极区域镭射，镭射深度控制在50-1000nm，实现印刷区域重掺杂，阻值控制在20-40 ohm/sq。
3．磷硅玻璃去除。
本发明的有益效果为：本发明的工序包括，高方阻扩散，印刷区域镭射掺杂，磷硅玻璃去除。在高方阻的基础上，采用镭射掺杂的方法，在印刷区域进行二次扩散，实现印刷区域重掺杂，非印刷区域轻掺杂，形成选择性发射极。与现有技术相比，在进行激光镭射前不需要喷涂磷源，能降低选择性发射晶体硅太阳能电池制作的成本。与其他选择性扩散工艺相比，具有工艺简单，成本低，易于工业化生产的特点。采用该工艺制备的选择性发射晶体硅太阳能电池，具有较好的短波响应，大大降低了发射极区的少数载流子的复合几率，可以获得较高的开路电压和短路电流。采用本发明工艺制备的选择性发射晶体硅太阳能电池，经实验证明，其光电转换效率可达到18.0—18.5%。
附图说明：
图1所示为本发明的选择性发射太阳能电池结构示意图。
图1中，1.正面电极，2.印刷区域，3.非印刷区域，4.硅。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
本发明的一种晶体硅太阳能电池的选择性扩散工艺技术方案为，包含以下工艺步骤：高方阻扩散，印刷区域2镭射掺杂，磷硅玻璃去除。
所述的高方阻扩散，在硅片4上进行扩散，使非印刷区域3拥有较高的方阻，阻值控制在70-90 ohm/sq。
所述的印刷区域2镭射掺杂，采用波长为532nm或者355nm的激光在预备印刷正面电极1区域（即印刷区域2）镭射，镭射深度控制在50-1000nm，将磷硅玻璃中的磷作为磷源，进行二次扩散，实现印刷区域2重掺杂，阻值控制在20-40 ohm/sq。
实施例１
将制绒清洗后的单晶硅片4，放入管式扩散炉中，扩散后方阻为80 ohm/sq；采用频率为750Hz，波长为532nm的激光，对印刷区域2镭射刻蚀200nm的深度，印刷区域2阻值为28 ohm/sq；将镭射后的硅片4，放入10%的HF溶液中清洗6min，去除磷硅玻璃；将清洗好的硅片4再进行刻蚀，镀减反射膜，印刷，烧结等工艺，得到太阳能电池片，其光电转换效率可达到18.32%。
实施例2
将制绒清洗后的单晶硅片4，放入管式扩散炉中，扩散后方阻为85 ohm/sq；采用频率为750Hz，波长为532nm的激光，对印刷区域镭射刻蚀100nm的深度，印刷区域2阻值为32 ohm/sq；将镭射后的硅片4，放入10%的HF溶液中清洗6min，去除磷硅玻璃；将清洗好的硅片4再进行刻蚀，镀减反射膜，印刷，烧结等工艺，得到太阳能电池片，其光电转换效率可达到18.27%。

Claims (3)

1.一种晶体硅太阳能电池的选择性扩散工艺，其特征在于，包含以下工艺步骤：高方阻扩散，印刷区域镭射掺杂，磷硅玻璃去除。
2.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池的选择性扩散工艺，其特征在于，所述的高方阻扩散，阻值控制在70-90 ohm/sq。
3.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池的选择性扩散工艺，其特征在于，所述的印刷区域镭射掺杂，采用波长为532nm或者355nm的激光在预备印刷正面电极区域镭射，镭射深度控制在50-1000nm，阻值控制在20-40 ohm/sq。
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