CN102487102A - 太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：S₁、通过离子注入的方式在P型基底的晶片背面形成P+型掺杂层；S₂、在该P型基底的晶片表面形成N型掺杂层；S₃、在该N型掺杂层中形成N+重掺杂区域；S₄、在该P型基底的晶片表面形成一涂层，该涂层包括钝化层和增透膜；S₅、在该P型基底的晶片表面和背面制作表面电极和背面电极，其中在该N型掺杂层上与该N+重掺杂区域相对应的区域制作表面电极；S₆、将该P型基底的晶片在700-1100℃的温度下烧结使表面电极和背面电极中的金属元素与该晶片共晶复合。本发明还公开了一种太阳能电池。由于背场效应和选择性发射极的结构，提高了太阳能电池的光电转换效率。

Description

太阳能电池及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池及其制备方法，特别是涉及一种P型基底的具有选择性发射极的太阳能电池及其制备方法。

背景技术

新能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。在新世纪中，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。而光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简便等优点。近几年，国际上光伏发电产业迅猛发展，太阳能晶片供不应求，于是提高太阳能晶片的光电转换效率和太阳能晶片的生产能力成为重要的课题。

太阳能电池受光照后，电池吸收一个能量大于带隙宽度的入射光子后产生电子-空穴对，电子和空穴分别激发到导带与价带的高能态。在激发后的瞬间，电子和空穴在激发态的能量位置取决于入射光子的能量。处于高能态的光生载流子很快与晶格相互作用，将能量交给声子而回落到导带底与价带顶，这过程也称作热化过程，热化过程使高能光子的能量损失了一部分。热化过程后，光生载流子的输运过程(势垒区或扩散区)中将有复合损失。最后的电压输出又有一次压降，压降来源于与电极材料的功函数的差异。由上述分析，太阳能电池效率受材料、器件结构及制备工艺的影响，包括电池的光损失、材料的有限迁移率、复合损失、串联电阻和旁路电阻损失等。对于一定的材料，电池结构与制备工艺的改进对提高光电转换效率是重要的。

一般来说太阳能电池制备工艺主要经过以下几个过程，以硅片为例说明：

1、硅片的表面处理：硅片的表面准备是制造硅太阳电池的第一步主要工艺，它包括硅片的化学清洗和表面腐蚀。当把掺杂好的硅锭按要求切割成符合生产要求的硅片后，首先要对其表面处理，因为切割后硅片表面可能有尘埃，金属离子及其他无机物和油脂等有机物，在切割时还会产生一定的机械损伤层。经过酸性腐蚀和碱性腐蚀可以去除掉这些污染和损伤，使硅片表面光亮。之后，将硅片放入1.2％-1.5％的氢氧化钠溶液或其它酸性溶液中做金字塔绒面，使入射光在表面多次反射和折射，增加了光的吸收，提高了电池的效率。

2、扩散制结：制结过程是在一块基体材料上生成导电类型不同的扩散层，它和制结前的表面处理均是电池制造过程中的关键工序。扩散是物质分子或原子运动的一种现象。热扩散制P-N结的方法是通过高温使V族杂质渗入P型硅或III族杂质渗入N型硅。硅太阳能电池最常用的V族杂质为磷，III族杂质最常用的为硼。对扩散的要求是获得适合于太阳能电池P-N结需要的结深和扩散层方块电阻。浅结死层小，电池短波效应好，而浅结引起串联电阻增加，只有提高栅电极的密度，才能有效提高电池的填充因子。这样就增加了工艺难度。结深太深，死层比较明显。如果扩散浓度太大，则引起重掺杂效应，使电池的开路电压和短路电流下降。在实际的电池制作中，考虑了多个方面的因素，因此太阳能电池的结深一般控制在0.3～0.5微米，方块电阻平均为20～70欧姆。目前，硅太阳能电池所用的主要热扩散方法是液态源扩散，这种工艺是通过气体携带的方法将杂质带如扩散炉内实现的。

3、去边：在扩散过程中，在硅片的周边表面也形成了扩散层，周边扩散层可以使电池的上下电极形成短路环，必须将它除去。周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降，对电池的影响是致命的。去边的主要方法有腐蚀法、挤压法和离子干法刻蚀等。现在工业上最长使用的是等离子法，通入氮气、氧气和四氟化碳高压下产生辉光，通过氧离子和氟离子交替对硅作用，去掉扩散层周边的导同层。因为扩散中生成了P、P₂O₅、S_iO₂和磷硅玻璃，现在用10％的HF溶液清洗2分钟，达到出去杂质玻璃的目的。

4、制作减反射膜：光照射到平面的硅片上，其中有一部分被反射，即使已经绒面的硅表面，也约有11％的反射损失，在硅表面覆盖一层减反射膜，可大大降低光的反射。现在采用的喷涂法，它是利用高温在硅表面生成二氧化钛膜；还有一种喷涂的方法，是用PECVD(等离子体化学气相沉淀)系统，它是由电脑控制，在真空、高压射频源条件下，使的氨气和硅烷气体电离，在硅表面形成氮化硅膜。

5、电极制作：电极就是与P-N结两端形成紧密欧姆接触的导电材料。这样的材料应该满足：与硅可形成牢固的接触而且接触电阻小、导电性优良、遮挡面积小、收集效率高等要求。目前商品化电池生产中大量被采用的工艺是银浆或银/铝浆印刷，而且该工艺已经走向成熟，栅线的宽高比已经大大减小，这与电池电极设计的原则——让电池的输出最大，即电池的串联电阻尽可能小且电池的光照作用面积尽可能大是完全一致的。

6、电极制作完毕，就到了下一个工序-烧结。烧结是太阳能单片电池的最后一道制作工序，此步中良好的温度曲线是关键，烧结时间要把握好，首先要低温让浆液中的混融剂等物质排除，加热或烧结到铝-硅共熔点以上烧结合金。经过合金化以后，随着降温，液相中的硅将重新凝固起来，形成含有一定量铝的再结晶层，它实际上是一个对硅进行掺杂的过程，它补偿了背面N+层中的施主杂质，得到以铝掺杂的P型层，随着合金温度的上升，液相中的铝的比例增多，在足够的铝量合金温度下，背面甚至能形成与前方相同的电场，成为背电场，目前该工艺已被用于大批量的工业生产中，从而提高了开路电压和短路电流，并减小了电极接触电阻。背结能否烧穿与基本材料的电阻率、背面扩散层的掺杂浓度和厚度、背面厚度或印刷铝层厚度、烧结的温度以及时间和温度等因素都有关系。温度过高会把电池的两极烧穿，严重损坏了电池，温度不够高的话就不能保证电极的欧姆接触良好性，所以必须要有一个合适的温度去烧结。这样单片的太阳能电池片就完成了，最后到测试，然后是焊接和封装工艺。

由于热扩散工艺中掺杂离子的浓度无法得到精确控制，导致太阳能电池的转换效率受到局限，无法高效地进行光电转换。而且采用热扩散工艺制备太阳能晶片，其工艺步骤较多，导致生产效率的降低和成本的提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术太阳能电池转换效率低、热扩散工艺中掺杂离子的浓度无法得到精确控制且工艺步骤复杂、成本较高的缺陷，提供一种制程成本低、掺杂离子浓度得以精确控制并且减少了工艺中间环节、提高整个生产线的生产效率以及光电转换效率高的太阳能电池及其制备方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种太阳能电池的制备方法，其特点在于，其包括以下步骤：

S₁、在P型基底的晶片背面形成P+型掺杂层；本领域技术人员可根据实际需要选择合适的掺杂离子以及掺杂离子的浓度、能量等参数和合适的掺杂方法以得到理想的方块电阻，例如可以采用离子注入的方法或者热扩散的方法形成P+型掺杂层；

S₂、在该P型基底的晶片表面形成N型掺杂层；

S₃、在该N型掺杂层中形成N+重掺杂区域，其中通过用激光扫描位于该N型掺杂层上的一磷玻璃，使激光扫描部位的磷玻璃中的磷元素热扩散至该N型掺杂层中以形成N+重掺杂区域；

S₄、在该P型基底的晶片表面形成一涂层，该涂层包括钝化层和增透膜；

S₅、在该P型基底的晶片表面和背面制作表面电极和背面电极，其中在该N型掺杂层上与该N+重掺杂区域相对应的区域制作表面电极；

S₆、将该P型基底的晶片在700-1100℃的温度下烧结使表面电极和背面电极中的金属元素与该晶片共晶复合。

优选地，步骤S₁中加速P型离子并通过离子注入的方式形成P+型掺杂层，其中可以将P型离子加速至500eV-50keV，所形成的P+型掺杂层的方块电阻为20-60ω/□。

优选地，倘若步骤S₁采用的为离子注入的方式，则步骤S₁之后、步骤S₂之前还包括对晶片退火的步骤。

优选地，步骤S₂中通过热扩散的方法形成N型掺杂层，该N型掺杂层的方块电阻为60-120Ω/□。此时，在进行热扩散之前，需要在晶片背面设置一扩散保护层，因为采用热扩散对晶片进行加工是针对整个晶片而言的，为了防止破坏已经加工的其他位置的掺杂层，采用该扩散保护层以阻挡非加工区域的热扩散。例如可以采用掩模板或者使用氮化硅并通过PECVD方法(等离子体增强化学气相沉积法)形成该扩散保护层。

优选地，步骤S₃中N+重掺杂区域的方块电阻为10-50Ω/□。

优选地，步骤S₄中通过PECVD的方式形成涂层，该涂层的厚度为60-150nm，该涂层的钝化层为氧化硅、碳化硅、氮化硅或氧化铝薄膜中的一种或者多种构成的叠层，该涂层的增透膜为氮化硅薄膜。

优选地，步骤S₅中使用银浆并采用丝网印刷法制作表面电极和背面电极。

本发明还提供一种如上所述的太阳能电池的制备方法制得的太阳能电池，其特点在于，该太阳能电池包括：

一P型基底；

一位于该P型基底背面的P+型掺杂层；

一位于该P型基底表面的N型掺杂层；

位于该N型掺杂层中的N+重掺杂区域；

一位于该N型掺杂层上的涂层，该涂层包括钝化层和增透膜；

位于该涂层上的表面电极以及位于该P+型掺杂层背面的背面电极，

其中，所述表面电极和背面电极中的金属元素与晶片共晶复合，并且该表面电极位于该N型掺杂层上与该N+重掺杂区域相对应的区域上。

优选地，该P+型掺杂层的方块电阻为20-60Ω/□。

优选地，该N型掺杂层的方块电阻为60-120Ω/□，该N+重掺杂区域的方块电阻为10-50Ω/□。

优选地，该涂层的厚度为60-150nm，该涂层的钝化层为氧化硅、碳化硅、氮化硅或氧化铝薄膜中的一种或者多种构成的叠层，该涂层的增透膜为氮化硅薄膜。

本发明的积极进步效果在于：

1、在P型晶片的背面形成的P+型掺杂层，由于背场效应，可以提高太阳能电池的转换效率。

2、在P型晶片的背面使用丝网印刷方法制作背面电极，相较于使用整块铝板制作背面电极而言，可以减少、避免整个晶片烧结后的弯曲现象。

3、采用选择性发射极的结构，减少了表面电极和硅基底之间的接触电阻，使得太阳能转换效率得以提高10％左右。例如目前生产线上量产的效率在17.5％左右，采用了本发明所述的制备方法转换效率提高至19.25％左右。

4、本方法制得的太阳能电池为双面结构，表面与背面均能受光，使得电池对太阳光的利用率提高了，从而太阳能转换效率可以提高10％左右。

5、形成P+型掺杂层采用离子注入工艺进行P型离子的掺杂，由于其能精确控制掺杂离子的浓度，因此比热扩散掺杂对提高转换效率更有利。尤其是晶片背面P+型掺杂层的形成，热扩散方法由于无法对掺杂浓度进行精确控制，因而很难做出工艺简单性能优良的P+型掺杂层。

附图说明

图1-图8为本发明的制作太阳能电池的分解步骤示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

参考图1-图8，详细介绍本发明所述的太阳能电池的制备方法，其包括以下步骤：

参考图1，步骤S₁，在P型基底1的晶片背面形成P+型掺杂层2，本领域技术人员可以根据实际需要选择适合的形成掺杂层的工艺，例如加速P型离子并通过离子注入的方式形成该P+型掺杂层2，其中将P型离子加速至500eV-50keV，所形成的P+型掺杂层的方块电阻为20-60Ω/□。本领域技术人员可根据实际需要选择合适的掺杂离子以及掺杂离子的浓度、能量等以得到理想的方块电阻。例如，P型离子被加速至1keV-40keV，优选地，P型离子被加速至5keV-30keV；所形成的P+型掺杂层的方块电阻为25-55Ω/□，优选地，所形成的P+型掺杂层的方块电阻为30-50Ω/□。另外，倘若采用的为离子注入法形成该P+型掺杂层，则需要退火步骤，图1中箭头所示为离子注入的方向，仅是为了便于理解，不应解释为对本发明的限制。在完成离子注入后，进行退火，使得掺杂的杂质活化。

参考图2-3，步骤S₂，在该P型基底1的晶片表面形成N型掺杂层3，可以通过热扩散的方法形成N型掺杂层3，该N型掺杂层3的方块电阻为60-120Ω/□，优选地，该N型掺杂层3的方块电阻为70-110Ω/□，更优选地，该N型掺杂层3的方块电阻为80-100Ω/□。本领域技术人员可以根据实际需要选择合适的扩散源以及热扩散的其他工艺参数，例如选择POCl₃作为扩散源。另外，由于在晶片的加工过程中是针对整个晶片进行的，但N型掺杂层仅是在晶片表面形成，为了防止晶片的背面也形成N型掺杂，在进行热扩散之前，参考图2，在晶片的背面设置扩散阻挡层20，使得N型掺杂层仅在晶片表面形成。本领域技术人员根据自身需要选择合适的扩散阻挡层，例如掩模板或者使用氮化硅并通过PECVD方法形成该扩散保护层等等。另外，图3中箭头所示为热扩散方法中N型离子的扩散方向，仅是为了便于理解，不应解释为对本发明的限制。

参考图4-图5，步骤S₃，在该N型掺杂层3中形成N+重掺杂区域31。具体来说，可以通过用激光扫描位于该N型掺杂层3上的一磷玻璃30，所述磷玻璃的含磷量较高，使激光扫描部位的磷玻璃30中的磷元素热扩散至该N型掺杂层3中以形成N+重掺杂区域31。由此，该N+重掺杂区域31以及周围的N型掺杂层(N型掺杂层相对N+重掺杂区域31而言掺杂浓度较低)就初步形成了选择性发射极的结构。本领域技术人员可以根据自身需要选择合适的掺杂浓度以形成理想的重掺杂区域和浅掺杂区域，例如该N型掺杂层的方块电阻为60-120Ω/□，该N型掺杂层上N+重掺杂区域的方块电阻为10-50Ω/□，优选地，该N+重掺杂区域的方块电阻为15-45Ω/□，更优选地，该N+重掺杂区域的方块电阻为20-40Ω/□。参考图5，完成N+重掺杂区域的制备之后，去除晶片表面的磷玻璃30和晶片背面的扩散阻挡层20。

参考图6，步骤S₄，在该P型基底1的晶片表面形成一涂层4，该涂层4包括钝化层和增透膜，更具体地，通过PECVD的方式形成涂层，该涂层的厚度为60-150nm，该涂层的钝化层为氧化硅、碳化硅、氮化硅或氧化铝薄膜中的一种或者多种构成的叠层，该涂层的增透膜为氮化硅薄膜。表面钝化能够降低半导体的表面活性，使表面的复合速率降低，其主要方式是饱和半导体表面处的悬挂键，降低表面活性，增加表面的清洁程序，避免由于杂质在表面层的引入而形成复合中心，以此来降低少数载流子的复合速度。通过表面钝化，使得表面复合降低，从而提高有效少子寿命。

参考图7-图8，步骤S₆，在该P型基底1的晶片表面和背面制作表面电极5和背面电极6，其中在该N型掺杂层3上与该N+重掺杂区域31相对应的区域制作表面电极5。具体地，使用银浆并采用丝网印刷法制作表面电极5和背面电极6，其中在该N型掺杂层上与该N+重掺杂区域31相对应的区域上镀压表面电极5。这里仅是举例说明，本领域技术人员可以根据实际需要选择其他的公知手段以及公知材料制作电极。另外，图7和图8中的箭头方向表示镀压表面电极和背面电极的方向，仅是为了便于理解，不应解释为对本发明的限制。

参考图8，步骤S₇，将该P型基底的晶片在700-1100℃的温度下烧结使表面电极和背面电极中的金属元素，例如银与晶片中的硅共晶复合。晶片在700-1100℃的温度下烧结几秒到几分钟，例如30秒至30分钟，使表面电极和背面电极中的金属元素和晶片中的硅共晶复合后，能够使金属电极和基底达到良好的接触，以达到减少该区域的电阻的目的；同时烧结的温度可以使通过离子注入的方式形成的掺杂层的杂质活化，达到退火的目的，优选地，在850-1000℃下烧结退火。另外选择性发射极的结构将进一步减少表面电极和硅基底的接触电阻。

参考图8，如上述方法制得的太阳能电池包括：

一P型基底1；

一位于该P型基底1背面的P+型掺杂层2；

一位于该P型基底1表面的N型掺杂层3；

位于该N型掺杂层3中的N+重掺杂区域31；

一位于该N型掺杂层3上的涂层4，该涂层4包括钝化层和增透膜；

位于该涂层4上的表面电极5以及位于该P+型掺杂层2背面的背面电极6，

其中，所述表面电极5和背面电极6中的金属元素与晶片中的硅共晶复合，并且该表面电极5位于该N型掺杂层3上与该N+重掺杂区域31相对应的区域上。

优选地，该P+型掺杂层2的方块电阻为20-60Ω/□，该N型掺杂层3的方块电阻为60-120Ω/□，N+重掺杂区域的方块电阻为10-50ω/□。更具体地，该涂层4的厚度为60-150nm，该涂层的钝化层为氧化硅、碳化硅、氮化硅或氧化铝薄膜中的一种或者多种构成的叠层，倘若采用多层的叠层钝化层，则顶层可采用增透效果较好的氮化硅薄膜。一般来说，该涂层的增透膜为氮化硅薄膜。

测量太阳能电池和组件的光伏性能，是在稳定的自然光或模拟太阳光下，在恒定温度下，描绘出其输出电流-电压特性曲线，同时测定入射光的辐照度以计算电池的光电转换效率。太阳能光伏能源系统标准化技术委员会(IEC-TC82)规定了标准测试条件。本发明中采用的测试条件为标准测试条件，按照上述方法制得的太阳能电池的光电转换效率在19.25％以上。

下面结合上述的发明内容，给出本发明的优选实施例。

实施例1

参考图1，步骤S₁，在P型基底1的晶片背面形成P+型掺杂层2，本实施例中加速P型离子并通过离子注入的方式形成该P+型掺杂层2，其中将硼离子加速至500eV，所形成的P+型掺杂层的方块电阻为20Ω/□。由于采用了离子注入法形成该P+型掺杂层，则需要退火步骤，图1中箭头所示为离子注入的方向，仅是为了便于理解，不应解释为对本发明的限制。在完成离子注入后，进行退火，使得掺杂的杂质活化。

参考图2-3，步骤S₂，在该P型基底1的晶片表面形成N型掺杂层3，其中通过热扩散的方法形成N型掺杂层3，该N型掺杂层3的方块电阻为60Ω/□，本实施例中选择POCl₃作为扩散源。另外，由于在晶片的加工过程中是针对整个晶片进行的，但N型掺杂层仅是在晶片表面形成，为了防止晶片的背面也形成N型掺杂，在进行热扩散之前，参考图2，在晶片的背面设置扩散阻挡层20，使得N型掺杂层仅在晶片表面形成。本实施例中采用掩模板作为扩散保护层。另外，图3中箭头所示为热扩散方法中N型离子的扩散方向，仅是为了便于理解，不应解释为对本发明的限制。

参考图4-图5，步骤S₃，在该N型掺杂层3中形成N+重掺杂区域31。具体来说，通过用激光扫描位于该N型掺杂层3上的一磷玻璃30，所述磷玻璃的含磷量较高，使激光扫描部位的磷玻璃30中的磷元素热扩散至该N型掺杂层3中以形成N+重掺杂区域31。由此，该N+重掺杂区域31以及周围的N型掺杂层(N型掺杂层相对N+重掺杂区域31而言掺杂浓度较低)就初步形成了选择性发射极的结构。其中该N型掺杂层上N+重掺杂区域的方块电阻为10Ω/□。参考图5，完成N+重掺杂区域的制备之后，去除晶片表面的磷玻璃30和晶片背面的扩散阻挡层20，即本实施例中的掩模板。

参考图6，步骤S₄，在该P型基底1的晶片表面形成一涂层4，该涂层4包括钝化层和增透膜，其中，通过PECVD的方式形成涂层，该涂层的厚度为60nm，该涂层的钝化层为氧化硅，该涂层的增透膜为氮化硅薄膜。

参考图7-图8，步骤S₆，在该P型基底1的晶片表面和背面制作表面电极5和背面电极6，其中在该N型掺杂层3上与该N+重掺杂区域31相对应的区域制作表面电极5。具体地，使用银浆并采用丝网印刷法制作表面电极5和背面电极6，其中在该N型掺杂层上与该N+重掺杂区域31相对应的区域上镀压表面电极5。另外，图7和图8中的箭头方向表示镀压表面电极和背面电极的方向，仅是为了便于理解，不应解释为对本发明的限制。

参考图8，步骤S₇，将该P型基底的晶片在700℃的温度下烧结30分钟使表面电极和背面电极中的金属元素，例如银与晶片中的硅共晶复合。使表面电极和背面电极中的金属元素和晶片中的硅共晶复合后，能够使金属电极和基底达到良好的接触，以达到减少该区域的电阻的目的；同时烧结的温度可以使通过离子注入的方式形成的掺杂层的杂质活化，达到退火的目的。

实施例2

参考图1，步骤S₁，在P型基底1的晶片背面形成P+型掺杂层2，本实施例中加速P型离子并通过离子注入的方式形成该P+型掺杂层2，其中将硼离子加速至50keV，所形成的P+型掺杂层的方块电阻为60Ω/□。由于采用了离子注入法形成该P+型掺杂层，则需要退火步骤，图1中箭头所示为离子注入的方向，仅是为了便于理解，不应解释为对本发明的限制。在完成离子注入后，进行退火，使得掺杂的杂质活化。

参考图2-3，步骤S₂，在该P型基底1的晶片表面形成N型掺杂层3，其中通过热扩散的方法形成N型掺杂层3，该N型掺杂层3的方块电阻为120Ω/□，本实施例中选择POCl₃作为扩散源。另外，由于在晶片的加工过程中是针对整个晶片进行的，但N型掺杂层仅是在晶片表面形成，为了防止晶片的背面也形成N型掺杂，在进行热扩散之前，参考图2，在晶片的背面设置扩散阻挡层20，使得N型掺杂层仅在晶片表面形成。本实施例中采用氮化硅并通过PECVD方法形成该扩散保护层。另外，图3中箭头所示为热扩散方法中N型离子的扩散方向，仅是为了便于理解，不应解释为对本发明的限制。

参考图4-图5，步骤S₃，在该N型掺杂层3中形成N+重掺杂区域31。具体来说，通过用激光扫描位于该N型掺杂层3上的一磷玻璃30，所述磷玻璃的含磷量较高，使激光扫描部位的磷玻璃30中的磷元素热扩散至该N型掺杂层3中以形成N+重掺杂区域31。由此，该N+重掺杂区域31以及周围的N型掺杂层(N型掺杂层相对N+重掺杂区域31而言掺杂浓度较低)就初步形成了选择性发射极的结构。其中该N型掺杂层上N+重掺杂区域的方块电阻为50Ω/□。参考图5，完成N+重掺杂区域的制备之后，去除晶片表面的磷玻璃30和晶片背面的扩散阻挡层20，即本实施例中的氮化硅。

参考图6，步骤S₄，在该P型基底1的晶片表面形成一涂层4，该涂层4包括钝化层和增透膜，其中，通过PECVD的方式形成涂层，该涂层的厚度为150nm，该涂层的钝化层为氮化硅，该涂层的增透膜为氮化硅薄膜。

参考图7-图8，步骤S₆，在该P型基底1的晶片表面和背面制作表面电极5和背面电极6，其中在该N型掺杂层3上与该N+重掺杂区域31相对应的区域制作表面电极5。具体地，使用银浆并采用丝网印刷法制作表面电极5和背面电极6，其中在该N型掺杂层上与该N+重掺杂区域31相对应的区域上镀压表面电极5。另外，图7和图8中的箭头方向表示镀压表面电极和背面电极的方向，仅是为了便于理解，不应解释为对本发明的限制。

参考图8，步骤S₇，将该P型基底的晶片在1100℃的温度下烧结30秒使表面电极和背面电极中的金属元素，例如银与晶片中的硅共晶复合。使表面电极和背面电极中的金属元素和晶片中的硅共晶复合后，能够使金属电极和基底达到良好的接触，以达到减少该区域的电阻的目的；同时烧结的温度可以使通过离子注入的方式形成的掺杂层的杂质活化，达到退火的目的。

实施例3

参考图1，步骤S₁，在P型基底1的晶片背面形成P+型掺杂层2，本实施例中加速P型离子并通过离子注入的方式形成该P+型掺杂层2，其中将硼离子加速至30keV，所形成的P+型掺杂层的方块电阻为40Ω/□。由于采用了离子注入法形成该P+型掺杂层，则需要退火步骤，图1中箭头所示为离子注入的方向，仅是为了便于理解，不应解释为对本发明的限制。在完成离子注入后，进行退火，使得掺杂的杂质活化。

参考图2-3，步骤S₂，在该P型基底1的晶片表面形成N型掺杂层3，其中通过热扩散的方法形成N型掺杂层3，该N型掺杂层3的方块电阻为100Ω/□，本实施例中选择POCl₃作为扩散源。另外，由于在晶片的加工过程中是针对整个晶片进行的，但N型掺杂层仅是在晶片表面形成，为了防止晶片的背面也形成N型掺杂，在进行热扩散之前，参考图2，在晶片的背面设置扩散阻挡层20，使得N型掺杂层仅在晶片表面形成。本实施例中采用氮化硅并通过PECVD方法形成该扩散保护层。另外，图3中箭头所示为热扩散方法中N型离子的扩散方向，仅是为了便于理解，不应解释为对本发明的限制。

参考图4-图5，步骤S₃，在该N型掺杂层3中形成N+重掺杂区域31。具体来说，通过用激光扫描位于该N型掺杂层3上的一磷玻璃30，所述磷玻璃的含磷量较高，使激光扫描部位的磷玻璃30中的磷元素热扩散至该N型掺杂层3中以形成N+重掺杂区域31。由此，该N+重掺杂区域31以及周围的N型掺杂层(N型掺杂层相对N+重掺杂区域31而言掺杂浓度较低)就初步形成了选择性发射极的结构。其中该N型掺杂层上N+重掺杂区域的方块电阻为30Ω/□。参考图5，完成N+重掺杂区域的制备之后，去除晶片表面的磷玻璃30和晶片背面的扩散阻挡层20，即本实施例中的氮化硅。

参考图6，步骤S₄，在该P型基底1的晶片表面形成一涂层4，该涂层4包括钝化层和增透膜，其中，通过PECVD的方式形成涂层，该涂层的厚度为100nm，该涂层的钝化层为氮化硅和碳化硅的叠层，其中形成该钝化层的叠层的顶层为增透效果较好的氮化硅薄膜，该涂层的增透膜为氮化硅薄膜。

参考图7-图8，步骤S₆，在该P型基底1的晶片表面和背面制作表面电极5和背面电极6，其中在该N型掺杂层3上与该N+重掺杂区域31相对应的区域制作表面电极5。具体地，使用银浆并采用丝网印刷法制作表面电极5和背面电极6，其中在该N型掺杂层上与该N+重掺杂区域31相对应的区域上镀压表面电极5。另外，图7和图8中的箭头方向表示镀压表面电极和背面电极的方向，仅是为了便于理解，不应解释为对本发明的限制。

参考图8，步骤S₇，将该P型基底的晶片在850℃的温度下烧结10分钟使表面电极和背面电极中的金属元素，例如银与晶片中的硅共晶复合。使表面电极和背面电极中的金属元素和晶片中的硅共晶复合后，能够使金属电极和基底达到良好的接触，以达到减少该区域的电阻的目的；同时烧结的温度可以使通过离子注入的方式形成的掺杂层的杂质活化，达到退火的目的。

采用选择性发射极的优点是可以提高太阳电池的开路电压Voc，短路电流Isc和填充因子F.F.，从而使电池获得高的光电转换效率。而这样的好处正是在太阳电池不同的区域中掺杂浓度高低不同、扩散深浅不同所带来的。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S₁、在P型基底的晶片背面形成P+型掺杂层；

S₂、在该P型基底的晶片表面形成N型掺杂层；

S₃、在该N型掺杂层中形成N+重掺杂区域，其中通过用激光扫描位于该N型掺杂层上的一磷玻璃，使激光扫描部位的磷玻璃中的磷元素热扩散至该N型掺杂层中以形成N+重掺杂区域；

S₄、在该P型基底的晶片表面形成一涂层，该涂层包括钝化层和增透膜；

S₅、在该P型基底的晶片表面和背面制作表面电极和背面电极，其中在该N型掺杂层上与该N+重掺杂区域相对应的区域制作表面电极；

S₆、将该P型基底的晶片在700-1100℃的温度下烧结使表面电极和背面电极中的金属元素与该晶片共晶复合。

2.如权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤S₁中加速P型离子并通过离子注入的方式形成P+型掺杂层，其中将P型离子加速至500eV-50keV，所形成的P+型掺杂层的方块电阻为20-60Ω/□。

3.如权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤S₂中通过热扩散的方法形成N型掺杂层，该N型掺杂层的方块电阻为60-120Ω/□。

4.如权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤S₃中N+重掺杂区域的方块电阻为10-50Ω/□。

5.如权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤S₄中通过PECVD的方式形成涂层，该涂层的厚度为60-150nm，该涂层的钝化层为氧化硅、碳化硅、氮化硅或氧化铝薄膜中的一种或者多种构成的叠层，该涂层的增透膜为氮化硅薄膜。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤S₅中使用银浆并采用丝网印刷法制作表面电极和背面电极。

7.一种如权利要求1所述的太阳能电池的制备方法制得的太阳能电池，其特征在于，该太阳能电池包括：

一P型基底；

一位于该P型基底背面的P+型掺杂层；

一位于该P型基底表面的N型掺杂层；

位于该N型掺杂层中的N+重掺杂区域；

一位于该N型掺杂层上的涂层，该涂层包括钝化层和增透膜；

位于该涂层上的表面电极以及位于该P+型掺杂层背面的背面电极，

其中，所述表面电极和背面电极中的金属元素与晶片共晶复合，并且该表面电极位于该N型掺杂层上与该N+重掺杂区域相对应的区域上。

8.如权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，该P+型掺杂层的方块电阻为20-60Ω/□。

9.如权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，该N型掺杂层的方块电阻为60-120Ω/□，该N+重掺杂区域的方块电阻为10-50Ω/□。

10.如权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，该涂层的厚度为60-150nm，该涂层的钝化层为氧化硅、碳化硅、氮化硅或氧化铝薄膜中的一种或者多种构成的叠层，该涂层的增透膜为氮化硅薄膜。

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