CN102593244A - 一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法 - Google Patents

一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102593244A
CN102593244A CN2012100285257A CN201210028525A CN102593244A CN 102593244 A CN102593244 A CN 102593244A CN 2012100285257 A CN2012100285257 A CN 2012100285257A CN 201210028525 A CN201210028525 A CN 201210028525A CN 102593244 A CN102593244 A CN 102593244A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solar cell
selective emitter
silicon solar
preparation
sintering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012100285257A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102593244B (zh
Inventor
张为国
王栩生
章灵军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CSI Cells Co Ltd
Canadian Solar Inc
Original Assignee
CSI Solar Technologies Inc
Canadian Solar China Investment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CSI Solar Technologies Inc, Canadian Solar China Investment Co Ltd filed Critical CSI Solar Technologies Inc
Priority to CN201210028525.7A priority Critical patent/CN102593244B/zh
Publication of CN102593244A publication Critical patent/CN102593244A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102593244B publication Critical patent/CN102593244B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法，包括如下步骤：(1)表面清洗及织构化，然后采用单步扩散法对p型硅片进行轻扩散，制备p-n+结；(2)清洗刻蚀去边、镀减反射膜；(3)在硅片的镀膜面电极区域丝网印刷含磷的银浆料，形成p-n++结；(4)第一次烧结；(5)在硅片的非镀膜面印刷背电极和背电场；(6)第二次烧结，即可得到选择性发射极晶体硅太阳电池。本发明开发了一种新的制备选择性发射极晶体硅太阳电池的方法，该方法的制备成本较低，制备时间较短，且可与现有标准电池工艺兼容，具有产业化前景。

Description

一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法
技术领域
本发明涉及一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法，属于太阳能技术领域。
背景技术
自进入本世纪以来光伏产业成为了世界上增长最快的高新技术产业。在各类太阳能电池中，晶体硅（单晶、多晶）太阳能电池占有极其重要的地位，目前占据了光伏市场75%以上的份额。晶体硅太阳能电池利用p-n结的光生伏特效应实现光电转换，从发展的观点来看，晶体硅太阳能电池在未来很长的一段时间仍将占据主导地位。
现有的晶体硅太阳能电池的制造流程为：表面清洗及织构化、扩散、清洗刻蚀去边、镀减反射膜、丝网印刷、烧结形成欧姆接触、测试。这种商业化晶体硅电池制造技术相对简单、成本较低，适合工业化、自动化生产，因而得到了广泛应用。其中，扩散是核心工艺；传统的扩散工艺在发射极区域会出现较高的接触电阻和比较严重的死层问题，而仅仅通过调整一步扩散工艺的制程是无法同时解决接触电阻和死层的问题，所以传统的扩散工艺限制了短路电流、开路电压、填充因子和效率的提高。
为了同时兼顾开路电压、短路电流和填充因子的需要，选择性发射极太阳电池是非常理想的选择，即在电极接触部位进行重掺杂，在电极之间位置进行轻掺杂。这样的结构会增加短波响应和降低表面复合，同时减少前电极与发射区的接触电阻，使得短路电流、开路电压和填充因子都得到较好的改善，最终提高转换效率。
选择性发射极晶体硅太阳电池早在上世纪90年代就有文献报道过，现在制备选择性发射极晶体硅太阳电池技术层出不穷，成本和效率也是参差不齐。因此，开发低成本的、与标准电池工艺兼容的选择性发射极晶体硅太阳电池工艺技术是各大厂家的一个重要研发方向，同时该制备方法还要做到在时间和成本上有很好控制，适合产业化。
发明内容
本发明目的是提供一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法，包括如下步骤：
(1) 表面清洗及织构化，然后采用单步扩散法对p型硅片进行轻扩散，制备p-n+结；
(2) 清洗刻蚀去边、镀减反射膜；
(3) 在硅片的镀膜面电极区域丝网印刷含磷的银浆料，形成p-n++结；
(4) 第一次烧结；
(5) 在硅片的非镀膜面印刷背电极和背电场；
(6) 第二次烧结，即可得到选择性发射极晶体硅太阳电池。
上文中，所述步骤(1)中的表面清洗及织构化，以及步骤(2)、(5)中的步骤均为现有技术。
上述技术方案中，所述步骤(1)中，p-n+结的n+区的方块电阻为60~100Ω∕□。
上述技术方案中，所述步骤(3)中丝网印刷的含磷的银浆料的厚度为10~40微米。
上述技术方案中，所述步骤(3)中，p-n++结的n++区的方块电阻为30~50Ω∕□。
上述技术方案中，所述步骤(3)中，在硅片的镀膜面电极区域丝网印刷含磷的银浆料，使其表面的磷浓度为1020~1021cm-3。
上述技术方案中，所述步骤(4)中的第一次烧结，其烧结炉的温度为200~1000℃，网带带速为100~300 inch/min。
上述技术方案中，所述步骤(6)中的第二次烧结，其烧结炉的温度为200~1000℃，网带带速为100~300 inch/min。
上文中，所述p型硅片可以采用单晶或多晶p型硅片。所述步骤(4)中的烧结的烧结炉中所有温区优选采用灯管加热方式，烧结炉应该具有很快的升温和降温速率、单片硅片快速均匀受热的特点。
由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1．本发明开发了一种新的制备选择性发射极晶体硅太阳电池的方法，该方法的制备成本较低，制备时间较短，且可与现有标准电池工艺兼容，具有产业化前景。
2．本发明的制备方法简单，通过二次烧结，进一步提升了太阳电池的转换效率，实验证明，按照本发明的制备方法得到的太阳电池的转换效率相比现有工艺可提高0.2~0.3%，具有显著的效果。
3．本发明采用丝网印刷含磷的银浆料，同时实现了电极的制备与形成高表面浓度区，大大简化了工艺步骤。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一
一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
(1) 表面清洗及织构化，然后均匀的磷轻扩散：采用液态的POCl3为磷源，采用单步扩散法对晶体硅片进行轻扩散，制备p-n+结；
(2) 清洗刻蚀去边、PECVD制备SiNx膜；
(3) 含有磷的银浆料的印刷：在电池的前电极区域采用丝网印刷含有磷的银浆料，厚度为20微米，使得在前电极区域硅表面n++形成较高的磷浓度，其磷浓度为1021cm-3；
(4) 选择性发射极结构的烧结：先进行丝网印刷含有磷的银浆料，进行第一次高温烧结处理，然后印刷背电极、背场后，再进行第二次高温烧结处理，使其前电极区域硅表面形成重磷掺杂；第一次烧结的烧结炉中所有温区采用的是灯管加热方式；
分析测试及表征后，即可得到选择性发射极晶体硅太阳电池。
步骤（1）中的硅片为单晶p型硅片，制得的n+区的方块电阻为70Ω∕□，n++区的方块电阻为40Ω∕□。
对比例一
采用与实施例一相同的材料，基于常规的晶体硅太阳电池的制备方法，包括如下步骤：
(1) 硅片清洗制绒；
(2) 均匀的磷轻扩散：采用液态的POCl3为磷源，采用单步扩散法对P型晶体硅片进行轻扩散，制备p-n+结，其方块电阻为70Ω∕□；
(3) 刻蚀镀膜；
(4) 印刷电极与烧结；
(5) 测试与包装。
以上两批为同一种片源的硅片，在进行清洗、制绒、扩散、刻蚀镀膜以及背极、背场印刷的工序中都是同一条件。
结果证明，相比于对比例，通过本发明制备的选择性发射极电池的开路电压提升了5~8mv，短路电流提升了30~50mA，最终光电转换效率有0.2~0.3%的提升。

Claims (7)

1.一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 表面清洗及织构化，然后采用单步扩散法对p型硅片进行轻扩散，制备p-n+结；
(2) 清洗刻蚀去边、镀减反射膜；
(3) 在硅片的镀膜面电极区域丝网印刷含磷的银浆料，形成p-n++结；
(4) 第一次烧结；
(5) 在硅片的非镀膜面印刷背电极和背电场；
(6) 第二次烧结，即可得到选择性发射极晶体硅太阳电池。
2.根据权利要求1所述的选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，p-n+结的n+区的方块电阻为60~100Ω∕□。
3.根据权利要求1所述的选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中丝网印刷的含磷的银浆料的厚度为10~40微米。
4.根据权利要求1所述的选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，p-n++结的n++区的方块电阻为30~50Ω∕□。
5.根据权利要求1所述的选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，在硅片的镀膜面电极区域丝网印刷含磷的银浆料，使其表面的磷浓度为1020~1021cm-3。
6.根据权利要求1所述的选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的第一次烧结，其烧结炉的温度为200~1000℃，网带带速为100~300 inch/min。
7.根据权利要求1所述的选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中的第二次烧结，其烧结炉的温度为200~1000℃，网带带速为100~300 inch/min。
CN201210028525.7A 2012-02-09 2012-02-09 一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法 Active CN102593244B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210028525.7A CN102593244B (zh) 2012-02-09 2012-02-09 一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210028525.7A CN102593244B (zh) 2012-02-09 2012-02-09 一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102593244A true CN102593244A (zh) 2012-07-18
CN102593244B CN102593244B (zh) 2014-12-24

Family

ID=46481650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210028525.7A Active CN102593244B (zh) 2012-02-09 2012-02-09 一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102593244B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102983221A (zh) * 2012-12-04 2013-03-20 英利能源（中国）有限公司 选择性发射极晶体硅太阳能电池的制作方法
CN103077975A (zh) * 2013-01-05 2013-05-01 中山大学 一种低成本n型双面太阳电池及其制备方法
CN103187483A (zh) * 2013-03-29 2013-07-03 衡水英利新能源有限公司 轻掺杂银浆的发射极制备方法
CN106133922A (zh) * 2014-04-04 2016-11-16 三菱电机株式会社 太阳能电池的制造方法以及太阳能电池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101369612A (zh) * 2008-10-10 2009-02-18 湖南大学 一种实现选择性发射极太阳能电池的制作方法
CN101383390A (zh) * 2008-09-25 2009-03-11 江苏林洋新能源有限公司 利用烧结炉通过二次烧结规模化生产晶硅太阳电池的方法
CN101872808A (zh) * 2010-06-04 2010-10-27 珈伟太阳能(武汉)有限公司 一种晶硅太阳能电池选择性发射极的制作方法
KR20110078549A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 현대중공업 주식회사 태양전지의 선택적 에미터 형성방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101383390A (zh) * 2008-09-25 2009-03-11 江苏林洋新能源有限公司 利用烧结炉通过二次烧结规模化生产晶硅太阳电池的方法
CN101369612A (zh) * 2008-10-10 2009-02-18 湖南大学 一种实现选择性发射极太阳能电池的制作方法
KR20110078549A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 현대중공업 주식회사 태양전지의 선택적 에미터 형성방법
CN101872808A (zh) * 2010-06-04 2010-10-27 珈伟太阳能(武汉)有限公司 一种晶硅太阳能电池选择性发射极的制作方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102983221A (zh) * 2012-12-04 2013-03-20 英利能源（中国）有限公司 选择性发射极晶体硅太阳能电池的制作方法
CN103077975A (zh) * 2013-01-05 2013-05-01 中山大学 一种低成本n型双面太阳电池及其制备方法
CN103077975B (zh) * 2013-01-05 2015-07-08 中山大学 一种低成本n型双面太阳电池及其制备方法
CN103187483A (zh) * 2013-03-29 2013-07-03 衡水英利新能源有限公司 轻掺杂银浆的发射极制备方法
CN103187483B (zh) * 2013-03-29 2015-11-18 衡水英利新能源有限公司 轻掺杂银浆的发射极制备方法
CN106133922A (zh) * 2014-04-04 2016-11-16 三菱电机株式会社 太阳能电池的制造方法以及太阳能电池
CN106133922B (zh) * 2014-04-04 2018-07-20 三菱电机株式会社 太阳能电池的制造方法以及太阳能电池

Also Published As

Publication number Publication date
CN102593244B (zh) 2014-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102938432B (zh) 一种mwt太阳电池组件的制备方法
CN110265497B (zh) 一种选择性发射极的n型晶体硅太阳电池及其制备方法
CN105895738A (zh) 一种钝化接触n型太阳能电池及制备方法和组件、系统
CN103618023B (zh) 一种高方阻扩散工艺
CN103346211A (zh) 一种背接触太阳能电池及其制作方法
CN101937940A (zh) 印刷磷源单步扩散法制作选择性发射结太阳电池工艺
CN106711239A (zh) Perc太阳能电池的制备方法及其perc太阳能电池
CN102842646A (zh) 一种基于n型衬底的ibc电池的制备方法
CN104377253A (zh) 一种新型结构太阳电池及其制作方法
CN103956410A (zh) 一种n型背结太阳能电池的制备方法
CN102683493A (zh) N型晶体硅双面背接触太阳电池的制备方法
CN101976708A (zh) 一种提高晶体硅太阳能电池光电转换效率的方法
WO2019128073A1 (zh) 一种高效mwt太阳能电池的制备方法
CN102593244B (zh) 一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法
WO2019128072A1 (zh) 一种低成本mwt硅太阳能电池及其制备方法
CN103985778B (zh) 具有选择性发射极的异质结太阳能电池及其制备方法
CN102629641B (zh) 一种背接触硅太阳能电池的制备方法
CN103187482A (zh) 一种晶硅太阳能mwt电池的制造方法及其制造的电池
CN104659159A (zh) 一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法
CN103594532A (zh) 一种n型晶体硅太阳能电池的制备方法
CN103280492A (zh) 一种高方阻太阳能电池的制作方法
CN103178157A (zh) 一种选择性发射极多晶硅太阳电池的制备方法
CN102769072B (zh) N型晶硅太阳能电池及其制备方法
CN202049973U (zh) 一种选择性发射极晶体硅太阳电池
CN103066158A (zh) 一种背电场区域接触晶体硅太阳电池的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 215129 Suzhou high tech Zone, Jiangsu Province, Lu Shan Road, No. 199, No.

Co-patentee after: Artes sunshine Power Group Co. Ltd.

Patentee after: Suzhou Canadian Solar Inc.

Address before: 215129 Suzhou high tech Zone, Jiangsu Province, Lu Shan Road, No. 199, No.

Co-patentee before: Canadian (China) Investment Co., Ltd.

Patentee before: Suzhou Canadian Solar Inc.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP03 Change of name, title or address

Address after: No. 199, deer mountain road, Suzhou high tech Zone, Jiangsu Province

Patentee after: CSI Cells Co.,Ltd.

Patentee after: Atlas sunshine Power Group Co.,Ltd.

Address before: 215129 199 deer Road, Suzhou hi tech Development Zone, Jiangsu, Suzhou

Patentee before: CSI Cells Co.,Ltd.

Patentee before: CSI SOLAR POWER GROUP Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address