CN201112399Y - 具有浓硼浓磷扩散结构的太阳能电池 - Google Patents

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陈坤
王玉亭
郑广富
王汉飞
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Jiangsu Linyang Solarfun Co Ltd
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Nantong Solarfun Engineering Technology Research Center Co
Jiangsu Linyang Solarfun Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种具有浓硼浓磷扩散结构的太阳能电池，包括N型衬底，在N型衬底的正面，由内向外依次设置N+扩散层、绒面结构、氮化硅薄膜层，在N型衬底的反面设置N+扩散层，在N型衬底反面的N+扩散层外侧设置SiO2层，在SiO2层与N型衬底之间还设置P+扩散层，SiO2层外侧设置正、负电极，正电极通过SiO2层中的接触孔与接触孔表面的P++扩散层接触，负电极通过SiO2层中的接触孔与接触孔表面的N++扩散层接触。本实用新型结构合理，效率高、性价比高。

Description

具有浓硼浓磷扩散结构的太阳能电池
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能电池。
背景技术：
世界太阳能光伏发电产业和市场在严峻的能源替代形势和人类生态环境压力下，在持续的技术进步和逐步完善的法规政策的强力推动下快速发展。但是目前限制晶体硅太阳电池大规模应用的主要因素是发电成本太高，据专家对光伏市场的调查分析，电池价格每下降25％，全球需求量将翻一番。因此，研发高性价比适用于大规模生产地晶体硅太阳电池已成为国内外光伏企业技术创新的最新发展趋势和主要研究方向。
为了达到降低成本和提高效率的目的，人们设计了许多种太阳能电池结构，如绒面电池，浅结紫电池，背场(BSF)电池，MINP硅电池，激光刻槽埋栅电池，PERL电池等等，在众多太阳电池结构中，有一种方法是对发射区进行优化设计，使得发射区的复合减少，以增加太阳电池的输出电流和电压，从而增加光电转换效率。理论和实验均表明如果这样设计太阳能电池的发射区：在金属电极所覆盖的区域进行深且高的掺杂，而在其他区域进行浅而低的掺杂，那么可以减少太阳电池发射区的复合，降低太阳电池的暗电流，这种结构的太阳电池则称为“选择性发射极太阳电池”。第一个选择性发射极太阳电池是通过两次扩散来制作选择性发射极的，其转换效率达到了18.5％，该结果即使在今天晶体硅太阳能电池工业化生产中也是很高的。
通过对选择性发射极太阳电池多年的研究后，人们提出了许多种制作选择性发射极的方法，现在的选择性发射极太阳电池，正像70年代的浅结紫电池、绒面太阳电池和铝背场太阳电池刚刚出现时一样，将会逐渐地进入工业化生产，并将进一步提高p-n结晶体硅太阳电池工业化生产的光电转换效率，成为硅太阳电池发展的一个里程碑。目前，如何低成本高效率地实现选择性发射极太阳电池的工业化生产已成为国内外的研究热点。
选择性发射极结构的传统的实现工艺是采用光刻掩膜技术和二次扩散的方法来实现的，但过分复杂的工艺影响了其工艺效率，提高了生产成本，不能被强调简单和低成本的太阳电池企业所接受，而其他的二次扩散法和掩膜方法，也会增加工艺的复杂性，而且电池效率增加的收益不足以弥补成本的增加和工艺效率的下降所带来的损失，因而其工业化应用也受到了限制，越来越多的研究取向于简化工艺，降低成本。
发明内容：
本实用新型的目的在于提供一种结构合理，效率高、性价比高的具有浓硼浓磷扩散结构的太阳能电池。
本实用新型的技术解决方案是：
一种具有浓硼浓磷扩散结构的太阳能电池，其特征是：包括N型衬底，在N型衬底的正面，由内向外依次设置N+扩散层、绒面结构、氮化硅薄膜层，在N型衬底的反面设置N+扩散层，在N型衬底反面的N+扩散层外侧设置SiO2层，在SiO2层与N型衬底之间还设置P+扩散层，SiO2层外侧设置正、负电极，正电极通过SiO2层中的接触孔与接触孔表面的P++扩散层接触，负电极通过SiO2层中的接触孔与接触孔表面的N++扩散层接触。
正、负电极呈梳状电极形式。
本实用新型结构合理，效率高、性价比高。本实用新型背面大部分区域用热氧化法生长的二氧化硅做表面钝化，只在局部区域通过激光打孔方式实现浓硼浓磷同时选择性扩散，在电池背面实现局部区域重掺杂，通过一次印刷方式同时实现对N型和P型半导体均形成良好的欧姆接触，有效地降低串联电阻，有效地减少了光生载流子的表面复合，有效地提高了太阳能电池的开路电压、短路电流和填充因子，从而实现电池的高转换效率。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型一个实施例的结构示图。
图2是图1电池背面正负极梳状结构示图。
具体实施方式：
一种具有浓硼浓磷扩散结构的太阳能电池，包括N型衬底1，在N型衬底1的正面，由内向外依次设置N+扩散层2、绒面结构3、氮化硅薄膜层4，在N型衬底的反面设置N+扩散层5，在N型衬底反面的N+扩散层5外侧设置SiO2层6，在SiO2层6与N型衬底1之间还设置P+扩散层7，SiO2层6外侧设置正、负电极8、9，正电极8通过SiO2层6中的接触孔与接触孔表面的P++扩散层10接触，负电极9通过SiO2层6中的接触孔与接触孔表面的N++扩散层11接触。正、负电极8、9呈梳状电极形式。
本实用新型产品的制作过程是：
(1)绒面制备与清洗：选择电阻0.5～6Ω·cm的N型单晶硅片，10～20％的氢氧化钠溶液，溶液温度为50～85℃，每边去除损伤层约5μm；用1.5～2％的氢氧化钠溶液，再加入少量(1％重量浓度)异丙醇和0.5％缓蚀剂硅酸钠，腐蚀时间为20～40分钟，然后中和清洗，烘干备用；
(2)N+层的扩散：炉温在840～900℃，采用POCl3为扩散源，对硅片进行磷扩散，R□：20～80Ω/口；
(3)钝化的掩蔽SiO2层：炉温900～1100℃，时间1～5小时，通三氯乙烷干氧氧化；
(4)激光刻蚀工艺：实现定域硼扩散；
(5)硼扩散：通过预淀积和再分布分二步进行，工艺条件：炉温1000～1100℃，时间1～3小时，液态源为三溴化硼；
(6)丝网印刷含硼和磷浆料：利用丝网印刷技术将含有硼源、磷源的浆料分别按预设图形压印在硅片局部区域背表面上，印刷硼浆料和磷浆料的厚度在10-20μm之间，掺杂杂质源浓度为1020cm-3，然后在烘干炉将有机溶剂充分燃尽，工艺条件为：180～500℃；
(7)激光背面打孔：通过激光打孔的方式将源有效注入N型衬底硅片从而形成重掺杂的N++层和P++层同时形成与金属电极的接触孔，去除表面的残留物，进行化学清洗，然后在氮气的气氛下进行浓硼浓磷同时扩散，扩散后清除槽内的残渣；
(8)去除硅片正面的SiO2层，为淀积SixNyHz薄膜作准备；
(9)淀积氮化硅薄膜：折射率控制在2±0.02，厚度为75±2μm
(10)通过一次喷墨印刷的方式在背面印刷正负电极浆料；
(11)烘干、烧结、测试分选，得产品。

Claims (2)

1、一种具有浓硼浓磷扩散结构的太阳能电池，其特征是：包括N型衬底，在N型衬底的正面，由内向外依次设置N+扩散层、绒面结构、氮化硅薄膜层，在N型衬底的反面设置N+扩散层，在N型衬底反面的N+扩散层外侧设置SiO2层，在SiO2层与N型衬底之间还设置P+扩散层，SiO2层外侧设置正、负电极，正电极通过SiO2层中的接触孔与接触孔表面的P++扩散层接触，负电极通过SiO2层中的接触孔与接触孔表面的N++扩散层接触。
2、根据权利要求1所述的具有浓硼浓磷扩散结构的太阳能电池，其特征是：正、负电极呈梳状电极形式。
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