專利名稱：一種選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池的制備方法，屬于硅基太陽能電池制造領域。
背景技術：
現(xiàn)有的較成熟的晶體硅太陽能電池制備技術，普遍采用均勻性發(fā)射結摻雜，絲網(wǎng)印刷電極工藝。為了減小銀、硅接觸電阻，必須提高太陽能電池發(fā)射結表面摻雜濃度；而與此同時為了降低太陽能表面發(fā)射結的復合，提升太陽能電池的短波響應，必須降低太陽能電池的發(fā)射結摻雜濃度。選擇性發(fā)射結太陽能電池有效地解決了這對矛盾，相對于均勻性發(fā)射結提升了 0. 5%左右的絕對效率。但目前較常采用的選擇性發(fā)射結太陽能制備技術為(1)兩步擴散氧化硅或氮化硅作為掩蔽層；( 激光摻雜利用PSG或涂覆磷漿作為重擴磷源；(3)掩膜腐蝕氫氟酸與硝酸的混合溶液腐蝕。前兩種方式工藝復雜，設備成本較高；最后一種方式溶液不穩(wěn)定， 反應速率不易控制，重復性較差。
發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有技術結構的不足，本發(fā)明提供一種選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池制備方法，只需投入少量的常規(guī)設備，即可有效提升太陽能電池的效率，且具有良好的重復性。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池的制備方法，含有以下步驟(1)高濃度摻雜擴散以P0C13(三氯氧磷)為液態(tài)源，采用單步擴散法對硅片進行P重擴散，制備PN結；(2)掩膜漿料印刷在P中擴散面電極區(qū)域印刷抗腐蝕掩膜漿料，阻擋化學腐蝕液對電極接觸區(qū)域的腐蝕；(3)選擇性發(fā)射結的腐蝕利用化學腐蝕液(氫氟酸和亞硝酸鹽混合液，重量比例為1 1至10 1左右)對非印刷區(qū)域進行腐蝕，實現(xiàn)受光的區(qū)域輕摻雜；(4)抗腐蝕掩膜漿料的清洗采用堿溶液溶(氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水等)解抗腐蝕掩膜漿料，同時去除腐蝕過程中產(chǎn)生的多孔硅；(5)選擇性發(fā)射結太陽能電池的制備在完成上述步驟的基礎上，采用常規(guī)太陽能工藝制備選擇性發(fā)射結太陽能電池。本發(fā)明步驟(1)中的發(fā)射結方塊電阻為45-50Ω。本發(fā)明步驟O)中的抗腐蝕漿料為一種油墨(酯類有機物或其聚合物，如聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸丙酯、環(huán)氧丙烯酸酯等)，印刷后可直接進行化學腐蝕(不需額外處理工藝)。本發(fā)明步驟(3)中的化學腐蝕液為亞硝酸鈉與氫氟酸的混合溶液，相比于其他硝酸與氫氟酸的混合液，腐蝕速率及腐蝕方阻的均與性更易于控制。NaN02 HF H20 = 1 2 2 5 30，腐蝕后方塊電阻為 90 120 Ω ；本發(fā)明步驟中堿溶液加入了乙二醇乙醚，增強了對掩膜漿料的溶解效果，同時抑制了堿溶液對硅片PN結的腐蝕。氫氧化鉀濃度為1 5%，乙二醇乙醚濃度為5 10%。；本發(fā)明步驟⑤的常規(guī)工藝包括去PSG(磷硅玻璃)PECVD SiNx(等離子增強化學氣相沉積氮化硅)，印刷背電極、背電場、正電極，燒結，電性能測試。本發(fā)明完全兼容現(xiàn)有生產(chǎn)工藝，可直接添加到常規(guī)太陽能電池生產(chǎn)線中，有效實現(xiàn)效率的提升。
具體實施例方式顯然，本領域技術人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護范圍。實施例1 (1)高濃度摻雜擴散以P0C13為液態(tài)源，擴散后方塊電阻為45Ω ；(2)掩膜漿料印刷采用印刷工藝印刷200um線寬阻擋層(銀漿線寬為80 90um)；(3)選擇性發(fā)射結的腐蝕NaN02 HF H20 = 1 2 30，腐蝕時間120s，腐蝕后方塊電阻為100 Ω ；(4)抗腐蝕掩膜漿料的清洗氫氧化鉀濃度為1%，乙二醇乙醚濃度為10%，腐蝕時間20s ；(5)選擇性發(fā)射結太陽能電池的制備在完成上述步驟的基礎上，采用常規(guī)太陽能工藝制備選擇性發(fā)射結太陽能電池。實施例2 (1)高濃度摻雜擴散以P0C13為液態(tài)源，擴散后方塊電阻為50 Ω ；(2)掩膜漿料印刷采用印刷工藝印刷150um線寬阻擋層(銀漿線寬為80 90um)；(3)選擇性發(fā)射結的腐蝕NaN02 HF H20 = 1. 5 4 30，腐蝕時間60s，腐蝕后方塊電阻為110 Ω ；(4)抗腐蝕掩膜漿料的清洗氫氧化鉀濃度為2%，乙二醇乙醚濃度為10%，腐蝕時間15s ；(5)選擇性發(fā)射結太陽能電池的制備在完成上述步驟的基礎上，采用常規(guī)太陽能工藝制備選擇性發(fā)射結太陽能電池。如上所述，對本發(fā)明的實施例進行了詳細地說明，但是只要實質上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點及效果可以有很多的變形，這對本領域的技術人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池的制備方法，其特征是單步高濃度摻雜擴散，然后采用印刷工藝在電極區(qū)域印刷抗腐蝕漿料，非電極區(qū)域經(jīng)過化學腐蝕實現(xiàn)輕摻雜的發(fā)射結，再除去抗腐蝕阻擋層，最后采用常規(guī)太陽能制備方法制得選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池制備方法，其特征是含有以下步驟(1)高濃度摻雜擴散以P0C13為液態(tài)源，采用單步擴散法對硅片進行P重擴散，制備 PN結；(2)掩膜漿料印刷在P中擴散面電極區(qū)域印刷抗腐蝕掩膜漿料，阻擋化學腐蝕液對電極接觸區(qū)域的腐蝕；(3)選擇性發(fā)射結的腐蝕利用化學腐蝕液對非印刷區(qū)域進行腐蝕，實現(xiàn)受光的區(qū)域輕摻雜；(4)抗腐蝕掩膜漿料的清洗采用堿溶液溶解抗腐蝕掩膜漿料，同時去除腐蝕過程中產(chǎn)生的多孔硅；(5)選擇性發(fā)射結太陽能電池的制備在完成上述步驟的基礎上，采用常規(guī)太陽能工藝制備選擇性發(fā)射結太陽能電池。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池的制備方法，其特征是步驟(1)中的發(fā)射結方塊電阻為45-50 Ω。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池的制備方法，其特征是步驟O)中的抗腐蝕漿料為一種油墨，印刷后可直接進行化學腐蝕。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池的制備方法，其特征是步驟(3)中的化學腐蝕液為亞硝酸鈉與氫氟酸的混合溶液，相比于其他硝酸與氫氟酸的混合液，腐蝕速率及腐蝕方阻的均與性更易于控制；NaN02 HF H20 = 1 2 2 5 30，腐蝕后方塊電阻為90 120 Ω。
6.根據(jù)權利要求2所述的一種選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池的制備方法，其特征是步驟中堿溶液加入了乙二醇乙醚，增強了對掩膜漿料的溶解效果，同時抑制了堿溶液對硅片PN結的腐蝕；氫氧化鉀濃度為1 5 %，乙二醇乙醚濃度為5 10%。
7.根據(jù)權利要求2所述的一種選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池的制備方法，其特征是步驟(5)的常規(guī)工藝包括去PSG，PECVD SiNx，印刷背電極、背電場、正電極，燒結，電性能測試。
8.根據(jù)權利要求2所述的一種選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池的制備方法，其特征是步驟(3)的化學腐蝕液為氫氟酸和亞硝酸鹽混合液，重量比例為1 1至10 1。
9.根據(jù)權利要求2所述的一種選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池的制備方法，其特征是步驟(4)的堿溶液溶為氫氧化鉀、氫氧化鈉或氨水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池的制備方法，包括單步高濃度摻雜擴散，然后采用印刷工藝在電極區(qū)域印刷抗腐蝕漿料，非電極區(qū)域經(jīng)過化學腐蝕實現(xiàn)輕摻雜的發(fā)射結，再除去抗腐蝕阻擋層，最后采用常規(guī)太陽能制備方法制得選擇性發(fā)射結晶體硅太陽能電池。本發(fā)明方法采用單步高溫擴散、絲網(wǎng)印刷掩膜電極、化學腐蝕，相對于兩步高溫擴散、激光摻雜等選擇性發(fā)射結太陽能電池制作方法，該工藝步驟簡單、設備投入小，且易于添加到現(xiàn)有生產(chǎn)線中，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號H01L31/18GK102544198SQ20111041885
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權日2011年12月14日
發(fā)明者孫良欣, 張賞, 郭育林 申請人:青島吉陽新能源有限公司