專利名稱：一種選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池的制備方法，屬于太陽能技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自進(jìn)入本世紀(jì)以來光伏產(chǎn)業(yè)成為了世界上增長最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。在各類太陽能電池中，晶體硅(單晶、多晶)太陽能電池占有極其重要的地位，目前占據(jù)了光伏市場75% 以上的份額。晶體硅太陽能電池利用P-η結(jié)的光生伏特效應(yīng)實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，從發(fā)展的觀點(diǎn)來看，晶體硅太陽能電池在未來很長的一段時間仍將占據(jù)主導(dǎo)地位?，F(xiàn)有的晶體硅太陽能電池的制造流程為表面清洗及織構(gòu)化、擴(kuò)散、清洗刻蝕去邊、鍍減反射膜、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)形成歐姆接觸、測試。這種商業(yè)化晶體硅電池制造技術(shù)相對簡單、成本較低，適合工業(yè)化、自動化生產(chǎn)，因而得到了廣泛應(yīng)用。其中，擴(kuò)散是核心工藝 ’傳統(tǒng)的擴(kuò)散工藝在發(fā)射極區(qū)域會出現(xiàn)較高的接觸電阻和比較嚴(yán)重的死層問題，而僅僅通過調(diào)整一步擴(kuò)散工藝的制程是無法同時解決接觸電阻和死層的問題，所以傳統(tǒng)的擴(kuò)散工藝限制了短路電流、開路電壓、填充因子和效率的提高。為了同時兼顧開路電壓、短路電流和填充因子的需要，選擇性發(fā)射極太陽電池是非常理想的選擇，即在電極接觸部位進(jìn)行重?fù)诫s，在電極之間位置進(jìn)行輕摻雜。這樣的結(jié)構(gòu)會增加短波響應(yīng)和降低表面復(fù)合，同時減少前電極與發(fā)射區(qū)的接觸電阻，使得短路電流、開路電壓和填充因子都得到較好的改善，最終提高轉(zhuǎn)換效率。選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池早在上世紀(jì)90年代就有文獻(xiàn)報道過，現(xiàn)在制備選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池技術(shù)層出不窮，成本和效率也是參差不齊。因此，開發(fā)低成本的、與標(biāo)準(zhǔn)電池工藝兼容的選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池工藝技術(shù)是各大廠家的一個重要研發(fā)方向，同時該制備方法還要做到在時間和成本上有很好控制，適合產(chǎn)業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池的制備方法，包括如下步驟
(1)表面清洗及織構(gòu)化，然后采用單步擴(kuò)散法對P型硅片進(jìn)行輕擴(kuò)散，制備P-η+結(jié)；
(2)清洗刻蝕去邊、鍍減反射膜；
(3)在硅片的鍍膜面電極區(qū)域絲網(wǎng)印刷含磷的銀漿料，形成p-n++結(jié)；
(4)第一次燒結(jié)；
(5)在娃片的非鍍膜面印刷背電極和背電場；
(6)第二次燒結(jié)，即可得到選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池。上文中，所述步驟⑴中的表面清洗及織構(gòu)化，以及步驟⑵、(5)中的步驟均為現(xiàn)有技術(shù)。
上述技術(shù)方案中，所述步驟(I)中，p-η+結(jié)的n+區(qū)的方塊電阻為6(Γ100Ω / 口。上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中絲網(wǎng)印刷的含磷的銀漿料的厚度為1(Γ40微米。上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中，ρ-η++結(jié)的η++區(qū)的方塊電阻為3(Γ50Ω / 口。上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中，在硅片的鍍膜面電極區(qū)域絲網(wǎng)印刷含磷的銀漿料，使其表面的磷濃度為102° 1021Cm_3。上述技術(shù)方案中，所述步驟(4)中的第一次燒結(jié)，其燒結(jié)爐的溫度為20(Tl00(TC， 網(wǎng)帶帶速為100 300 inch/min。上述技術(shù)方案中，所述步驟(6)中的第二次燒結(jié)，其燒結(jié)爐的溫度為20(Tl00(TC， 網(wǎng)帶帶速為100 300 inch/min。上文中，所述P型硅片可以采用單晶或多晶P型硅片。所述步驟⑷中的燒結(jié)的燒結(jié)爐中所有溫區(qū)優(yōu)選采用燈管加熱方式，燒結(jié)爐應(yīng)該具有很快的升溫和降溫速率、單片硅片快速均勻受熱的特點(diǎn)。由于上述技術(shù)方案的采用，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
I.本發(fā)明開發(fā)了一種新的制備選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池的方法，該方法的制備成本較低，制備時間較短，且可與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)電池工藝兼容，具有產(chǎn)業(yè)化前景。2.本發(fā)明的制備方法簡單，通過二次燒結(jié)，進(jìn)一步提升了太陽電池的轉(zhuǎn)換效率，實驗證明，按照本發(fā)明的制備方法得到的太陽電池的轉(zhuǎn)換效率相比現(xiàn)有工藝可提高
O.2^0. 3%，具有顯著的效果。3.本發(fā)明采用絲網(wǎng)印刷含磷的銀漿料，同時實現(xiàn)了電極的制備與形成高表面濃度區(qū)，大大簡化了工藝步驟。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
實施例一
一種選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池的制備方法，包括以下步驟
(1)表面清洗及織構(gòu)化，然后均勻的磷輕擴(kuò)散采用液態(tài)的POCI3為磷源，采用單步擴(kuò)散法對晶體硅片進(jìn)行輕擴(kuò)散，制備P-η+結(jié)；
(2)清洗刻蝕去邊、PECVD制備SiNx膜；
(3)含有磷的銀漿料的印刷在電池的前電極區(qū)域采用絲網(wǎng)印刷含有磷的銀漿料，厚度為20微米，使得在前電極區(qū)域硅表面n++形成較高的磷濃度，其磷濃度為IO21CnT3 ；
(4)選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的燒結(jié)先進(jìn)行絲網(wǎng)印刷含有磷的銀漿料，進(jìn)行第一次高溫?zé)Y(jié)處理，然后印刷背電極、背場后，再進(jìn)行第二次高溫?zé)Y(jié)處理，使其前電極區(qū)域硅表面形成重磷摻雜；第一次燒結(jié)的燒結(jié)爐中所有溫區(qū)采用的是燈管加熱方式；
分析測試及表征后，即可得到選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池。步驟(I)中的硅片為單晶P型硅片，制得的n+區(qū)的方塊電阻為70Ω /口，!!++區(qū)的方塊電阻為40 Ω / 口。對比例一
采用與實施例一相同的材料，基于常規(guī)的晶體硅太陽電池的制備方法，包括如下步
驟(1)硅片清洗制絨；
(2)均勻的磷輕擴(kuò)散采用液態(tài)的POCl3為磷源，采用單步擴(kuò)散法對P型晶體硅片進(jìn)行輕擴(kuò)散，制備P-η+結(jié)，其方塊電阻為70 Ω / □；
(3)刻蝕鍍膜；
(4)印刷電極與燒結(jié)；
(5)測試與包裝。以上兩批為同一種片源的硅片，在進(jìn)行清洗、制絨、擴(kuò)散、刻蝕鍍膜以及背極、背場印刷的工序中都是同一條件。結(jié)果證明，相比于對比例，通過本發(fā)明制備的選擇性發(fā)射極電池的開路電壓提升了 5 8mv，短路電流提升了 3(T50mA，最終光電轉(zhuǎn)換效率有O. 2 O. 3%的提升。
權(quán)利要求
1.一種選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)表面清洗及織構(gòu)化，然后采用單步擴(kuò)散法對P型硅片進(jìn)行輕擴(kuò)散，制備P-η+結(jié)；(2)清洗刻蝕去邊、鍍減反射膜；(3)在硅片的鍍膜面電極區(qū)域絲網(wǎng)印刷含磷的銀漿料，形成p-n++結(jié)；(4)第一次燒結(jié)；(5)在娃片的非鍍膜面印刷背電極和背電場；(6)第二次燒結(jié)，即可得到選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中，p-η+結(jié)的n+區(qū)的方塊電阻為6(Γ100Ω / 口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中絲網(wǎng)印刷的含磷的銀漿料的厚度為1(Γ40微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于所述步驟⑶中，P-η++結(jié)的η++區(qū)的方塊電阻為3(Γ50Ω / 口。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于 所述步驟(3)中，在硅片的鍍膜面電極區(qū)域絲網(wǎng)印刷含磷的銀漿料，使其表面的磷濃度為IO20 IO21 CnT3。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于所述步驟(4)中的第一次燒結(jié)，其燒結(jié)爐的溫度為20(Tl00(TC，網(wǎng)帶帶速為10(T300 inch/ min。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池的制備方法，其特征在于所述步驟(6)中的第二次燒結(jié)，其燒結(jié)爐的溫度為20(Tl00(TC，網(wǎng)帶帶速為10(T300 inch/ min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池的制備方法，包括如下步驟(1)表面清洗及織構(gòu)化，然后采用單步擴(kuò)散法對p型硅片進(jìn)行輕擴(kuò)散，制備p-n+結(jié)；(2)清洗刻蝕去邊、鍍減反射膜；(3)在硅片的鍍膜面電極區(qū)域絲網(wǎng)印刷含磷的銀漿料，形成p-n++結(jié)；(4)第一次燒結(jié)；(5)在硅片的非鍍膜面印刷背電極和背電場；(6)第二次燒結(jié)，即可得到選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池。本發(fā)明開發(fā)了一種新的制備選擇性發(fā)射極晶體硅太陽電池的方法，該方法的制備成本較低，制備時間較短，且可與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)電池工藝兼容，具有產(chǎn)業(yè)化前景。
文檔編號H01L31/18GK102593244SQ20121002852
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者張為國, 王栩生, 章靈軍 申請人:蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司, 阿特斯(中國)投資有限公司