一种双面掺杂的高效太阳能电池及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种双面掺杂的高效太阳能电池及其制作方法，包括：硅片(1)，所述硅片(1)正面设置正栅线电极(8)，背面设置背金属电极(9)；所述正栅线电极(8)和背面设置背金属电极(9)下，分别进行区域掺杂。本发明专利技术的双面掺杂的高效太阳能电池利用区域掺杂的工艺，大大提高了电池光电转化效率，且正反面电极设置合理，导电性良好，成本低。

A double side doped high efficiency solar cell and its fabrication method

The invention provides a double doped solar cell and manufacturing method thereof, including: (1) silicon wafer, the wafer (1) is arranged on the front surface of the gate line electrode (8), is arranged on the back surface of the metal backing electrode (9); the positive electrode grid line (8) and the metal electrode is arranged on the back surface of the back (9), were doped region. The double-sided doped high efficiency solar cell of the invention utilizes the technology of region doping, which greatly improves the photoelectric conversion efficiency of the battery, and the positive and negative electrode is set reasonably, with good conductivity and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种双面掺杂的高效太阳能电池及其制作方法
本专利技术涉及太阳能电池制备领域，具体为一种双面掺杂的高效太阳能电池及其制作方法。
技术介绍
在全球气候变暖及化石能源日益枯竭的大背景下，可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视，大力发展可再生能源已成为世界各国的共识。各种可再生能源中，太阳能光伏作为洁净能源的一种是未来能源解决方案的候选之一。太阳能以其清洁、安全、取之不尽、用之不竭等显著优势，已成为发展最快的可再生能源。据国际能源署(IEA)预测，到2030年全球光伏累计装机量有望达到1721GW，到2050年将进一步增加到4670GW，发展潜力巨大。随着光伏产业的快速发展，特别是经过近年来的发展，其应用日渐广泛，工艺日趋成熟。太阳能电池是以半导体材料为基础的能量转换器件，是太阳能发电的核心部分，对其发电效率要求越来越高、加工制作成本要求越来越低，户外使用寿命要求越来越长。太阳能电池的效率可以通过各种层和电极的设计来确定。为了使太阳能电池商业化，需要克服低效率和低生产率的问题，因此，需要一种高效的太阳能电池及其制造方法。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种双面掺杂的高效太阳能电池及其制作方法；本专利技术的双面掺杂的高效太阳能电池利用区域掺杂的工艺，大大提高了电池光电转化效率，且正反面电极设置合理，导电性良好，成本低。为实现所述技术目的，本专利技术的技术方案是：一种双面掺杂的高效太阳能电池，包括：硅片，所述硅片正面设置正栅线电极，背面设置背金属电极；所述硅片正面全面轻掺杂形成pn结发射极后镀设正面钝化减反射层，所述正栅线电极在硅片上的对应位置设置正面掺杂浆料区于正面钝化减反射层上，在正面掺杂浆料区烧蚀开槽形成发射极重掺杂区，且所述正栅线电极设置至重发射极掺杂区上；所述硅片背面全面轻掺杂形成轻掺杂区后镀设背面钝化减反射层，所述背金属电极在硅片上的对应位置设置背面掺杂浆料区于背面钝化减反射层上，在背面掺杂浆料区烧蚀开槽形成重掺杂区，且所述背金属电极设置至重掺杂区上。进一步，所述正面掺杂浆料区宽度不小于正栅线电极宽度，形状和所述正栅线电极形状一致；所述背面掺杂浆料区宽度不小于背金属电极宽度，形状和所述背金属电极形状一致。进一步，所述正面掺杂浆料区烧蚀开槽，槽深至少打穿正面钝化减反射层；所述背面掺杂浆料区烧蚀开槽，槽深至少打穿背面钝化减反射层。进一步，所述正栅线电极可以为6～200主栅电极的一种，且所述正栅线电极和所述背金属电极图形可以为主副栅金属化版图结构，指叉式金属化版图结构的一种。进一步，所述pn结发射极掺杂方阻为80～120Ω/□；所述轻掺杂区掺杂方阻为70-120Ω/□；所述发射极重掺杂区和重掺杂区掺杂方阻为40～80Ω/□。进一步，所述硅片为N型硅片或P型硅片的一种。进一步，所述正栅线电极和背金属电极均使用银浆为原料进行电镀或丝网印刷的一种。进一步，所述N型硅片的pn结发射极掺杂源为三氯氧磷，轻掺杂区掺杂源为BBr3，正面掺杂浆料区掺杂源为磷浆，背面掺杂浆料区掺杂源为硼浆；所述P型硅片的pn结发射极掺杂源为BBr3，轻掺杂区掺杂源为三氯氧磷，正面掺杂浆料区掺杂源为硼浆，背面掺杂浆料区掺杂源为磷浆。一种双面掺杂的高效太阳能电池制作方法，所述硅片为P型硅片的太阳能电池制作方法包括以下步骤：S1：对P型硅片正面采用氢氧化钠和制绒添加剂进行碱制绒；82：将步骤S1中制绒后的硅片在炉管中进行扩散轻掺杂形成pn结，掺杂源为三氯氧磷；S3：将步骤S2中扩散pn结后的硅片通过刻蚀去除背面pn结和三氯氧磷扩散生成的磷硅玻璃，且所述刻蚀方法为HF酸化学湿法刻蚀；刻蚀剩下正面pn结发射极；S4：将步骤S3中刻蚀后的硅片通过PECVD工艺沉积SiNx，镀成后续扩散保护层，且镀膜厚度为30-100nm；S5：将步骤S4中镀膜后的硅片在扩散炉管中进行扩散轻掺杂形成P+区，掺杂源为BBr3；S6：将步骤S5中扩散P+区后的硅片在氢氟酸和硝酸的混合溶液中进行清洗，去除硅片背面硼硅玻璃和正面后续扩散保护层；清洗后形成背面P+型轻掺杂区；S7：将步骤S6中清洗后的硅片背面沉积氧化铝+氮化硅叠层成背面钝化减反射层，正面重新沉积氮化硅成正面钝化减反射层S8：将步骤S7中钝化后的硅片电极区域印刷掺杂浆料；其中pn结发射极面印刷磷浆后烘干，再在P+型轻掺杂区面印刷硼浆后烘干，印刷宽度比金属化栅线宽度略宽；且烘干温度100～200℃，烘干时间1～5min；S9：将步骤S8中印刷浆料后的硅片在双面印刷区进行烧蚀开槽，打穿钝化减反层，同时在正面形成N+型发射极重掺杂区，背面形成P++型重掺杂区；S10：将步骤S9中烧蚀开槽后的硅片使用银浆在硅片背面开槽处印刷背金属电极；在硅片正面开槽处印刷正栅线电极，栅线覆盖正面重掺杂区，并进行烧结。一种双面掺杂的高效太阳能电池制作方法，所述硅片为N型硅片的太阳能电池制作方法包括以下步骤：第一步：对N型硅片正面采用氢氧化钠和制绒添加剂进行碱制绒；第二步：将步骤S1中制绒后的硅片在炉管中进行扩散轻掺杂形成n+区，掺杂源为三氯氧磷；第三步：将步骤S2中扩散n+轻掺杂区后的硅片通过刻蚀去除正面n+区及三氯氧磷扩散生成的磷硅玻璃，且所述刻蚀方法为HF酸化学湿法刻蚀；刻蚀剩下背面n+型轻掺杂区；第四步：将步骤S3中刻蚀后的硅片通过PECVD工艺沉积SiNx，镀成背面后续扩散保护层，且镀膜厚度为30-100nm；第五步：将步骤S4中镀膜后的硅片在扩散炉管中进行扩散轻掺杂形成P+区，掺杂源为BBr3；第六步：将步骤S5中扩散P+区后的硅片在氢氟酸和硝酸的混合溶液中进行清洗，去除硅片正面硼硅玻璃和背面后续扩散保护层；清洗后形成正面pn结发射极；第七步：将步骤S6中清洗后的硅片背面沉积氧化铝+氮化硅叠层成背面钝化减反射层，正面沉积氧化硅+氮化硅成正面钝化减反射层；第八步：将步骤S7中钝化后的硅片电极区域印刷掺杂浆料；其中pn结发射极面印刷硼浆后烘干，再在n+型轻掺杂区面印刷磷浆后烘干，印刷宽度比金属化栅线宽度略宽；且烘干温度100～200℃，烘干时间1～5min；第九步：将步骤S8中印刷浆料后的硅片在双面印刷区进行烧蚀开槽，打穿钝化减反层，同时在正面形成P+型发射极重掺杂区，背面形成n++型重掺杂区；第十步：将步骤S9中烧蚀开槽后的硅片使用银浆在硅片背面开槽处印刷背金属电极；在硅片正面开槽处印刷正栅线电极，栅线覆盖正面P+型重掺杂区，并进行烧结。本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术的太阳能生产工艺适用于P型和N型电池；2)在电池正面进行区域掺杂，降低了表面符合速率，有利于载流子的收集，背面全面掺杂，降低了载流子收集横向电阻，背面局部重掺杂降低了接触电阻，高低结有利于多子收集；3)正面和背面均采用玻璃料含量低的Ag浆进行丝网印刷或电镀，金属化完美匹配电镀工艺，避免了套印对准问题，降低金属电极线宽，从而减低成本，提高电池效率，且适用于双面电池结构；4)开槽金属化适用于多主栅工艺，减少遮光损失，降低浆料耗量，载流子有效收集率高，传导电阻低。综上，本专利技术的双面掺杂的高效太阳能电池利用区域掺杂的工艺，大大提高了电池光电转化效率，且正反面电极设置合理，导电性良好，成本低。附图说明图1是本专利技术的太阳能电池板的各层结构示意图。具体实施方式下面将对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双面掺杂的高效太阳能电池，包括：硅片(1)，其特征在于，所述硅片(1)正面设置正栅线电极(8)，背面设置背金属电极(9)；所述硅片(1)正面全面轻掺杂形成pn结发射极(2)后镀设正面钝化减反射层(4)，所述正栅线电极(8)在硅片(1)上的对应位置设置正面掺杂浆料区于正面钝化减反射层(4)上，在正面掺杂浆料区烧蚀开槽形成发射极重掺杂区(6)，且所述正栅线电极(8)设置至重发射极掺杂区(6)上；所述硅片(1)背面全面轻掺杂形成轻掺杂区(3)后镀设背面钝化减反射层(5)，所述背金属电极(9)在硅片(1)上的对应位置设置背面掺杂浆料区于背面钝化减反射层(5)上，在背面掺杂浆料区烧蚀开槽形成重掺杂区(5)，且所述背金属电极(9)设置至重掺杂区(7)上。

【技术特征摘要】
1.一种双面掺杂的高效太阳能电池，包括：硅片(1)，其特征在于，所述硅片(1)正面设置正栅线电极(8)，背面设置背金属电极(9)；所述硅片(1)正面全面轻掺杂形成pn结发射极(2)后镀设正面钝化减反射层(4)，所述正栅线电极(8)在硅片(1)上的对应位置设置正面掺杂浆料区于正面钝化减反射层(4)上，在正面掺杂浆料区烧蚀开槽形成发射极重掺杂区(6)，且所述正栅线电极(8)设置至重发射极掺杂区(6)上；所述硅片(1)背面全面轻掺杂形成轻掺杂区(3)后镀设背面钝化减反射层(5)，所述背金属电极(9)在硅片(1)上的对应位置设置背面掺杂浆料区于背面钝化减反射层(5)上，在背面掺杂浆料区烧蚀开槽形成重掺杂区(5)，且所述背金属电极(9)设置至重掺杂区(7)上。2.根据权利要求1所述的一种双面掺杂的高效太阳能电池，其特征在于，所述正面掺杂浆料区宽度不小于正栅线电极(8)宽度，形状和所述正栅线电极(8)形状一致；所述背面掺杂浆料区宽度不小于背金属电极(9)宽度，形状和所述背金属电极(9)形状一致。3.根据权利要求1所述的一种双面掺杂的高效太阳能电池，其特征在于，所述正面掺杂浆料区烧蚀开槽，槽深至少打穿正面钝化减反射层(4)；所述背面掺杂浆料区烧蚀开槽，槽深至少打穿背面钝化减反射层(5)。4.根据权利要求1所述的一种双面掺杂的高效太阳能电池，其特征在于，所述正栅线电极(8)可以为6～200主栅电极的一种，且所述正栅线电极(8)和所述背金属电极(9)图形可以为主副栅金属化版图结构，指叉式金属化版图结构的一种。5.根据权利要求1所述的一种双面掺杂的高效太阳能电池，其特征在于，所述pn结发射极(2)掺杂方阻为80～120Ω/□；所述轻掺杂区(3)掺杂方阻为70-120Ω/□；所述发射极重掺杂区(6)和重掺杂区(7)掺杂方阻为40～80Ω/□。6.根据权利要求1所述的一种双面掺杂的高效太阳能电池，其特征在于，所述硅片(1)为N型硅片或P型硅片的一种。7.根据权利要求1所述的一种双面掺杂的高效太阳能电池，其特征在于，所述正栅线电极(8)和背金属电极(9)均使用银浆为原料进行电镀或丝网印刷的一种。8.根据权利要求1或7任一项所述的一种双面掺杂的高效太阳能电池，其特征在于，所述N型硅片的pn结发射极(2)掺杂源为三氯氧磷，轻掺杂区(3)掺杂源为BBr3，正面掺杂浆料区掺杂源为磷浆，背面掺杂浆料区掺杂源为硼浆；所述P型硅片的pn结发射极(2)掺杂源为BBr3，轻掺杂区(3)掺杂源为三氯氧磷，正面掺杂浆料区掺杂源为硼浆，背面掺杂浆料区掺杂源为磷浆。9.根据权利要求1至7任一项所述的一种双面掺杂的高效太阳能电池对应一种双面掺杂的高效太阳能电池制作方法，其特征在于，所述硅片(1)为P型硅片的太阳能电池制作方法包括以下步骤：S1：对P型硅片正面采用氢氧化钠和制绒添加剂进行碱制绒；S2：将步骤S1中制绒后的硅片在炉管中进行扩散轻掺杂形成pn结，掺杂源为三氯氧磷；S3：将步骤S2中扩散pn结后的硅片通过刻蚀去除背面pn结和三氯氧磷扩散生成的磷硅玻璃，且所述刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝家平，陆森荣，
申请(专利权)人：江苏科来材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32