旋涂硼源激光掺杂制作N型选择性发射极双面电池的方法技术

本发明专利技术涉及旋涂硼源激光掺杂制作N型选择性发射极双面电池的方法，该方法采用的步骤为：N型硅片制绒、正面采用旋涂法旋涂有机硼源后烘干、扩散炉中扩散形成正面轻掺杂发射极、正面BSG激光掺杂形成重掺杂发射极、背面清洗去PSG、背面磷扩散形成磷背场、正反面沉积减反射钝化膜、印刷正背面电极完成电池制作。与现有技术相比，本发明专利技术采用旋涂法将硼源涂覆在硅片正面，利用扩散后正面形成的BSG选择性激光掺杂，使得电极下方区域重掺杂硼，有效降低接触电阻，非电极区采用轻掺杂硼减少了正表面的复合，有效提高了电池的电性能。

【技术实现步骤摘要】
旋涂硼源激光掺杂制作N型选择性发射极双面电池的方法
本专利技术涉及N型双面太阳能电池领域，尤其是涉及一种旋涂硼源激光掺杂制作N型选择性发射极双面电池的方法。
技术介绍
近三十年来太阳能光伏技术的研究开发与产业实践，确立了基于晶体硅衬底的硅晶光伏技术的主流地位。按照晶硅衬底的导电类型区分，硅片可分为P型和N型两种。N型晶硅电池由于其高少子寿命和无光致衰减等天然优势，具有更大的效率提升空间和稳定性，成为行业关注和研究的热点。当正面发射区掺杂浓度过高时，发射区少子的复合速率会增加，当掺杂浓度过低时，又会增加金属电极与硅的接触电阻，降低电池电性能。目前，大部分电池产线采用BBr3气相反应硼扩散制程，公开号为CN103633190A的专利技术专利申请文件中公开了一种晶体硅太阳能电池硼扩散的装置和方法。该装置由炉管、硼源瓶以及尾气瓶组成。硼源瓶中的液态硼源先经载气(氮气)进行气化后通过炉管壁上的进气口送入扩散炉内，紧接着在氮气和氧气的气氛下进行沉积扩散。该专利的缺点是气路系统复杂、工序繁重，而且BBr3有较强的腐蚀性和毒性。文献[J.Mater.Sci.Technol.,2013,29(7):652-654]报道了一种由硼硅纳米粒子组成的硼浆，以及通过丝网印刷的方式将硼浆印制在硅片表面进行硼扩散制程。这种方法的缺点在于需要添置专门的丝网印刷设备、硼浆的制备也较为复杂。文献[J.Phys.Chem.Lett.,2013,4(21):3741–3746]报道了一种有机硼聚合物(聚乙烯基硼酸频哪醇酯-PVBAPE)，并利用匀胶机将PVBAPE旋涂在硅片表面进行硼扩散制程。这种旋涂硼扩散技术的特点是操作简单、设备成本低、扩散质量好、生产效率高，但PVBAPE合成复杂、价格昂贵、硼含量低，不符合工业化生产的要求。公开号为CN106784053A的专利技术申请专利文件中公示了本专利技术公开了一种N型选择性发射极双面电池，包括N型基体，N型基体，一侧依次设置有重掺杂发射极区域、轻掺杂发射极区域、正面钝化减反膜、正面电极，另一侧依次设置有磷掺杂背场区域、背面钝化减反膜和背面电极；其中：正面电极穿过正面钝化减反膜与重掺杂发射区域形成欧姆接触；背面电极穿过背面钝化减反膜与磷掺杂背场区域形成欧姆接触。该专利N型基体的正面电极的重掺杂发射极采用丝网印刷阻挡浆料刻蚀工艺、通过BSG的激光掺杂、丝网印刷含硼浆料高温退火、离子注入工艺中的其中一种形成。该形成选择性发射极的方式较复杂或成本较高，不宜在工业化中应用。中国专利CN105390374A公开了一种改善N型晶硅双面太阳电池硼旋涂方法，包括硅片预清洗；硅片制绒；硅片氧化；清洗甩干；液态硼扩散源旋涂烘干等六个步骤。该方法改进提高了液态硼扩散源完全覆盖硅片表面的成品率，进而增加硅片PN结的均匀性，但该方法未对旋涂硼源扩散后形成的BSG有效利用，后道工序直接洗掉表面的BSG，从而正面发射极方阻低，硼掺杂浓度高，导致电池发射极复合多，电池转换效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种旋涂硼源激光掺杂制作N型选择性发射极双面电池的方法，解决了产业化中现有技术存在的一些问题。在N型双面电池生产中，制约电池效率的主要因素其中之一是电极金属化与硅本体的接触电阻大和表面硼掺杂浓度高带来的少子复合速率增加。本专利技术采用旋涂硼源涂覆在正面，经扩散炉中扩散形成轻掺杂发射极，采用扩散后形成的BSG激光掺杂形成重掺杂发射极。该方法采用的硼源制备方法简单，成本较其它硼扩散方法低，选择性发射极采用硼源扩散后形成的BSG激光掺杂，与其它形成选择性发射极相比操作简单，可广泛应用于工业化生产当中。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：旋涂硼源激光掺杂制作N型选择性发射极双面电池的方法，采用的步骤为：N型硅片制绒、正面采用旋涂法旋涂有机硼源后烘干、扩散炉中扩散形成正面轻掺杂发射极、正面BSG激光掺杂形成重掺杂发射极、背面清洗去PSG、背面磷扩散形成磷背场、正反面沉积减反射钝化膜、印刷正背面电极完成电池制作。进一步地，正面旋涂时将制绒甩干后的硅片表面先旋涂一层预湿液，每片预湿液的量为0.3～1ml，然后再旋涂硼源，硼源的量为0.5～2ml，旋转速度为1000～4000r/min，旋转时间为2～10s，最后将硅片在150～300℃条件下烘干5～30s。进一步地，将正面旋涂好硼源的硅片放入管式扩散炉中进行高温扩散，扩散温度控制在930～1000℃，形成正面浅掺杂发射极和厚度为40～100nm的BSG，扩散后表面方阻控制在80～200ohm/sq。进一步地，正面的重掺杂发射极采用BSG激光掺杂法完成，重掺杂发射极区域的方阻控制在10～70ohm/sq。进一步地，激光掺杂时采用波长为355nm或532nm的激光，光斑采用方形光斑，激光功率在20W-50W之间，基频为100kHz-360kHz。进一步地，正反面沉积的减反射钝化膜为SiNX、SiO2、SiOXNy、Al2O3或TiO2薄膜中的一种或者多种，厚度为50～100nm。进一步地，背面磷掺杂背表面场区域采用高温POCl3扩散、PECVD沉积PSG退火、离子注入高温退火或丝网印刷磷源高温退火工艺中的其中一种形成。进一步地，正面电极和背面电极采用丝网印刷方式形成，正面电极穿过正面减反射钝化膜与重掺杂发射极形成欧姆接触，背面电极穿过背面钝化减反射膜与磷背表面场形成欧姆接触。与现有技术相比，本专利技术采用旋涂硼源涂覆在正面，经扩散炉中扩散形成轻掺杂发射极，采用激光掺杂工艺方法使扩散后形成的BSG形成部分重掺杂发射极，激光掺杂BSG工艺有效降低了电极与硅的接触电阻，轻掺杂发射极区低掺杂浓度有效减少了正表面少子复合速率，有效提高电池的电性能。在现有产线上只需增加一台激光掺杂机即可，解决了产线技术中电池转换效率低的技术问题。附图说明图1为制作得到的N型选择性发射极双面电池构造示意图。图中，1-正面金属电极、2-减反射钝化层、3-轻掺杂发射极、4-重掺杂发射极、5-N型硅基体、6-磷扩散层、7-减反射钝化膜、8-背面金属电极。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。一种旋涂硼源激光掺杂制作N型选择性发射极双面电池的方法，解决了产业化中现有技术存在的一些问题。在N型双面电池生产中，制约电池效率的主要因素其中之一是电极金属化与硅本体的接触电阻大和表面硼掺杂浓度高带来的少子复合速率增加。本专利技术采用旋涂硼源涂覆在正面，经扩散炉中扩散形成轻掺杂发射极，采用扩散后形成的BSG激光掺杂形成重掺杂发射极。该方法采用的硼源制备方法简单，成本较其它硼扩散方法低，选择性发射极采用硼源扩散后形成的BSG激光掺杂，与其它形成选择性发射极相比操作简单，可广泛应用于工业化生产当中，采用的步骤为：1、N型硅片制绒；2、正面采用旋涂法旋涂有机硼源后烘干，在旋涂时将制绒甩干后的硅片表面先旋涂一层预湿液，每片预湿液的量为0.3～1ml，然后再旋涂硼源，硼源的量为0.5～2ml，旋转速度为1000～4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.旋涂硼源激光掺杂制作N型选择性发射极双面电池的方法，其特征在于，该方法采用的步骤为：N型硅片制绒、正面采用旋涂法旋涂有机硼源后烘干、扩散炉中扩散形成正面轻掺杂发射极、正面BSG激光掺杂形成重掺杂发射极、背面清洗去PSG、背面磷扩散形成磷背场、正反面沉积减反射钝化膜、印刷正背面电极完成电池制作。

【技术特征摘要】
1.旋涂硼源激光掺杂制作N型选择性发射极双面电池的方法，其特征在于，该方法采用的步骤为：N型硅片制绒、正面采用旋涂法旋涂有机硼源后烘干、扩散炉中扩散形成正面轻掺杂发射极、正面BSG激光掺杂形成重掺杂发射极、背面清洗去PSG、背面磷扩散形成磷背场、正反面沉积减反射钝化膜、印刷正背面电极完成电池制作。2.根据权利要求1所述的旋涂硼源激光掺杂制作N型选择性发射极双面电池的方法，其特征在于，正面旋涂时将制绒甩干后的硅片表面先旋涂一层预湿液，每片预湿液的量为0.3～1ml，然后再旋涂硼源，硼源的量为0.5～2ml，旋转速度为1000～4000r/min，旋转时间为2～10s，最后将硅片在150～300℃条件下烘干5～30s。3.根据权利要求1所述的旋涂硼源激光掺杂制作N型选择性发射极双面电池的方法，其特征在于，将正面旋涂好硼源的硅片放入管式扩散炉中进行高温扩散，扩散温度控制在930～1000℃，形成正面浅掺杂发射极和40～100nm厚度的BSG，扩散后表面方阻控制在80～200ohm/sq。4.根据权利要求1所述的旋涂硼源激光掺杂制作N型选择性发射极双面电池的方法，其特征在于，正面的重掺杂发射极采用BSG激光掺杂法完成，重掺杂发射极区域的方阻控制在10～70ohm/sq。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金霖，袁晓，李红波，柳翠，梁海，杨宁，李士正，
申请(专利权)人：华东理工大学，浙江启鑫新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31