一种发射极环绕型太阳电池及其制备方法技术

一种发射极环绕型太阳电池，其特征在于，在一种掺杂类型的硅片（１）内部含有按六方点阵排布的，贯穿硅片（１）迎光面和背光面的通孔（２）阵列；在硅片（１）背光面上含有与硅片（１）掺杂类型相反的重掺杂发射极（６），硅片背光面上的通孔（２）处于所述重掺杂发射极（６）的图形内，所述重掺杂发射极（６）部分进入到通孔（２）中；在所述重掺杂发射极（６）上是第一种导电金属电极（５），起到收集少子的作用，在第一种导电金属电极（５）周围是通过刻蚀获得的沟槽，在沟槽内是淀积的第二种导电金属电极（７），起到收集多子的作用；所述第一种导电金属电极（５）和淀积在沟槽内的第二种导电金属电极（７）靠所述沟槽的台阶实现彼此之间的绝缘隔离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳电池及其制备方法，具体的，涉及发射极环绕型(EWT)太阳电池，以 及这种太阳电池的制备方法。
技术介绍
与常规的硅太阳电池相比，背接触硅太阳电池具有几个优点。第一个优点是背接触电池 因减小或消除了接触栅极的遮蔽损耗(从栅极反射的太阳光不能转化成电流)而具有更高的 转化效率。第二个优点是由于两种极性的接触区都制作在背光面上，因此背接触电池更加容 易装备成电路，因而更廉价。背接触电池还具有更均匀的外观，因而美感性更好。制备背接触硅太阳电池有几种方法。这些方法包括金属化回绕型(MWA)、金属化环绕 型(MWT)、发射极环绕型(EWT)以及其它背接触结构。MWA和MWT在迎光面上具有 金属的电流收集栅极，这些栅极分别环绕着边缘或穿过孔到达背光面。与MWT和MWA电 池相比，EWT电池的特征在于在电池的迎光面上没有金属覆盖，这意味着在电池上没有对 光的遮蔽效应，因而可以产生更高的效率。如附图1中所示，EWT电池的发射极穿过在硅 片上的掺杂导电通道从迎光面环绕到背光面上。制备这样的导电通道可以用例如激光在硅衬 底上钻孔，随后在迎光面和/或背光面上形成发射极的同时，在孔内形成发射极。EWT电池 一方面把接触制作在背光面上， 一方面又在迎光面上保留了电流收集结，这有利于提高电流 的收集效率。但是，在一定条件下，具有气体掺杂剂扩散通孔的EWT电池表现出与穿过通 孔传导相关的高串联电阻。解决这个问题的一种方法是用金属填充通孔，比如电镀金属。然 而，这种方法给制备工艺增加了明显的复杂性，因而更昂贵。另一种方法是增加通孔密度， 以实现可接受的串联电阻，然而，这样会增加硅片的破碎率和成本。优选方法是比表面更重 地掺杂孔，中国专利200480018805以及200580010122.8中公开了一种EWT太阳电池及其 制备方法，其中的通孔按西方点阵排布，并且在制作过程中采用了扩散阻挡层，在这种结构 中，通孔的数量没有最小化，并且制备工艺复杂。国际专利WO2006029250-A2公开了一种 通过往EWT电池孔内印刷导电膏而提高孔内掺杂浓度的方法，这也增加了制备工艺的复杂 程度。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服EWT太阳电池现有技术中通孔过多，制备工艺过于复杂的缺点， 提供EWT太阳电池及其制备方法。为了减少EWT电池所需要的通孔数量，提高硅电池的 机械强度，并在提高通孔内的掺杂浓度的同时减少工艺的复杂性，本专利技术提供通孔按六方点 阵排布，背接触可以靠自对准工艺实现的EWT太阳电池；本专利技术进一步提供同时实现孔内 高掺杂和背接触金属化的EWT太阳电池的制作方法。本专利技术提供一种EWT太阳电池结构如下在所提供的一种掺杂类型的硅片内部含有按 六方点阵排布的贯穿硅片迎光面和背光面的通孔阵列，通孔的间距依据迎光面发射极的方块 电阻确定。这样排布的通孔阵列可以保证所需要的通孔数量最少。在硅片迎光面上以及通孔 内含有与硅片掺杂类型相反的第一种掺杂剂的轻掺杂发射极。在所述轻掺杂发射极上淀积有 钝化介质层。在硅片背光面上含有第一种掺杂类型的重掺杂发射极，硅片背光面上的通孔处 于重掺杂发射极的图形内，所述重掺杂发射极部分进入到通孔中。在所述重掺杂发射极上面 是第一种导电金属电极，起到收集少子的作用。在第一种导电金属电极周围是通过刻蚀获得 的沟槽，在沟槽内是第二种导电金属电极，起到收集多子的作用，所述第一种导电金属电极 和第二种导电金属电极靠所述沟槽的台阶实现彼此间的绝缘隔离。本专利技术提供另外一种EWT太阳电池结构如下在所提供的一种掺杂类型的硅片内部含 有按六方点阵排布的贯穿硅片迎光面和背光面的通孔阵列，通孔的间距依据迎光面发射极的 方块电阻确定。这样排布的通孔阵列可以保证所需要的通孔数量最少。在硅片迎光面上以及 通孔内含有与硅片掺杂类型相反的第一种掺杂剂的轻掺杂发射极。在所述轻掺杂发射极上淀积有钝化介质层。在硅片背光面上含有第一种掺杂类型的重掺杂发射极，硅片背光面上的通 孔处于重掺杂发射极的图形内，所述重掺杂发射极部分进入到通孔中。在所述重掺杂发射极 上面是第一种导电金属电极，起到收集少子的作用。在第一种导电金属电极周围是通过刻蚀 获得的沟槽，在沟槽内的硅片表面中是与硅片掺杂类型相同的重掺杂的局域背场，在局域背 场上是第二种导电金属电极，起到收集多子的作用，所述第一种导电金属电极和第二种导电 金属电极靠所述沟槽的台阶实现彼此间的绝缘隔离。本专利技术还提供一种制备本专利技术所述的EWT太阳电池的方法。主要步骤按顺序包含 步骤1:采用激光刻蚀工艺在具有迎光面和背光面的硅片上制备出贯穿硅片的通孔阵列； 步骤2:清洁制备了通孔的所述硅片；步骤3:采用扩散工艺将与所述硅片掺杂类型相反的第一种掺杂剂扩散进入到所述步骤 2制得的硅片的迎光面、背光面和通孔内部，形成轻掺杂发射极；步骤4:在所述硅片的迎光面上淀积钝化介质层，所述钝化介质层部分进入到所述硅片 迎光面上的通孔内；步骤5:将掺杂有第一种掺杂剂的第一种导电金属浆料按特定的图形丝网印刷到硅片的 背光面上，并使硅片背光面上的通孔位于所述图形内，使所述掺杂有第一种掺杂剂的第一种 导电金属浆料进入到所述硅片背光面上的通孔内；步骤6:烘干并高温烧结，形成第一种导电金属电极以及含有第一种掺杂剂的重掺杂发 射极，并实现第一种导电金属电极与重掺杂发射极之间的欧姆接触；步骤7:刻蚀掉第一种导电金属电极图形之外的含有第一种掺杂剂的轻掺杂发射极，并 使刻蚀所形成的沟槽和第一种导电金属电极图形之间为后续的需要淀积在沟槽内的第二种 导电金属电极提供足够高度的台阶以避免所述的第一种导电金属电极与所述的第二种导电 金属电极相接触；步骤8:利用所述沟槽的台阶实现自对准，在硅片背光面上淀积第二种导电金属，形成 第二种导电金属电极，并使淀积在硅片背光面上沟槽内的第二种导电金属电极不与第一种导 电金属电极相接触；由此，制得本专利技术的太阳电池。本专利技术进一步提供另外一种制备本专利技术所述的EWT太阳电池的方法。主要步骤按顺序 包含步骤l:采用激光刻蚀工艺在具有迎光面和背光面的硅片上制备出贯穿硅片的通孔阵列； 步骤2:清洁制备了通孔的所述硅片；步骤3:采用扩散工艺将与所述硅片掺杂类型相反的第一种掺杂剂扩散进入到所述步骤 2制得的硅片的迎光面、背光面和通孔内部，形成轻掺杂发射极；步骤4:在所述硅片的迎光面上淀积钝化介质层，所述钝化介质层部分进入到所述硅片 迎光面上的通孔内；步骤5:将掺杂有第一种掺杂剂的第一种导电金属浆料按特定的图形丝网印刷到硅片的 背光面上，并使硅片背光面上的通孔位于所述图形内，使所述掺杂有第一种掺杂剂的第一种 导电金属浆料进入到所述硅片背光面上的通孔内；步骤6:烘干并高温烧结，形成第一种导电金属电极以及含有第一种掺杂剂的重掺杂发 射极，并实现第一种导电金属电极与重掺杂发射极之间的欧姆接触；步骤7:刻蚀掉第一种导电金属电极图形之外的含有第一种掺杂剂的轻掺杂发射极，并 使刻蚀所形成的沟槽和第一种导电金属电极图形之间为后续的需要淀积在沟槽内的第二种 导电金属电极提供足够高度的台阶以避免所述的第一种导电金属电极与所述的第二种导电 金属电极相接触；步骤8:利用扩散工艺在沟槽内的硅片表面中制备与硅片掺杂类型相同的重掺杂的局域背场；步骤9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1、一种发射极环绕型太阳电池，其特征在于，在一种掺杂类型的硅片(1)内部含有 按六方点阵排布的，贯穿硅片(1)迎光面和背光面的通孔(2)阵列；在硅片(1)背光面 上含有与硅片(1)掺杂类型相反的重掺杂发射极(6)，硅片背光面上的通孔(2)处于所述 重掺杂发射极(6)的图形内，所述重掺杂发射极(6)部分进入到通孔(2)中；在所述重 掺杂发射极(6)上是第一种导电金属电极(5)，起到收集少子的作用，在第一种导电金属 电极(5)周围是通过刻蚀获得的沟槽，在沟槽内是淀积的第二种导电金属电极(7)，起到 收集多子的作用；所述第一种导电金属电极(5)和淀积在沟槽内的第二种导电金属电极(7) 靠所述沟槽的台阶实现彼此之间的绝缘隔离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵雷，王文静，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，欧贝黎新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：