一种太阳能电池选择性发射极的制备方法及太阳能电池技术

本发明专利技术涉及一种太阳能电池选择性发射极的制备方法及太阳能电池，该方法包括如下步骤：步骤S1，对衬底进行掺杂元素的扩散，在所述衬底的表面形成轻掺杂层并在轻掺杂层上形成包含所述掺杂元素的重掺杂区扩散源层；步骤S2，通过电子束对所述重掺杂区扩散源层的预定区域进行照射以使所述掺杂元素进一步向所述衬底扩散，使得对应于所述预定区域的所述衬底的表面形成重掺杂区，预定区域之外的所述衬底的所述表面形成轻掺杂区。本发明专利技术的制备方法，以重掺杂区扩散源层作为扩散源，通过对重掺杂区扩散源层的预定区域进行照射，使得重掺杂区扩散源层中的掺杂元素进一步向衬底扩散，能够形成图案化的重掺杂区，并使所得的重掺杂区具有较高的表面掺杂浓度。有较高的表面掺杂浓度。有较高的表面掺杂浓度。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池选择性发射极的制备方法及太阳能电池


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种太阳能电池选择性发射极的制备方法及太阳能电池。

技术介绍

[0002]在晶体硅太阳能电池的制作过程中，为了降低硅基体表面复合速率而提高光电转换效率，需要在硅基体的表面制作选择性发射极结构。即，在与金属电极接触的区域(金属化区域)进行掺杂元素的重掺杂，以显著降低金属接触复合和接触电阻；而在非接触区域(非金属化区域)进行掺杂元素的轻掺杂，可以扩散形成p
‑
n结而收集光生载流子并且轻掺杂区短波响应更好。
[0003]现有技术中制作选择性发射极结构的方法有多种，目前常用的方法是利用激光在金属化区域扫描在热扩散过程中沉积在硅基体表面的磷硅玻璃(也称为PSG)或硼硅玻璃(也称为BSG)，使PSG或BSG中的掺杂元素(磷或硼)被进一步扩散进入硅基体，从而在金属化区域形成重掺杂结构而在非金属化区域形成轻掺杂结构。
[0004]这种激光重掺杂方法存在较大的缺点，例如，在激光照射时，已经扩散进入硅基体表面的扩散元素在激光的高能量作用下会从硅基体表面激发出去，使所形成的重掺杂区表面的掺杂元素浓度降低，从而影响选择性发射极的性能。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的分析，本专利技术一实施方式旨在提供一种太阳能电池选择性发射极的制备方法以及包括该选择性发射极的太阳能电池，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。
[0006]一方面，本专利技术一实施方式提供了一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，包括如下步骤：
[0007]步骤S1，对衬底进行掺杂元素的扩散，在所述衬底的表面形成轻掺杂层并在所述轻掺杂层上形成包含所述掺杂元素的重掺杂区扩散源层；以及
[0008]步骤S2，通过电子束对所述重掺杂区扩散源层的预定区域进行照射以使所述掺杂元素进一步向所述衬底扩散，使得对应于所述预定区域的所述衬底的表面形成重掺杂区，预定区域之外的所述衬底的所述表面形成轻掺杂区。
[0009]可选地，在步骤S1之前还包括：对所述衬底的所述表面进行制绒处理。
[0010]可选地，在步骤S2之后还包括步骤S3：去除所述重掺杂区扩散源层。
[0011]可选地，通过酸洗去除所述重掺杂区扩散源层。
[0012]可选地，所述步骤S2包括：通过电子束对所述重掺杂区扩散源层的预定区域进行多次照射。
[0013]可选地，所述电子束的加速电压为0.1～50kV；和/或，
[0014]所述电子束的剂量为1.0E
14
～1.0E
18
/cm3。
[0015]可选地，所述衬底为N型硅片，所述掺杂元素选自第V族元素；或者
[0016]所述衬底为P型硅片，所述掺杂元素选自第III族元素。
[0017]可选地，在所述步骤S1中，通过化学气相沉积法或物理气相沉积法对所述衬底进行掺杂元素的扩散。
[0018]可选地，所述重掺杂区的表面浓度大于所述轻掺杂区的表面浓度。
[0019]本专利技术另一实施例还提供一种太阳能电池，包括以上任一项所述的制备方法制得的太阳能电池选择性发射极。
[0020]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0021]本专利技术一实施方式的太阳能电池选择性发射极的制备方法，通过电子束对重掺杂区扩散源层的预定区域进行照射以使扩散元素进一步向衬底扩散，能够形成选择性发射极的重掺杂区。由于电子束的能量可控性较好，可以防止选择性发射极的重掺杂区的表面浓度降低，从而获得重掺杂区的表面浓度高而轻掺杂区的表面浓度低的选择性发射极，使得重掺杂区的金属接触复合和接触电阻更低，而轻掺杂区的短波响应更好，进一步得到的太阳能电池的开路电压和电池转换效率更好，提高了太阳能电池的性能。
[0022]本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0023]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。其中：
[0024]图1为本专利技术一实施方式的经过步骤S1后的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术一实施方式的经过步骤S2后的结构示意图；
[0026]图3为本专利技术一实施方式的经过步骤S3后的结构示意图；
[0027]图4为本专利技术一实施方式的重掺杂区和轻掺杂区的图案化示意图；
[0028]图5为本专利技术一实施方式的步骤S2中电子束照射示意图；
[0029]图6为本专利技术实施例1的太阳能电池选择性发射极的ECV测试图；
[0030]图7为本专利技术实施例2的太阳能电池选择性发射极的ECV测试图；
[0031]图8为本专利技术实施例3的太阳能电池选择性发射极的ECV测试图；
[0032]图9为本专利技术实施例4的太阳能电池选择性发射极的ECV测试图；
[0033]图10为本专利技术实施例5的太阳能电池选择性发射极的ECV测试图；
[0034]图11为本专利技术对比例1的太阳能电池选择性发射极的ECV测试图；
[0035]图12为本专利技术对比例2的太阳能电池选择性发射极的ECV测试图。
[0036]附图标记说明如下：
[0037]1、衬底；2、轻掺杂层；3、重掺杂区扩散源层；4、重掺杂区；5、轻掺杂区；20、电子枪；21、第一表面。
具体实施方式
[0038]下面对本专利技术的优选实施方式进行具体描述，其中，附图构成本专利技术一部分，并与
本专利技术的实施方式一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。其中，名称中的“第一”、“第二”仅用于对具有相同名称的结构进行区分，并非对其进行限定。
[0039]参照图1至3所示，本专利技术一实施方式提供了一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，包括如下步骤：
[0040]步骤S1，对衬底1进行掺杂元素的扩散，在衬底1的表面形成轻掺杂层2并在轻掺杂层2上形成包含掺杂元素的重掺杂区扩散源层3；以及
[0041]步骤S2，通过电子束对重掺杂区扩散源层3的预定区域进行照射以使掺杂元素进一步向衬底1扩散，使得对应于预定区域的衬底1的表面形成重掺杂区4，预定区域之外的衬底1的表面形成轻掺杂区5。
[0042]可选地，在步骤S1中，通过化学气相沉积法或物理气相沉积法对衬底1进行掺杂元素的扩散。
[0043]可选地，在步骤S1之前还包括：对衬底1的表面进行制绒处理。在制绒处理完成后再进行掺杂元素的扩散，以形成轻掺杂层2和重掺杂区扩散源层3。制绒处理可以是在衬底1表面形成金字塔状的绒面结构。
[0044]可选地，在步骤S2之后还包括步骤S3：去除重掺杂区扩散源层3，得到图3所示的结构。进一步地，可通过酸洗去除重掺杂区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，对衬底进行掺杂元素的扩散，在所述衬底的表面形成轻掺杂层并在所述轻掺杂层上形成包含所述掺杂元素的重掺杂区扩散源层；以及步骤S2，通过电子束对所述重掺杂区扩散源层的预定区域进行照射以使所述掺杂元素进一步向所述衬底扩散，使得对应于所述预定区域的所述衬底的表面形成重掺杂区，所述预定区域之外的所述衬底的所述表面形成轻掺杂区。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括：对所述衬底的所述表面进行制绒处理。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2之后还包括步骤S3：去除所述重掺杂区扩散源层。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，通过酸洗去除所述重掺杂区扩散源层。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹兵，陈斌，蒋秀林，
申请(专利权)人：晶澳扬州太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：