一种制备单晶硅电池片的方法及单晶硅电池片技术

本发明专利技术提供一种单晶硅电池片及其制备方法，包括以下步骤：在单晶硅片基底的至少一个表面制绒，得到在所述至少一个表面具有多个连续排列的金字塔结构的金字塔绒面的单晶硅片；对得到的单晶硅片的至少一个金字塔绒面进行掺杂剂扩散，得到具有PN结的单晶硅片；使用含有球形金属颗粒的浆料在具有PN结的单晶硅片具有所述至少一个金字塔绒面的一侧进行电极栅线印刷和烧结,以使球形金属颗粒与金字塔绒面形成欧姆接触。本发明专利技术还进一步包括通过激光SE工艺增强金属颗粒与金字塔塔尖的欧姆接触。本发明专利技术提升填充因子、降低开路电压损失、增加电池转换效率；满足降低接触区接触电阻、减少非接触区载流子复合的双重需求，减少了太阳能电池的电学损失。电池的电学损失。

【技术实现步骤摘要】
一种制备单晶硅电池片的方法及单晶硅电池片


[0001]本专利技术属于太阳能电池
，具体地，涉及一种制备单晶硅电池片的方法及单晶硅电池片。

技术介绍

[0002]众所周知，随着太阳能电池效率的不断提升，需要对影响效率的各种因素进行不断深入的研究，以实现更高的转换效率；而电学损失中的半导体和金属栅线的接触电阻是一重要影响因素，因此现有生产工艺利用选择性发射区将前表面分成两种不同的掺杂区域以满足不同区域对于发射区的需要。在电极接触的栅线区域要求高的掺杂剂浓度，以实现金属与半导体良好的欧姆接触来降低接触电阻，则在此区域需进行重而深的掺杂；在吸光区域，要求低的掺杂剂浓度，以满足减少载流子复合的需求，因此在非电极接触区域要采用轻掺杂。
[0003]目前，常用的选择性发射区的制备方法是，在扩散制备pn结的同时在硅片前表面制备一层含有较高掺杂剂浓度的氧化层，之后加上高能量激光，将需要制作电极的栅线接触区域直接驱入掺杂剂；非电极接触区域的掺杂剂，将不受激光作用仍留在氧化层中；在随后的刻蚀工艺中，将前表面的氧化层去除，以实现不同区域不同掺杂浓度的选择性发射区域；在丝网印刷过程中，将电极栅线图形与选择性发射区进行匹配，以实现降低接触电阻与减少载流子复合的双重优势。但织构化的硅片表面，其金字塔存在的塔尖和谷底，在激光推进的选择性发射区域进行电极栅线印刷时，浆料将优先腐蚀塔尖，与塔尖形成接触；此时，激光推进的谷底高浓度掺杂剂将不能发挥其降低接触电阻的作用，反而由于其高的掺杂浓度，带来高的载流子复合，影响了电池片的效率。
[0004]现有生产工艺中激光将塔尖和谷底的掺杂剂同时推进，使得没有被浆料腐蚀的谷底区高掺杂剂将带来较高的载流子复合，从而影响效率。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种制备单晶硅电池片的方法激光差异性推进掺杂剂的方法及单晶硅电池片。
[0006]具体来说，本专利技术涉及如下方面：
[0007]1.一种制备单晶硅电池片的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0008]在单晶硅片基底的至少一个表面制绒，得到在所述至少一个表面具有多个连续排列的金字塔结构的金字塔绒面的单晶硅片，其中
[0009]将以金字塔结构在垂直于硅片基底并平行于金字塔底边方向上通过金字塔尖切割得到的三角形横截面的底边的平均长度视为L，
[0010]将以金字塔结构在垂直于硅片基底并平行于金字塔底边方向上通过金字塔尖切割得到的三角形横截面的侧边与所述底边形成的夹角的平均角度视为θ；
[0011]对得到的所述单晶硅片的至少一个金字塔绒面进行掺杂剂扩散，得到具有PN结的
单晶硅片；
[0012]使用含有球形金属颗粒的浆料在具有PN结的单晶硅片具有所述至少一个金字塔绒面的一侧进行电极栅线印刷和烧结,以使球形金属颗粒与金字塔绒面形成欧姆接触；
[0013]其中所述浆料中所含的球形金属颗粒的D90≥L/(4sinθ)。
[0014]2.根据项1所述的方法，其特征在于，金属颗粒的D90范围为L/(4sinθ)≤D90≤2L。
[0015]3.根据项1所述的方法，其特征在于，θ为45
‑
75
°
，优选为50
‑
65
°
，进一步优选为54.75
‑
60
°
。
[0016]4.根据项3所述的方法，其特征在于，L为0.5
‑
5μm，优选为1
‑
3μm，进一步优选为1.2
‑
1.8μm。
[0017]5.根据项4所述的方法，其特征在于，金属颗粒的D90范围为1μm≤D90≤4μm。
[0018]6.根据项1所述的方法，其特征在于，得到含掺杂剂的单晶硅片包括以下步骤：
[0019]对具有金字塔绒面的单晶硅片进行掺杂剂扩散，在所述金字塔绒面的表面形成含掺杂剂的二氧化硅层；
[0020]对所述二氧化硅层中的掺杂剂采用激光推进，掺杂剂在金字塔塔尖处的浓度高于在金字塔谷底处的浓度。
[0021]7.根据项6所述的方法，其特征在于，激光推进中激光的功率为18
‑
32W。
[0022]8.根据项7所述的方法，其特征在于，激光推进中的打标速度为20000
‑
30000mm/s，激光频率为200
‑
300Hz。
[0023]9.根据项1所述的方法，其特征在于，所述掺杂剂为磷。
[0024]10.一种单晶硅电池片，其特征在于，所述单晶硅电池片的至少一个表面具有形成了PN结的、多个连续排列的金字塔结构的金字塔绒面，
[0025]将以金字塔结构在垂直于硅片基底并平行于金字塔底边方向上通过金字塔尖切割得到的三角形横截面的底边的平均长度视为L，
[0026]将以金字塔结构在垂直于硅片基底并平行于金字塔底边方向上通过金字塔尖切割得到的三角形横截面的侧边与所述底边形成的夹角的平均角度视为θ；
[0027]所述金字塔绒面上具有电极栅线，其中电极栅线中分布有与金字塔绒面形成欧姆接触的球形金属颗粒，所述球形金属颗粒的D90≥L/(4sinθ)。
[0028]11.根据项10所述的单晶硅电池片，其特征在于，金属颗粒的D90范围为L/(4sinθ)≤D90≤2L。
[0029]12.根据项10所述的单晶硅电池片，其特征在于，θ为45
‑
75
°
，优选为50
‑
65
°
，进一步优选为54.75
‑
60
°
。
[0030]13.根据项10所述的单晶硅电池片，其特征在于，L为0.5
‑
5μm，优选为1
‑
3μm，进一步优选为1.2
‑
1.8μm。
[0031]14.根据项10所述的单晶硅电池片，其特征在于，金属颗粒的D90范围为1μm≤D90≤4μm。
[0032]15.根据项10所述的单晶硅电池片，其特征在于，所述金字塔绒面的塔尖被激光推进形成倒角结构。
[0033]16.根据项10所述的电池片，其特征在于，所述单晶硅电池片由项1
‑
9中任一项所述的方法制备。
[0034]本专利技术通过改善选择性发射级工艺，利用激光在金字塔的塔尖和谷底处对掺杂剂的推进程度不同，来实现与浆料接触的塔尖区与非接触的谷底区掺杂剂浓度的不同，从而提升填充因子、降低开路电压损失、增加电池转换效率；相比现有技术，未对选择性发射工艺做更高要求，且满足降低接触区接触电阻、减少非接触区载流子复合的双重需求，减少了太阳能电池的电学损失。
附图说明
[0035]图1为制绒后形成的在金字塔绒面结构俯视图；
[0036]图2为制绒后形成的在金字塔绒面结构侧视图；
[0037]图3为浆料中金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备单晶硅电池片的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：在单晶硅片基底的至少一个表面制绒，得到在所述至少一个表面具有多个连续排列的金字塔结构的金字塔绒面的单晶硅片，其中将以金字塔结构在垂直于硅片基底并平行于金字塔底边方向上通过金字塔尖切割得到的三角形横截面的底边的平均长度视为L，将以金字塔结构在垂直于硅片基底并平行于金字塔底边方向上通过金字塔尖切割得到的三角形横截面的侧边与所述底边形成的夹角的平均角度视为θ；对得到的所述单晶硅片的至少一个金字塔绒面进行掺杂剂扩散，得到具有PN结的单晶硅片；使用含有球形金属颗粒的浆料在具有PN结的单晶硅片具有所述至少一个金字塔绒面的一侧进行电极栅线印刷和烧结，以使球形金属颗粒与金字塔绒面形成欧姆接触；其中所述浆料中所含的球形金属颗粒的D90≥L/(4sinθ)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，金属颗粒的D90范围为L/(4sinθ)≤D90≤2L。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，θ为45
‑
75
°
，优选为50
‑
65
°
，进一步优选为54.75
‑
60
°
。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，L为0.5
‑
5μm，优选为1
‑
3μm，进一步优选为1.2
‑
1.8μm。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，金属颗粒的D90范围为1μm≤D90≤4μm。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，得到具有PN结的单晶硅片包括以下步骤：对得到的所述单晶硅片的至少一个金字塔绒面进行掺杂剂扩散，在至少一个金字绒面的表面形成含掺杂剂的二氧化硅层；对所述二氧化硅层中的掺杂剂采用激光推进，掺杂剂在金字塔塔尖处的浓度高于在金字塔谷底处的浓度。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，激光推进中激光的功率为18
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵赞良，王茹，王武林，韩晓辉，陈宇晖，史晨燕，
申请(专利权)人：宁夏隆基乐叶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：