一种选择性发射极晶体硅太阳电池及其制备方法技术

一种选择性发射极晶体硅太阳电池及其制备方法，它涉及的是一种晶体硅太阳电池生产的技术领域，具体涉及的是一种选择性发射极晶体硅太阳电池及其制备方法。它在正表面电极与硅片接触区域形成重掺杂，并以正表面电极为掩膜进行反向刻蚀，在硅片正表面其它区域形成轻掺杂，从而获得选择性发射极结构。它既具有选择性发射极结构带来的较高的光电转换效率，又具有工艺简单、成本较低的特点，具有较好的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种晶体硅太阳电池生产的
，具体涉及的是一种选择性 发射极晶体硅太阳电池及其制备方法。
技术介绍
常规晶体硅太阳电池工业化生产中一般采用氮气携带液态POCl3进入扩散炉，对 硅片进行高温磷扩散。其结果是在硅片表面层形成均勻的PN结，即整个硅片表面是均勻掺 杂。这种均勻掺杂的发射极太阳电池结构并不利于其光电转换效率的提高。更好的结构是 选择性发射极(selective emitter, SE)太阳电池结构，即在硅片与金属电极接触的区域采 用重掺杂，而在其它区域采用相对较轻的掺杂。电极接触区重掺杂有利于形成欧姆接触，降 低太阳电池的接触电阻损耗，而其它区域轻掺杂则有利于减小光生载流子的复合，提高太 阳电池的短波电流响应，从而提高太阳电池的输出电流(及短路电流)，实现光电转换效率 的提高。目前，工业化生产的常规单晶硅太阳电池的平均光电转换效率在16. 5% -17.0% 之间。但如果采用选择性发射极结构，则可以将单晶硅太阳电池的平均转换效率提高0.5% 以上。正因为选择性发射极太阳电池具有更高的光电转换效率，它已逐渐走向工业化生 产，成为下一代新型晶体硅太阳电池。选择性发射极太阳电池的制备可以采用很多的方法 进行，比如，掩膜二次扩散，激光加工，选择性加热等。尽管这些方法在实验室里可以获得较 高的太阳电池光电转换效率，但这些工艺都相对较复杂，制作成本较高，并没有被大多数太 阳电池公司所接受。人们更希望采用一种工艺简单、成本较低的方法来制备选择性发射极 太阳电池。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，它既具有 选择性发射极结构带来的较高的光电转换效率，又具有工艺简单、成本较低的特点，具有较 好的实用价值。为了解决
技术介绍
所存在的问题，本专利技术是采用以下技术方案它在正表面电极 与硅片接触区域形成重掺杂，并以正表面电极为掩膜进行反向刻蚀，在硅片正表面其它区 域形成轻掺杂，从而获得选择性发射极结构；这种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方 法包括以下步骤一、硅片表面织构化，二、高温扩散进行重掺杂，三、去除周边或背面PN 结，四、去除磷硅玻璃，五、丝网印刷背面电极及背面铝浆料并烘干，六、丝网印刷正面银电 极，七、电极共烧结，八、以正表面电极为掩膜进行反向刻蚀而在硅片正表面其它区域获得 轻掺杂，九、镀减反射膜。所述的硅片表面织构化是指采用酸、碱等湿法腐蚀或者等离子体刻蚀、反应离子 刻蚀等干法刻蚀的方法在硅片表面腐蚀出微小的金字塔或凹坑结构，以增加硅片表面的粗 糙度，降低硅片表面的光发射。所述的高温扩散进行重掺杂是指在扩散炉中进行高温磷扩散(对P型硅片)或硼扩散(对N型硅片)以形成PN结，并获得小于20欧姆的扩散层方块电阻。所述的去除周边或背面PN结是指采用酸的水溶液、碱的水溶液等湿法腐蚀体系 或者等离子体刻蚀体系、反应离子刻蚀体系或激光切割等将扩散中在硅片周边或背面的PN 结去除掉。所述的以正表面电极为掩膜进行反向刻蚀而在硅片正表面其它区域获得轻掺杂 是指以正表面电极为阻挡反应的掩膜，采用能够腐蚀硅片但不腐蚀金属的、酸溶液或碱溶 液或等离子体系或反应离子体系，将硅片表面选择性地腐蚀掉很薄的一层，但不腐蚀金属 电极，从而在硅片表面其它区域形成轻掺杂。优选地，所述的反向腐蚀体系为四氟化碳和氧气混合气体的等离子体系、六氟化 硫和氧气混合气体的反应离子体系，或氨水溶液、四甲基氢氧化铵溶液，但并不局限于这些 腐蚀体系。所述的镀减反射膜是指采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方法在硅片 表面沉积氮化硅减反射膜，但并不局限于氮化硅薄膜，还可以其它材料的薄膜(如二氧化 硅、氟化镁等)，或者是多种材料复合的多层薄膜。本专利技术相比常规的工业化生产晶体硅太阳电池，仅仅增加了一步反向腐蚀工艺， 并巧妙地利用太阳电池的正面金属电极作为掩膜进行反向腐蚀，因此，具有工艺简单、成本 较低的特点，具有较好的实用价值。具体实施例方式本具体实施方式是采用以下技术方案它在正表面电极与硅片接触区域形成重掺 杂，并以正表面电极为掩膜进行反向刻蚀，在硅片正表面其它区域形成轻掺杂，从而获得选 择性发射极结构；这种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法包括以下步骤一、硅片 表面织构化，二、高温扩散进行重掺杂，三、去除周边或背面PN结，四、去除磷硅玻璃，五、丝 网印刷背面电极及背面铝浆料并烘干，六、丝网印刷正面银电极，七、电极共烧结，八、以正 表面电极为掩膜进行反向刻蚀而在硅片正表面其它区域获得轻掺杂，九、镀减反射膜。本具体实施方式采用的详细步骤如下一、将面积为125mmX 125mm、厚度约为200微米的P型单晶硅片放入氢氧化钠、硅 酸钠、异丙醇和去离子水组成的溶液中进行腐蚀，获得表面一致、金字塔大小均勻的绒面硅 片，实现硅片表面织构化，以获得降低的光反射率，然后将硅片清洗干净。二、将硅片放入扩散炉中，并利用氮气携带液态POCl3进入扩散炉中对硅片进行高 温扩散，扩散温度为950°C，时间为1小时，扩散后获得的方块电阻约为15欧姆左右。三、将扩散后的硅片放入刻蚀机中，利用四氟化碳和氧气混合气体的等离子体刻 蚀的方法去除掉硅片周边的PN结。四、利用氢氟酸溶液将硅片表面形成的磷硅玻璃去除掉。五、利用丝网印刷的方法在硅片背表面印刷上银铝浆料并烘干，以作为背电极使 用，然后在硅片背面其它区域丝网印刷上铝浆料并烘干，以用作背面铝背场。六、利用丝网印刷的方法在硅片正表面印刷正面银电极浆料。七、将硅片放入高温烧结炉中进行高温烧结，使得金属电极浆料固化，并与硅片形成合金和欧姆接触。八、将硅片放入刻蚀机中，利用四氟化碳和氧气混合气体的等离子体进行刻蚀，由于该等离子体与金属发生反应很慢，因此可以将硅片表面选择性地腐蚀掉很薄的一层而不 损害太阳电池的金属电极。通过调整刻蚀工艺使得无电极覆盖处硅片表面的方块电阻约为 80欧姆左右。九、利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方法在硅片表面沉积上一层氮化 硅减反射及钝化膜。最终获得选择性发射极太阳电池。本具体实施方式具有以下有益效果一、它相比常规的工业化生产晶体硅太阳电池，仅仅增加了一步反向腐蚀工艺，并 巧妙地利用太阳电池的正面金属电极作为掩膜进行反向腐蚀，因此，具有工艺简单、成本较 低的特点，具有较好的实用价值。二、与相比常规的工业化生产晶体硅太阳电池相比较，在正表面电极与硅片接触 区域形成重掺杂，可以降低金属电极和硅片的接触电阻，提高太阳电池的填充因子和光电 转换效率。权利要求，其特征在于它在正表面电极与硅片接触区域形成重掺杂，并以正表面电极为掩膜进行反向刻蚀，在硅片正表面其它区域形成轻掺杂，从而获得选择性发射极结构。2.根据权利要求1所述的，其特征 在于它的制备步骤一、硅片表面织构化，二、高温扩散进行重掺杂，三、去除周边或背面PN 结，四、去除磷硅玻璃，五、丝网印刷背面电极及背面铝浆料并烘干，六、丝网印刷正面银电 极，七、电极共烧结，八、以正表面电极为掩膜进行反向刻蚀而在硅片正表面其它区域获得 轻掺杂，九、镀减反射膜。3.根据权利要求1所述的，其特征在 于所述的以正表面电极为掩膜进行反向刻蚀而在硅片正表面其它区域获得轻掺杂是指以 正表面电极为阻挡反应的掩膜，采用能够腐蚀硅片但不腐蚀金属的腐蚀体系，将硅片表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种选择性发射极晶体硅太阳电池及其制备方法，其特征在于它在正表面电极与硅片接触区域形成重掺杂，并以正表面电极为掩膜进行反向刻蚀，在硅片正表面其它区域形成轻掺杂，从而获得选择性发射极结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：屈盛，
申请(专利权)人：欧贝黎新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]