一种一次扩散实现选择性发射区制备的方法技术

本发明专利技术涉及太阳能电池的生产方法技术领域，公开一种一次扩散实现选择性发射区制备的方法。它的工艺步骤如下：将制绒后的硅片进行均匀的高浓度扩散，在扩散后硅片表面的PSG层的非电极区上印刷腐蚀性浆料，加热后腐蚀性浆料会腐蚀扩散区，然后用碱溶液清洗掉残余的腐蚀性浆料，用腐蚀性浆料腐蚀掉的非电极区即为低浓度扩散区，而未被腐蚀的电极区即为高浓度扩散区。该工艺避免了两次扩散复杂工艺，省去一次高温过程，无需增加额外的设备，腐蚀性浆料腐蚀过程精确可控，腐蚀温度低，工艺简单，成本低，且能提高太阳能电池光电转换效率，能够适用于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开，属于太阳能电池的生产技术方法领域。
技术介绍
为进一步提高晶体硅太阳能电池的转换效率，各个科研机构和晶体硅太阳能电池生产厂家都在开发选择性发射区制造工艺来提高太阳能电池的光学利用和电学性能。目前已有的实现选择性发射区的方法有(1)利用光刻技术制作电极窗口。此工艺主要过程在硅片表面热氧化生长二氧化硅层，然后光刻形成电极窗口，进行高浓度掺杂扩散，然后去掉二氧化硅层，再进行低浓度掺杂扩散，形成选择性发射区。但此方法所需设备昂贵、成本高。(2)腐蚀氧化膜后扩散形成选择性发射区。此工艺过程先在生长了二氧化硅薄膜的硅片上印刷腐蚀性浆料，腐蚀出栅线形状后进行磷重扩散，然后将氧化膜洗掉后再进行浅扩散，形成选择性发射区。目前此方法已用于工业生产，但是仍需两次扩散，工艺较为复ο(3)在电极区印刷高浓度磷浆料后进行扩散。此工艺过程将磷浆按照电极图案印刷到硅片表面，然后在扩散炉中扩散，高浓度磷浆在扩撒过程会推进到非印刷区，形成高低浓度的掺杂。但是此方法得到的选择性发射区均勻性较差，离磷浆近的区域扩散浓度高，远的地方扩散浓度低。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种工艺简单、生产成本低、无需增加额外设备且能提高太阳能电池光电转换效率的一次扩散实现选择性发射区制备的方法。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为，包括如下步骤将制绒后的硅片进行均勻的高浓度扩散，在扩散后硅片表面的PSG层(磷硅玻璃层)的非电极区上印刷腐蚀性浆料，加热后腐蚀性浆料会腐蚀扩散区，然后用碱溶液清洗掉残余的腐蚀性浆料，用腐蚀性浆料腐蚀掉的非电极区即为低浓度扩散区，而未被腐蚀的电极区即为高浓度扩散区。作为上述方案进一步设置，所述硅片为P型单晶或者多晶硅片，其电阻率是0. 3 10 Ω · cm。所述腐蚀性浆料印刷后的厚度为Γ7 μ m。所述腐蚀性浆料腐蚀作用的加热温度为15(T300°C，腐蚀时间为0. 5lmin。所述碱溶液为KOH溶液或者NaOH溶液，浓度为0. lwt%^5wt%,碱溶液的温度为30 40°C。所述腐蚀性浆料在非电极区上印刷时，采用的网版规格为325目、线径23μπι。本专利技术，经腐蚀性浆料腐蚀后的方块电阻控制在6(Γ120Ω / □，电极区的扩散薄层电阻控制在3(Γ55Ω / 口。本专利技术采用的技术方案无需增加额外的设备，腐蚀性浆料腐蚀过程精确可控，腐蚀温度低，工艺简单，成本低，且能提高太阳能电池光电转换效率。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施例方式如图1所示，本专利技术，包括如下步骤将制绒后的硅片进行均勻的高浓度扩散，在扩散后硅片表面的PSG层的非电极区上印刷腐蚀性浆料，加热后腐蚀性浆料会腐蚀扩散区，然后用碱溶液清洗掉残余的腐蚀性浆料，用腐蚀性浆料腐蚀掉的非电极区即为低浓度扩散区，而未被腐蚀的电极区即为高浓度扩散区。然后进行后续太阳能电池工艺边缘刻蚀，去PSG清洗，PECVD沉积减反射和钝化膜，丝网印刷正面和背面电极，高温烧结。这里采用的硅片是P型单晶硅或多晶硅，电阻率0.3 10 Ω.Cm。低浓度扩散区的制备利用腐蚀性浆料印刷在PSG层上，腐蚀性浆料印刷后的厚度为Γ7μπι，然后进行加热腐蚀，腐蚀时间为0.5 3min，腐蚀温度为150°C 300°C。通过控制温度和时间，可以精确的控制腐蚀区域的方块电阻在6(Γ120Ω / □之间。然后用KOH溶液或者NaOH溶液对残余的腐蚀性浆料进行清洗，溶液的浓度为0. lwt9T0. 5wt%,温度为3(T40°C。腐蚀性浆料在非电极区上印刷时，采用的网版规格为325目、线径23μπι。用这种方法制备的选择性发射区结构，避免了两次扩散的复杂工艺，省去一次高温过程，无需增加额外的设备，腐蚀性浆料腐蚀过程精确可控，腐蚀温度低，工艺简单，成本低。下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1 选择P型单晶硅片，硅片的体电阻率为1 Ω-Cm0硅片经过常规的去损伤层和制绒工序后，进行重扩散得到50Ω / □的方块电阻。然后通过丝网印刷工艺在硅片的非电极图案区印刷腐蚀性浆料(腐蚀性浆料制造商为Merck，型号为isishape SmartEtch),印刷采用的网版规格为325目、线径23 μ m、膜厚5 μ m，腐蚀性浆料印刷后厚度为5 μ m。将印刷了腐蚀性浆料的硅片在210°C环境中恒温1. 5min，在此过程中，印刷了腐蚀性浆料的区域会被腐蚀掉，被腐蚀区域的方块电阻110 Ω / 口。之后用30°C的0. 5wt%的NaOH溶液清洗去掉硅片上残余的腐蚀性浆料，然后用去离子水清洗。再按照工艺要求进行边缘刻蚀，去PSG，PECVD镀膜，丝网印刷与烧结等工序。采用该方法制备的选择性发射区的电池片的光电转换效率在18. 5-18. 7%，相比仅进行重扩散得到50Ω / □的方块电阻制备的电池片的光电转换效率有0. 4-0. 5%左右的提升。实施例2 选择P型单晶硅片，硅片的体电阻率为3 Ω-Cm0硅片经过常规的去损伤层和制绒工序后，进行重扩散得到45Ω / □的方块电阻。然后通过丝网印刷工艺在硅片的非电极图案区印刷腐蚀性浆料(腐蚀性浆料制造商为Merck，型号为isishape SmartEtch),印刷采用的网版规格为325目、线径23 μ m、膜厚6 μ m，腐蚀性浆料印刷后厚度为6 μ m。将印刷了腐蚀性浆料的硅片在180°C环境中恒温2min，在此过程中，印刷了腐蚀性浆料的区域会被腐蚀掉，被腐蚀区域的方块电阻90 Ω / 口。之后用40°C的0. 5wt%的NaOH溶液清洗去掉硅片上残余的腐蚀性浆料，然后用去离子水清洗。再按照工艺要求进行边缘刻蚀，去PSG，PECVD镀膜，丝网印刷与烧结等工序。采用该方法制备的选择性发射区的硅片的光电转换效率在18. 3-18.6%，相比仅进行重扩散得到45 Ω / □的方块电阻制备的电池片的光电转换效率有0. 4-0. 5%左右的提升。实施例3 选择P型单晶硅片，硅片的体电阻率为6 Ω -Cm0硅片经过常规的去损伤层和制绒工序后，进行重扩散得到40Ω / □的方块电阻。然后通过丝网印刷工艺在硅片的非电极图案区印刷腐蚀性浆料(腐蚀性浆料制造商为Merck，型号为isishape SmartEtch),印刷采用的网版规格为325目、线径23 μ m、膜厚6 μ m，腐蚀性浆料印刷后厚度为6 μ m。将印刷了腐蚀性浆料的硅片在250°C环境中恒温lmin，在此过程中，印刷了腐蚀性浆料的区域会被腐蚀掉，被腐蚀区域的方块电阻80 Ω / 口。之后用40°C的0. 5wt%的NaOH溶液清洗去掉硅片上残余的腐蚀性浆料，然后用去离子水清洗。再按照工艺要求进行边缘刻蚀，去PSG，PECVD镀膜，丝网印刷与烧结等工序。采用该方法制备的选择性发射区的硅片的光电转换效率在18. 0-18.4%，相比仅进行重扩散得到40 Ω / □的方块电阻制备的电池片的光电转换效率有0. 4-0. 6%左右的提升。实施例4 选择P型单晶硅片，硅片的体电阻率为10 Ω ·_。硅片经过常规的去损伤层和制绒工序后，进行重扩散得到30Ω / □的方块电阻。然后通过丝网印刷工艺在硅片的非电极图案区印刷腐蚀性浆料(腐蚀性浆料制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金若鹏，
申请(专利权)人：浙江向日葵光能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：