选择性发射极晶体硅太阳能电池的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种选择性发射极晶体硅太阳能电池的制备方法。该制备方法包括硅片表面清洁，制绒，扩散制作浅p-n结，制作减反射膜层以及印刷正电极、背电极并烧结的步骤，其中印刷正电极的步骤中采用含磷的银浆进行印刷。由于采用含磷的银浆印刷正电极，印刷后经过烧结炉的烘干，烧结，退火过程，银浆中的磷原子在烧结退火形成正电极时进一步磷扩散，在正电极与硅片相接触的区域形成深扩散区，即在正电极的下方形成深p-n结，未与正电极相接触的硅片区域形成浅扩散区，这样在形成正电极的同时得到了深浅p-n结。该制备方法步骤少，成本低，适合于工业化生产，且印刷过程不需要使用高精印刷系统，大大节约了设备成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池
，具体而言，涉及一种。
技术介绍
作为清洁环保的新能源，太阳能电池的应用越来越普及。但由于这种电池的成本较高，限制了它的快速普及。为了降低制作成本，提高太阳能电池的转换效率，需要不断地研发新技术，其中选择性发射极电池的制作工艺由于其简单、有效已经成为提升太阳能电池效率的新工艺。选择性发射极(SE-Selective Emiter)晶体娃太阳能电池，即在金属栅线(电极)与硅片接触部位进行重掺杂，在电极之间部位进行轻掺杂。这样的结构可降低扩散层复合，由此提高光线的短波响应，同时减少前金属电极与硅的接触电阻，使得短路电流、开路电压和填充因子都得到较好的改善，从而提高转换效率。目前有多种制作选择性发射极晶体硅太阳能电池结构的方法，在制作选择性发射极晶体硅太阳能电池的过程中形成深浅P-η结有利于提升短路电流和开路电压，现有技术中制作选择性发射极晶体硅太阳能电池较常规的步骤如图I所示，先进行扩散形成浅p-n结，再进行丝网印刷磷浆和高温扩散形成深浅p-n结，增加了成本；此外该制作方法由于在扩散制作P-η结后还包括丝网印刷磷浆以及高温扩散的步骤，高温扩散容易对硅片造成高温损伤，从而降低电池效率。此外，目前的工艺较繁琐，由于太阳能电池行业中的原料都较昂贵，使得成本较高，不适合于工业化生产。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种，能够在印刷正电极的同时制备深浅p-n结，减少了工艺步骤。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种选择性发射极晶体硅太阳能电池的制备方法，包括硅片表面清洁，制绒，扩散制作浅P-n结，制作减反射膜层以及印刷正电极、背电极并烧结的步骤，其中印刷正电极的步骤中采用含磷的银浆进行印刷。进一步地,扩散制作浅p-n结步骤中扩散方阻为85 110ohm/sq。进一步地，正电极印刷步骤中银浆中的银的固含量为70% 95%。进一步地，正电极印刷步骤中银浆中的磷含量为2% 10%。进一步地,扩散制作p-n结步骤后还包括去除周边p-n结的步骤。进一步地，扩散制作p-n结步骤后还包括去除硅片表面硅磷玻璃的步骤。进一步地，在硅片表面硅磷玻璃的步骤之后还包括用高纯去离子水进行清洗喷淋的步骤。进一步地，采用等离子增强化学气象沉积制备减反射膜层。进一步地，采用丝网印刷制备正电极和背电极。进一步地，烧结步骤中的烧结温度为750°C 980°C。应用本专利技术的技术方案，由于采用含磷的银浆印刷正电极，印刷后经过烧结炉的烘干，烧结，退火过程，银浆中的磷原子在烧结退火形成正电极时进一步磷扩散，在正电极与硅片相接触的区域形成深扩散区，即在正电极的下方形成深P-n结，未与正电极相接触的硅片区域形成浅扩散区，这样在形成正电极的同时得到了深浅p-n结。该制备工艺步骤少，成本低，适合于工业化生产，且印刷过程不需要使用高精印刷系统，大大节约了设备成本。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图I示出了现有技术中制备选择性发射极晶体硅太阳能电池的工艺流程图；以及 图2示出了根据本专利技术典型实施例的选择性发射极晶体硅太阳能电池的工艺流程图。具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。本专利技术提供了一种选择性发射极晶体硅太阳能电池的制备方法，如图2所示，包括表面清洁制绒，扩散制作浅P-n结，制作钝化减反射膜层以及印刷正电极、背电极和背电场并烧结金属化的步骤，其中印刷电极的步骤采用含磷的银浆进行正电极的印刷。由于采用含磷的银浆印刷正电极，印刷后经过烧结炉的烘干，烧结，退火过程，银浆中的磷原子在烧结退火形成正电极时进一步磷扩散，在正电极与硅片相接触的区域形成深扩散区，即在正电极的下方形成深P-n结，未与正电极相接触的硅片区域形成浅扩散区，这样在形成正电极的同时得到了深浅P-n结。该制备工艺步骤少，成本低，适合于工业化生产，且印刷过程不需要使用高精印刷系统，大大节约了设备成本。制备选择性发射极晶体硅太阳能电池过程中的表面清洁是指硅片清洗以去除损伤层，由于硅表面通常被油、砂、重金属粒子、有机物所沾污，所以经过切割的硅片必须清洗，常用的清洗剂是高纯水、浓酸强碱、高纯中性洗涤剂等。另外，经过切割的硅片表面除了有高低相差达数十微米的痕迹以外，还有破损层、微裂层和应变层等，这些损伤的总厚度约30 40 μ m,对后续太阳器件的质量有害，常用酸性或碱性腐蚀液将其去除。为了有效地提高硅表面对太阳光的吸收，增加透射，减少表面反射，表面制绒是一个可行的工艺。理想的表面织构(绒面)为倒金字塔形，常用的织构制备方法为机械刻槽法和化学腐蚀法。为了得到深浅p-n结，在扩散制作浅p-n结步骤中优选扩散方阻为85 IlOohm/sq.通过浅扩散工艺制作低p-n结，其原理是在热运动下，物质会从浓度高的地方向浓度低的地方运动，并最终使其分布趋于稳定。扩散法是将掺杂气体通入盛放有硅片的高温炉，这时在硅片表面的杂质浓度高于硅片内部，形成浓度差，将杂质扩散到硅片内，该方式可以批量生产，获得高浓度掺杂。现有技术中常规生产采用均匀的扩散方阻，约45 70ohm/sq，本专利技术在此步骤中通过控制工艺温度、工艺时间和气态流量，得到85 llOohm/sq的方阻；在之后的正电极印刷过程中，通过印刷含磷的正电极浆料，并通过控制浆料中的磷含量、印刷重量、烧结炉温度曲线设定以及烧结炉的运行速度等，在正电极栅线下得到扩散方阻为25 55ohm/sq 的 p-n 结。优选地，扩散制作p-n结步骤后还包括去除周边p-n结的步骤。经过扩散的硅片的各个表面都可能有不同程度的掺杂，背面的扩散层可以通过磨片、补偿、做背场等方法解决，但周边的扩散层将有可能使P-n结短路造成漏电流过大。优选通过等离子边缘刻蚀去除硅片周边p-n结。等离子边缘刻蚀是采用高频辉光放电反应，产生活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，与刻蚀材料进行反应，形成挥发性物质而被除去，即在辉光放电的条件下通过F和O交替对硅作用去除含有扩散层的周边。进一步优选地，扩散制作p-n结步骤后还包括去除硅片表面硅磷玻璃的步骤。由于扩散后在扩散面形成的含磷的SiO2，这些含磷的SiO2需要去除。一般做法是氢氟酸与二氧化硅作用生成易挥发的四氟化硅气体，在氢氟酸过量的情况下，四氟化硅会进一步与氢氟酸反应，生成可溶性的络合物六氟化硅，从而将硅磷玻璃去除。去除硅磷玻璃后，采用等离子增强化学气象沉积制备减反射膜层。减反射膜层的主要功能是减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的反射光，从而增加这些元件的透光量，减少或消除系统的杂散光。本专利技术优选氮化硅减反射层。钝化减反射层制备后，为了使电池转换所获得的电能能够输出，必须在电池上印刷正电极、背电极和背电场并高温烧结，本专利技术采用丝网印刷。采用含磷银浆进行印刷，印刷后经过烧结炉的烘干，烧结，退火过程，在形成正电极过程中，磷也在高温中扩散到栅线下面硅片，在硅片表面形成深浅结。正电极印刷步骤中银浆中的银含量为75% 95%，正电极印刷步骤中银浆中的磷含量为2% 10%。银含量在上述范围内能够满足金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种选择性发射极晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括硅片表面清洁，制绒，扩散制作浅p?n结，制作减反射膜层以及印刷正电极、背电极并烧结的步骤，所述印刷正电极的步骤中采用含磷的银浆进行印刷。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马红娜，杨伟光，王海亮，张红妹，
申请(专利权)人：英利能源中国有限公司，
类型：发明
国别省市：