[发明专利]一种晶体硅太阳能电池选择性发射极结构的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶体硅太阳能电池的制备方法，具体涉及一种晶体硅太阳能电池选择性发射极结构的制备方法。

背景技术

当今世界，常规能源的持续使用带来了能源紧缺以及环境恶化等一系列经济和社会问题，发展太阳能电池是解决上述问题的途经之一。因此，世界各国都在积极开发太阳能电池，而高转换效率、低成本是太阳能电池发展的主要趋势，也是技术研究者追求的目标。

目前，在各类太阳能电池中，晶体硅太阳能电池占了90％的市场份额，其中单晶硅电池的转化效率超过了17％，多晶硅电池转化效率也超过16％。如何在成本追加不太多的前提下，较大幅度提高光电转化效率是大家关注的目标。其中，选择性发射极(Selective Emitter)结构是一个非常好的选择，其具体结构是：(1)在电极栅线以下及其附近区域形成重掺杂区，以提高开路电压，降低接触电阻，提高填充因子；(2)在非栅线区域形成浅掺杂区，以获得较好的表面钝化效果，提高短波响应和载流子收集率，从而提高短路电流。

现有的晶体硅太阳能电池选择性发射极结构的实现方法主要包括如下3种：(1)激光刻槽法：即先在硅片表面生长一层薄膜，然后用激光将栅线的地方刻槽，通过扩散工艺实现选择性发射极结构；(2)印刷磷浆：直接在栅线的地方印刷磷浆，通过高温炉实现选择性发射极结构；(3)银浆掺杂磷：在正电极银浆中掺杂含磷的化合物，通过高温实现选择性发射极结构。

然而，激光刻槽法成本较高，产能小，且激光易对硅片造成损伤；印刷磷浆法不容易控制栅线扩散的宽度，且磷的挥发严重，不能形成完美的选择性发射极结构；而对于银浆掺杂磷法，银的烧结温度和磷的扩散温度难以匹配。因此上述方法均不适合规模化生产应用。

针对上述问题，又出现了用薄膜制备选择性发射极结构的方法，先是采用氧化硅作为掩膜，但由于氧化硅的生成方式多为热氧化，长时间高温会显著降低硅片(尤其是多晶硅片)的少子寿命，从而影响转化效率。后来又出现了其他材料的掩膜，如中国发明专利申请CN101587919A公开了一种晶体硅太阳能电池选择性发射结的制备方法，其在硅片表面镀氮化硅薄膜，在通过腐蚀性浆料在氮化硅薄膜上腐蚀出掩膜窗口，通过氮化硅掩膜制作选择性发射结的重扩散区域和浅扩散区域。然而，该方法存在如下问题：由于制备得到的氮化硅薄膜通常不满足Si∶N＝3∶4的化学计量比，因而其化学性质不可能十分均一，对酸性溶液的敏感程度不太一致，因而，目前单纯用氢氟酸或磷酸等溶液比较难于彻底清除，存在去除不尽、易残留的缺点，造成硅片污染，也不适合规模化生产。

发明内容

本发明目的是提供一种适于工业应用的晶体硅太阳能电池选择性发射极结构的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种晶体硅太阳能电池选择性发射极结构的制备方法，在晶体硅片绒面上均匀沉积氧化锌薄膜，再通过化学腐蚀方法在氧化锌薄膜上腐蚀形成电极窗口，然后通过电极窗口制作选择性发射极结构的重掺杂区域和浅掺杂区域。

上文中，所述晶体硅可以是单晶硅或多晶硅。

优选的技术方案，一种晶体硅太阳能电池选择性发射极结构的制备方法，包括如下步骤：a)将硅片表面清洗制绒；b)在硅片绒面上沉积氧化锌薄膜；c)用化学腐蚀方法将氧化锌薄膜腐蚀形成电极窗口；d)清洗化学反应物及生成物；e)进行重掺杂扩散；f)用酸性溶液去除氧化锌掩膜；g)进行浅掺杂扩散。所述酸性溶液为盐酸或稀硫酸。

与之相应的另一种技术方案，一种晶体硅太阳能电池选择性发射极结构的制备方法，包括如下步骤：a)将硅片表面清洗制绒；b)进行浅掺杂扩散；c)在硅片绒面上沉积氧化锌薄膜；d)用化学腐蚀方法将氧化锌薄膜腐蚀形成电极窗口；e)清洗化学反应物及生成物；f)进行重掺杂扩散。

与之相应的另一种技术方案，一种晶体硅太阳能电池选择性发射极结构的制备方法，包括如下步骤：a)将硅片表面清洗制绒；b)在硅片绒面上沉积氧化锌薄膜；c)用化学腐蚀方法将氧化锌薄膜腐蚀形成电极窗口；d)清洗化学反应物及生成物；e)一次扩散，得到重掺杂区域和浅掺杂区域。

上述技术方案中，所述氧化锌薄膜厚度为5～500nm。

上述技术方案中，所述氧化锌薄膜的沉积方法为金属化学有机气相沉积法、磁控溅射法或旋涂溶胶凝胶法，沉积温度为室温。

上述技术方案中，所述氧化锌薄膜的沉积方法为金属化学有机气相沉积法、磁控溅射法或旋涂溶胶凝胶法，沉积温度为100～400℃。