[发明专利]一种晶体硅太阳电池选择性发射结的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池选择性发射结的实现方法和电池的制备，尤其是涉及一种晶体硅太阳电池选择性发射结的制作方法。

背景技术

传统的太阳能电池的制备方法如图1所示，其工艺流程为清洗制绒、扩散、去磷硅玻璃及刻边、镀SiNx膜、印刷电极、烧结和电性能测试。此传统的工艺决定了太阳能电池效率不能有很大的提高，而选择性发射结的实现可以很大幅度的提高效率，现有的选择性发射结的实现方法有：

(1)激光刻槽法：先在硅片表面生长一层掩膜，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结；

(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结；

(3)银浆掺杂P：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结。

(4)掩膜两次扩散法：在硅片表面沉积或生长一层掩膜，利用刻蚀的方法在掩膜上形成重扩散的窗口，进行一次高温扩散和一次低温扩散，形成选择性发射结。

(5)溶液法刻蚀Si的方法：先将硅片进行一次重扩散，然后在硅片表面沉积一层选择性的掩膜，之后配制溶液将场区的Si刻蚀一部分，则该区域由原来的重扩散转变为浅扩散区域。

但是，激光刻槽法成本较高，产能较小；磷浆印刷的方法不容易控制栅线扩散的宽度，磷的挥发严重，不能形成完美的选择性发射结；银浆掺杂磷印刷的方法中，银的烧结温度和磷的扩散温度难以匹配；两次扩散的方法在单晶硅电池上应用较多，且取得了高的电池效率，但由于此工艺要经历两次扩散，其中一次为高温扩散，对多晶硅的体寿命影响较大，直接降低了电池的寿命，从而不能得到高的电池效率。

溶液法刻蚀Si的方法形成选择性扩散的过程中，溶液刻蚀的速率是很关键的一个参数，溶液浓度的稍微变化和温度的波动都可能引起刻蚀的不均匀性，并且重复性较低，所形成的浅扩散区域的方阻偏差大，均匀性较差，影响了开路电压和短路电流，从而降低了选择性电池的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种晶体硅太阳电池选择性发射结的制作方法，采用本发明的方法所形成的轻掺杂区域方阻均匀性好，且表面浓度低，有利于选择性发射结电池的效率的提高；而且此制作方法不仅能够适用于单晶硅太阳能电池，对于多晶硅太阳能电池也能够适用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种晶体硅太阳电池选择性发射结的制作方法，采用两种技术方案。

技术方案一：将硅片清洗制绒后进行一次重扩散，在一次重扩散后的硅片表面镀一层氮化硅薄膜，然后在硅片表面场区部分印刷刻蚀Si的刻蚀浆料，刻蚀时间为20min～120min，硅片表面形成重掺杂区和轻掺杂区。

所述的镀氮化硅薄膜的温度为200℃～500℃，膜厚为5nm～20nm。

技术方案二：所述的制作方法为：将硅片清洗制绒后进行一次重扩散，重扩散后在硅片表面场区部分印刷刻蚀Si的刻蚀浆料，刻蚀时间为20min～120min，硅片表面形成重掺杂区和轻掺杂区。

技术方案一和技术方案二中：所述的硅片重扩散的温度为800℃～1000℃，扩散后方阻为10ohm/sq～50ohm/sq。所述的刻蚀Si的刻蚀浆料含有1％～50％的氟化氢胺。

本发明的有益效果是：本发明的方法不仅适用于单晶硅太阳能电池，而且适用于多晶硅太阳能电池，硅片只经过一次扩散，通过刻蚀浆料将场区的Si刻蚀掉一部分，场区的Si被刻蚀形成轻扩散区域，其他部分没有刻蚀仍为重扩散。同时，在刻蚀过程中可以去掉场区的一部分损伤层，有利于提高电池的效率，并且形成的轻掺杂区域的方阻均匀性好，表面浓度较低，有利于选择性发射结电池的效率的提高。

选择性发射结太阳电池具有以下两个特征：

1)在电池栅线下面及其附近形成高掺杂重扩散区；

2)在场区(活性区)形成轻掺杂浅扩散区。

这样便在低掺杂区和高掺杂区交界处获得的一个横向n+/n高低结，并在电极栅线下获得一个n+/p结，而在非电极区形成与常规无选择性发射结太阳电池一样的p-n结。所以与常规无选择性发射结太阳电池相比，选择性发射结太阳电池电极栅线处多一个横向n+/n高低结和一个横向n+/p结。因此选择性发射结太阳电池更有利于提高光生载流子的收集，尤其提高短波光生载流子的收集率，所以可以大幅度的提高太阳能电池的短路电流和开路电压。