[发明专利]一种单深结密栅线结构太阳电池及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳电池，特别是涉及一种单深结密栅线结构太阳电池及其制作方法。

背景技术

随着石油等不可再生资源的日益枯竭，太阳能等清洁、无污染的能源受到越来越大的重视，现有技术中的太阳电池，经过若干年的发展，已经越来越多地被应用于各个领域中，其优势也逐渐凸显出来。

目前比较普遍采用的是选择性发射极技术(Selective Emitter，简称SE)来制作太阳电池，现有技术的这种太阳电池的结构如图1所示，图中的箭头方向表示太阳光的照射方向，该太阳电池包括银栅线电极1′、减反射膜2′、N型低掺杂浅发射极N⁺3′、N型重掺杂深发射极N⁺⁺4′、P型晶体硅5′和铝背场6′。这种太阳电池在制作时，先是，用硝酸和氢氟酸为主的化学腐蚀液，对P型多晶硅片进行绒面制作，并去除硅片表面损伤层；或者用碱液对P型单晶硅片制绒，同时去除硅片表面损伤层；接着，将硅片放置于氧化炉中进行掩膜生长；然后，在正面印刷电极位置上用刻蚀性浆料在掩膜上开槽，并清洗；再接着，用三氯氧磷(POCl₃)液态源进行扩散制结；再然后，用氢氟酸(HF)溶液进行去磷硅玻璃清洗；再接着，用PECVD制作反射膜；再然后，用丝网印刷工艺形成正、反背面的栅线电极和铝背场；最后，对丝印后的硅片进行烧结处理。这种选择性发射极的太阳电池，具有两个重要特征，一是，在电极栅线下及其附近形成高掺杂深扩散区N⁺⁺；二是在其他受光区域形成低掺杂浅扩散区N⁺。在常规的选择性发射极(SE)结构中，栅线间的距离是1.5-3.0mm，高掺杂深扩散区的结深是0.3-0.5μm，低掺杂浅扩散区的结深是0.2-0.3μm。

用选择性发射极技术制作太阳电池，是P-N结晶体硅太阳电池生产工艺中可以实现较高效率的方法之一。这是因为，一方面低掺杂浅发射极N⁺减小了该结区和表面的少子复合速度，增大了少子的寿命，从而减少了太阳电池的饱和电流，提高了电池的开路电压V_oc和短路电流I_sc。另一方面，高掺杂深扩散极N⁺⁺容易形成欧姆接触，接触电阻R_c变小，从而降低太阳电池的串联电阻R_s，提高电池的填充因子F.F.。同时，杂质深扩散可以加深加大横向N⁺/P结，而横向N⁺/P结和在低掺杂区和高掺杂区交界处形成的横向N⁺/N⁺⁺高低结可以提高光生载流子的收集率，从而提高电池的短路电流I_sc。另外，深结可以防止电极金属向结区渗透，减少电极金属在禁带中引入杂质能级的几率。以上所述的好处正是在太阳电池不同的区域中形成掺杂浓度高低不同、扩散深浅不同而带来的。

正因为有如上的优点，因此，人们在采用选择性发射极技术来制作太阳电池的传统思维中，都具有在电极栅线下及其附近形成高掺杂深扩散区N⁺⁺和在其他受光区域形成低掺杂浅扩散区N⁺的这种结构。然而，选择性发射极技术本身也存在着如下的不足：一是，选择性发射极结构要求有较高的方阻，一般为70-150Ω/□，而采用常规传统形成的方阻一般只有40-60Ω/□；所以，这种结构还使得方阻均匀性差，对工艺控制要求高；二是，在制作过程中，选择性发射极结构采用的是深结、浅结分开的两步扩散法，所以就导致了工艺复杂和成本高的弊端；三是，因为即使是浅结，表面复合速度仍然很大，使得少子寿命短，这样使得太阳电池的效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种单深结密栅线结构太阳电池及其制作方法，是改变人们的传统思维方式，将人们认为选择性发射极技术中必不可少的N型低掺杂浅发射极N⁺和N型重掺杂深发射极N⁺⁺中的N型低掺杂浅发射极N⁺去除，并通过调整N型重掺杂深发射极N⁺⁺的结深尺寸和银电极栅线间的距离尺寸，形成了单深结密栅线结构，不但减少了工艺、制造流程，降低了生产成本，而且还提高了太阳电池的效率。