[发明专利]提高太阳能电池效率及制备高效率太阳能电池的方法

权利要求书

1.一种提高太阳能电池效率的方法，其特征在于，该方法是采用脉冲激光对太阳能电池掺杂区域进行辐照，使掺杂区域中的杂质形成过饱和替位掺杂、且被激活，减少间隙掺杂数量，从而改善半导体结质量，减少载流子复合，达到提高短路电流和开路电压，最终实现提高太阳能电池的效率。

2.根据权利要求1所述的提高太阳能电池效率的方法，其特征在于，所述太阳能电池是由晶体硅、多晶硅、微晶硅、纳晶硅、非晶硅、铜铟镓硒、硫化镉或砷化镓制作而成的太阳能电池。

3.根据权利要求1所述的提高太阳能电池效率的方法，其特征在于，所述脉冲激光为脉冲宽度在飞秒、皮秒和纳秒数量级的大功率超快激光，其单脉冲功率密度在10mJ/cm²至1000mJ/cm²之间，其波长在1064纳米至200纳米之间。

4.根据权利要求1所述的提高太阳能电池效率的方法，其特征在于，所述辐照是采用一次扫描或多次扫描的方式进行，或者是采用大光斑一次辐照或多次辐照进行，且扫描或辐照不破坏太阳能电池的表面形貌。

5.根据权利要求1所述的提高太阳能电池效率的方法，其特征在于，所述掺杂区域中的杂质形成过饱和替位掺杂、且被激活是指杂质在太阳能电池基底材料表层中的晶格替位率高于的静态热平衡所给出的替位掺杂浓度，并由这些过饱和的替位杂质电离后施放出更多的载流子。

6.一种基于权利要求1所述方法制备高效率太阳能电池的方法，其特征在于，该方法包括：

采用扩散设备对p型硅衬底迎光面进行扩磷，在表面形成重掺n型硅层；

采用超快激光器对已掺杂的n型硅层进行辐照；

采用丝网印刷机对p型硅衬底背面刷印铝浆并烘烤，再在n型硅层上刷印银浆栅电极并烧结，完成一个太阳能电池片的制备。

7.一种基于权利要求1所述方法制备高效率太阳能电池的方法，其特征在于，该方法包括：

对第一导电类型硅衬底迎光面进行掺杂，在表面形成重掺第二导电类型硅层；对第一导电类型硅衬底背光面进行掺杂，在背表面形成重掺第一导电类型硅层；

采用超快激光器对迎光面已掺杂的第二导电类型硅层进行辐照，对背光面已掺杂的第一导电类型硅层进行辐照；

采用丝网印刷机对第一导电类型硅衬底背面刷印导电浆料并烘烤，再在第二导电类型硅层上刷印浆料栅电极并烧结，完成一个太阳能电池片的制备。

8.一种基于权利要求1所述方法制备高效率太阳能电池的方法，其特征在于，该方法包括：

对第一导电类型硅衬底迎光面进行掺杂，在表面形成重掺第一导电类型硅层；对第一导电类型硅衬底背光面进行掺杂，在背表面形成半导体结，并有重掺第一导电类型硅区和第二导电类型硅区；

采用超快激光器对迎光面已掺杂的第一导电类型硅层进行辐照，对背光面已掺杂的第一导电类型硅区和第二导电类型硅区进行辐照；

采用丝网印刷机对背光面印刷导电浆料并烘烤，采用高能激光束对衬底背面第一导电类型硅区和第二导电类型硅区进行隔离，完成一个太阳能电池片的制备。

9.根据权利要求6、7或8中任一项所述的方法，其特征在于，所述的硅是晶体硅，或者是多晶硅。

10.根据权利要求6、7或8中任一项所述的方法，其特征在于，所述采用超快激光器对硅衬底迎光面和背光面进行辐照的步骤中，该超快激光器的脉冲激光为脉冲宽度在飞秒、皮秒和纳秒数量级的大功率超快激光，其单脉冲功率密度在10mJ/cm²至1000mJ/cm²之间，其波长在1064纳米至200纳米之间，使n型硅层中的间隙杂质转变为替位激活杂质，形成超常重掺层的载流子浓度，其辐照后的载流子浓度应在1×10¹⁹/cm³至1×10²¹/cm³之间，并由电池转换效率的最高值来确定。