[发明专利]一种渐变结构的选择性发射极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技术领域，特别是涉及一种渐变结构的选择性发射极太阳电池及其制作方法。

背景技术

太阳电池可以将太阳能转化为电能，在提供电力的同时不产生任何有害物质，是解决能源与环境问题、实现可持续发展的有效途径。随着人们对再生绿色能源需求量的不断增长，晶体硅太阳电池技术也得到了快速的发展。现有的晶体硅太阳电池的光电转换效率一般在16%左右，随着太阳电池的广泛应用，人们对太阳电池的转换效率提出更高的要求，并要求能简化工艺，降低成本。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，这种太阳电池通常包括P型晶体硅衬底、N型深发射极N⁺⁺、N型浅发射极N⁺、减反射膜、正电极、铝背场和背电极，所谓选择性发射极晶体硅太阳电池，就是在金属栅线（电极）与硅片接触部位进行重掺杂，在电极之间位置进行轻掺杂。图1为现有技术的太阳电池的选择性发射极结构，该选择性发射极结构包括若干N型深发射极N⁺⁺3′，且N型深发射极N⁺⁺3′中含有激光辐照烧蚀制作时所形成的凹槽31′，该凹槽31′的壁面311′呈垂直状，在相邻的N型深发射极N⁺⁺3′之间设有N型浅发射极N⁺4′。现有技术的这种结构可降低扩散层复合，由此可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。但是，仍然存在着如下的一些弊端：1、这种结构的N型深发射极N⁺⁺掺杂磷浓度分布均一，没有梯度变化，不能节约磷源；2、这种结构的N型深发射极N⁺⁺不能与金属栅线的抛物线分布相呼应，不利吸收光子；3、这种结构的N型深发射极N⁺⁺表面容易产生扩散死层。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种渐变结构的选择性发射极太阳电池及其制作方法，具有磷源利用率高、电流收集效果强、光生载流子收集几率高的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种渐变结构的选择性发射极太阳电池，包括P型晶体硅衬底、N型深发射极N⁺⁺、N型浅发射极N⁺、减反射膜、正电极、铝背场和背电极；多个N型深发射极N⁺⁺和多个N型浅发射极N⁺相互间隔地设在P型晶体硅的正面；所述N型深发射极N⁺⁺含有激光辐照烧蚀制作时所形成的凹槽；所述N型浅发射极N⁺与N型深发射极N⁺⁺之间为线性渐变过渡结构，且该渐变结构形成在所述凹槽的侧壁中，并使所述凹槽为梯形斜槽。

所述的线性渐变过渡结构为含磷浓度成线性变化，且是由上至下呈渐次增加。

所述P型晶体硅衬底为多晶硅或者单晶硅。

所述N型深发射极N⁺⁺结深是渐变性的，范围为0.5-2um。

所述N型浅发射极N⁺结深为0.2-0.3um。

一种渐变结构的选择性发射极太阳电池的制作方法，包括如下步骤：

a．在P型晶体硅衬底上制作绒面；

b．在温度为400-1100℃的管式扩散炉中，用三氯氧磷液态源对P型晶体硅衬底进行扩散，形成N型浅发射极N⁺和磷硅玻璃薄层；

c．采用激光辐照方法，用具有一定波长的激光辐照烧蚀出N型重掺杂区，形成N型深发射极N⁺⁺；

d．利用氢氟酸溶液进行去磷硅玻璃清洗、刻边；

e．在晶体硅表面镀氮化硅减反射膜；

f．用丝网印刷工艺印制正电极和背电极以及铝背场；

g．对晶体硅进行烧结，金属化处理；

其中，步骤c中所述激光辐照方法为通过调节激光光斑中心到边缘的焦距，让中心到边缘的光强/功率形成线性变化，使N型深发射极N⁺⁺与N型浅发射极N⁺之间形成线性渐变过渡结构。

在步骤c中，所述激光的波长为532nm或1064nm。

所述的线性渐变过渡结构为含磷浓度成线性变化，且是由上至下呈渐次增加。