[发明专利]局部激光熔融磷硅玻璃制作选择性发射极太阳电池的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制作选择性发射极太阳电池的方法。

背景技术

新能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。在新世纪中，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。而光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简便等优点。近几年，国际光伏发电迅猛发展，太阳能晶片供不应求，于是提高太阳能晶片的光电转化效率和太阳能晶片的生产能力成为重要的课题。

常规工艺均匀发射极太阳电池工艺成本低、工艺简单易行，已成为目前工业化大规模晶硅太阳电池生产的标准工艺。但常规工艺中采用的丝网印刷技术综合考虑了金半接触和漏电的要求后确认发射极表面磷浓度大于10²⁰cm^-3，结深大于0.3μm。在如此高的表面浓度和结深条件下，发射极高复合将会导致开路电压、短路电流明显下降，严重影响电池性能。为解决这一矛盾，国内外陆续研发了多种新型结构高效电池，其中选择性发射极太阳电池是最有希望实现高效率大规模生产的新型结构电池。

选择性发射极太阳电池主要特点是金属栅线和硅片接触部分重掺杂，电极间轻掺杂，金半接触电阻小；重掺杂区有效钝化金半接触界面，减小金半接触复合；金半接触高复合区域和光照区域分离，有效降低表面“死层”厚度，提高短波响应；表面磷掺杂浓度低，即表面态密度低，表面钝化质量高；横向高低结前场作用明显，利于光生载流子收集金属杂质不易进入耗尽区，反向饱和电流小，漏电流小；开路电压、短路电流、填充因子明显提高，最终提高太阳电池光电转换效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法简单可靠的局部激光熔融磷硅玻璃制作选择性发射极太阳电池的方法。

本发明的技术解决方案是：

一种局部激光熔融磷硅玻璃制作选择性发射极太阳电池的方法，其特征是：包括下列步骤：

（1）清洗晶片表面损伤层，并将表面织构化；

（2）利用热扩散进行磷扩散，形成n型层，同时在表面生成10-200nm厚的磷硅玻璃，磷硅玻璃中的磷含量通过扩散过程中通入磷源的量进行调节，磷硅玻璃厚度通过扩散过程中通入的氧气的量进行调节；

（3）利用激光在晶片前表面根据金属化图形扫描热扩散掺杂后的磷玻璃，通过局部熔融晶片，使激光扫描部位磷硅玻璃中的磷元素进一步扩散到晶片中去，形成相对较重的掺杂区域；

（4）进行边界隔离；

（5）在碱性溶液中去除激光熔融晶片过程中形成的损伤层；

（6）去除剩余磷硅玻璃，；

（7）通过PECVD的方式在前表面形成厚度为60-150 nm的涂层，该涂层包括钝化层和增透膜，该涂层的钝化层为SiOx、SiCx、SiNx或Al2O3薄膜，或钝化层为叠层结构，且叠层的顶层为SiNx薄膜；

（8）把银浆通过丝网印刷的方式镀压在晶片前表面上，在激光扫描过的区域形成前电极；

（9）把银浆通过丝网印刷的方式镀压在晶片后表面上，形成背电极，把铝浆通过丝网印刷的方式镀压在晶片后表面，形成背电场；

（10）将晶片在700--1000℃烧结，使金属电极元素和晶片中的硅形成共晶。

步骤（1）中所述的表面织构化：对于单晶，采用碱溶液进行金字塔制绒；对于多晶，采用酸各向同性制绒。

步骤（2）中的热扩散可采用管式扩散，也可采用在线式扩散方式。

步骤（4）中的边界隔离采用等离子刻边、湿法化学刻边或在整个工艺最后采用激光刻边。

步骤（6）采用在线式或槽式酸性溶液去除磷硅玻璃。

本发明的积极进步效果在于：

1.              采用激光熔融磷硅玻璃法选择性发射极太阳电池工艺，与现在工业化通用的太阳电池生产工艺相比较，整个工艺过程中只增加一步工艺过程；

2.              整个工艺过程中只有一步扩散过程，工艺简单，热损耗小，对硅片无损害，并且吸杂效果好；

3.              工艺过程无需掩膜即可实现局部选择性扩散；

4.              在激光过程中只有局部区域进行激光辐照熔融处理，未辐照区域无晶格和缺陷损伤。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1-图6为本发明的制备太阳能电池的分解步骤示意图。

具体实施方式