[发明专利]一种选择性发射极晶体硅太阳能电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种选择性发射极晶体硅太阳能电池的制备方法。具体而言，通过丝网印刷、镀膜和清洗处理，使电池受光面非电极区域选择性覆盖阻隔层，使其在扩散中形成轻掺杂区，电极区域形成重掺杂区。扩散后的硅片再衔接常规晶体硅太阳能电池制备工艺，制备晶体硅太阳能电池。 

背景技术

晶体硅太阳电池占据了光伏行业大部分的市场份额，进一步提高效率，降低成本是国内外晶体硅太阳电池研究领域的基本目标。参见图1，现有的常规晶体硅太阳电池采用的是等同扩散的方法，整个电池受光面采用同一扩散方式，电极区域与非电极区域薄层方块电阻相同，一般在30-80Ω，以兼顾电极接触区掺杂不能过低和受光面掺杂不能过高的要求，这种折衷的掺杂方式能保持低成本，但极大地限制太阳电池效率的提高。 

因此，制备选择性发射极晶体硅太阳电池具有重大意义，它可以实现在电池正表面电极下面重掺杂，而正表面非电极部分(受光部分)轻掺杂。从而使与金属电极接触的区域扩散浓度很高，接触电阻很小；而非电极的受光区域扩散浓度较低，避免了由于发射区俄歇复合造成的电池电流的下降，这样可有效提高晶体硅太阳电池的性能。 

目前国内外厂家经过多年研究，已存在多种能够制备选择性发射极太阳能电池的方法。例如，中电光伏的赵建华等人，在热氧生长后的硅片上开槽制备选择性发射极电池，采用该技术手段的硅片必须经过两次高温，对硅片自身损伤较大，开槽所用的化学浆料为氟化氢铵，属于强酸性且易挥发的化学，在大规模产业化中对环境和员工健康有大的潜在危害。国外Centrotherm公司在采用激光在热氧生长后的硅片上激光开槽，同样会对硅片造成二次损伤，且激光设备价格较为昂贵，非绝大多数企业能接受。Roth&Rau公司采用激光对表面涂覆磷源的轻扩散硅片进行二次扩散，其缺点在于激光容易造成硅片表面的晶格损伤，造成二次扩散区域复合大，限制电流的提高幅度。杜邦公司开发出了硅墨水浆料，采用丝网印刷技术制备选择性发射极电池，由于硅墨水技术现为其独有专利，其次， 硅墨水的价格较高。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有的选择性发射极的技术缺陷，提供新型的选择性发射极晶体硅太阳能电池的制备方法。 

本发明的技术方案为： 

一种选择性发射极晶体硅太阳能电池的制备方法，对电池受光面的电极区域进行重掺杂扩散，非电极区域进行轻掺杂扩散，其特征在于：在扩散前利用丝网印刷、镀膜和清洗处理，对电池受光面进行选择性的阻隔层制备，在高温扩散过程中一次性形成电极区重掺杂，非电极区轻掺杂。 

具体地，前述的制备方法，包括如下步骤： 

a)硅片表面织构处理； 

b)电池受光面第一次丝网印刷，将用于掩膜的浆料覆盖在硅片受光表面需要制作电极的区域； 

c)在硅片上镀膜，覆盖电池受光面； 

d)镀膜后的硅片进行清洗，去除电极区域覆盖的浆料及其上所镀薄膜； 

e)扩散：一次性形成电极区重掺杂，非电极区轻掺杂； 

f)按常规太阳能电池生产工艺继续生产，刻蚀、清洗、镀减反膜、丝网印刷、烧结。 

其中步骤b)所述的掩膜浆料，成分可为有机物、无机物或有机与无机混合物，其能满足丝网印刷的需求即可。该掩膜浆料主要是起过渡作用，通过丝网印刷方式印刷到硅片上，再镀膜，之后，该浆料和上面的镀膜一起被清洗除去。 

其中，有机物包括但不限于：乙基纤维素、卵磷脂、邻苯二甲酸二丁酯等；高分子聚合物粉体，如环氧树脂、聚胺酯丙烯酸脂、环氧丙烯酸脂等。无机物包括但不限于：金属粉(如银粉)、合金粉(如银锌、锡、硅、铜、镁、金、铝等金属中的两种或两种以上形成的合金)、玻璃粉末、金属氧化物粉(如过渡金属氧化物、二氧化锡、氧化锌等)中的一种或混合物。 

有机与无机物混合物例如：前述的金属粉、玻璃粉、合金粉、金属氧化物粉等与有机 载体的混合物，有机载体例如乙基纤维素、松油醇、甘油、无水乙醇中的至少一种；或聚合物和有机溶剂混合溶解而成，聚合物例如乙基纤维素、硝酸纤维素、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨脂树脂，丙烯酸树脂中的一种或混合物；溶剂如前述的松油醇、松节油、甘油、无水乙醇、丙二醇丁醚、柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、卵磷脂等中的一种或混合物。