[发明专利]一种太阳能电池制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池制造方法。 

背景技术

自上世纪的50年代开始，人们通过研发多种太阳能电池的结构和工艺制备方法，如激光刻槽埋栅电池，丝网印刷电池，高效背面点接触电极电池， 绒面电池等，来提高太阳能电池的效率。太阳能电池的效率从最初的数个百分点提高到目前的晶体硅电池18%以上。硅基太阳能电池已成为了世界清洁能源的主要来源。但是，太阳能电池的效率还不能满足人们的需要，为了能更好的推广太阳能电池的应用，必须研究新型的制备工艺和电池结构，以提高电池效率。而选择性掺杂太阳能电池（Selective emitter solar cell, SE solar cell）是人们实现高效率、低成本的太阳能电池制备的新方法之一。 

现有的选择性掺杂工艺方法有很多如：两步扩散法、丝网印刷磷浆法、扩散掩膜法等等。两步扩散法就是先对电极区重扩散，再对整个发射区轻扩散。丝网磷浆法是用丝网在局部印刷高浓度磷浆，通过其扩散与挥发，一次扩散就能使电极区形成重掺杂，其他区域形成轻掺杂。扩散掩膜法就是先轻掺杂，再进行激光或者光刻掩膜，然后再对电极区进行二次重掺杂。这些工艺虽然能提高工作效率，但是由于工序流程繁琐，生产成本高，进行大规模工业生产难度大，这就有必要探索一种新的选择性掺杂的太阳能生产工艺。 

目前，较为常用的两步扩散法是：首先对制绒后的p型硅衬底进行预掺杂，形成PN结；接着在硅片表面沉积一层掩蔽层，并通过激光刻蚀开设电极窗口；然后对电极窗口区域进行二次选择性参杂，并去除磷硅玻璃及掩蔽层；然后在硅片表面沉积氮化硅层，最后金属正负电极的浆料丝网印刷并进行烧制形成金属电极。 

该方法工艺相对复杂，需要在硅片表面进行多次沉积，并且在去除磷硅玻璃及掩蔽层后；如无对准标记,无法肉眼识别电极窗口，因此对后续浆料丝网印刷的准度提出了更高的要求，导致产品的次品率及生产成本增加。 

发明内容

本发明要解决技术问题是：克服现有技术的上述不足，提供一种太阳能电池制造方法，其能够以更简单的工艺完成电池制造，并且浆料丝网印刷对准比较简单，提高了产品质量。 

为了解决以上技术问题，本发明提供的一种太阳能电池制造方法，包括以下步骤： 

第一步、对制绒后的P型硅片衬底进行预掺杂，形成P-N结；

第二步、硅片表面沉积一层氮化硅层；

第三步、硅片表面开设电极窗口；

第四步、利用掺磷的二氧化硅对硅片表面进行二次沉积，在硅片表面形成磷硅玻璃层，同时完成对硅片电极窗口区域的选择性掺杂；

第五步、用氢氟酸缓冲液处理硅片，去除硅片表面的磷硅玻璃层，保留氮化硅层作为抗反射层；

第六步、对硅片的电极窗口进行浆料丝网印刷并烧制形成金属电极。

为了解决以上技术问题，本发明进一步的改进在于： 

1、所述P型硅片衬底的电阻率为3Ω·m，第一步中预掺杂浓度为10¹⁶/cm3、预掺杂时间为60min、预掺杂温度为900℃。

2、第四步中，选择性掺杂的浓度为10¹⁹/cm³，选择性掺杂的时间为5min，选择性掺杂的温度为800℃。 

3、第五步中，用氢氟酸缓冲液处理硅片约40分钟，氮化硅层既是二次扩散的掩蔽层，也是去除磷硅玻璃后的抗反射层。处理时间足够长可保证无二氧化硅残留，且去除氮化硅表面污染层。 

对开设有电极窗口的硅片表面进行掺磷的二氧化硅沉积，完成电极区的重掺杂；并且利用氢氟酸缓冲液对氮化硅及二氧化硅的刻蚀速度差异明显的原理（在常温下15:1的氢氟酸缓冲液对氧化硅的刻蚀速率约为200?/min，对氮化硅的刻蚀速率不到10 ?/min），使用氢氟酸缓冲液处理硅片一定时间，去除硅片表面的磷硅玻璃，而氮化硅基本未受到侵蚀，因此硅片表面蓝色的氮化硅层（抗反射层）被完好保存下来，且电极窗口清晰可见，为丝网印刷主栅线的确定带来方便，使工业上的对准更加简单化，提高了产品质量。 

进一步的，本发明申请人对硅片衬底的选型、预掺杂浓度、预掺杂时间、预掺杂温度、以及选择性掺杂浓度、选择性掺杂时间、选择性掺杂温度等工艺参数进行了大量的实验，并不断总结，为此付出了艰辛的劳动，最终获得最佳的工艺参数。按照本发明提供的工艺参数制造出的太阳能电池，具有最好的光谱响应。