[发明专利]局部掺杂背纯化晶体硅太阳能电池及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种局部掺杂背纯化晶体硅太阳能电池及其制作方法。

背景技术

作为清洁环保的新能源，太阳能电池的应用越来越普及。但由于这种电池的成本较高，限制了它的快速普及。为了降低制作成本，提高太阳能电池的转换效率，需要不断地研发新技术。在太阳能电池研究中，通过改变电池结构来增加电池性能是最为有效的一种方法，但通过改变电池结构来增加电池性能较大地增加了成本。

常规P型硅片太阳能电池的生产工艺中，包括硅片制绒、p-n结扩散、去硅磷玻璃、背面镀减反射钝化膜、丝网印刷形成铝背场和双面电极等步骤，其中背面镀减反射钝化膜工艺成为研究的热点。电池的背表面通常需要引入电场（通常由掺杂方式实现）协助电极对载流子的接收，具备背场是指在电池背面的特定位置存在的电场，而在其它位置无背场。研究人员发现将设置在硅片上的全铝背场改为局部铝背场并引入背面钝化的工艺可使得制作的太阳能电池片的背表面和电池片基体得到非常好的钝化效果，有利于增加载流子寿命，提高电池效率。

但是目前采用局部铝背场并引入钝化工艺时，常规的制作工艺如图1所示，先对常规P型硅片表面制绒，然后在P型硅片背面镀掩膜层（如氮化硅膜），再在掩膜层上开槽，在槽内进行硼局部掺杂，之后去掉掩膜层，再镀氧化铝/氮化硅叠层钝化膜，之后形成局部背场的电极接触，再在氧化铝/氮化硅叠层钝化膜相应的位置开槽；而硅片正面则依次进行常规磷扩散、去硅磷玻璃、镀减反射膜、正背面印刷烧结。

为了达到局部掺杂的目的，目前主要是采用设置掩膜层的方式以避免硼杂质扩散时在不需要扩散的位置扩散，该方式虽然较好地解决了硼扩散时扩散至另一面导致的杂质补偿问题，但是在扩散完毕后还需要将掩膜层去除，增加了多个步骤，相应地增加了成本，很难实现量产。

因此，如何对目前局部硼掺杂扩散和钝化的繁杂工艺进行改进，在不影响硼掺杂扩散质量的前提下，如何采用简单的步骤形成背面钝化层并使电池具备双面发电的特性成了目前研究的热点。

发明内容

本发明旨在提供一种局部掺杂背纯化晶体硅太阳能电池及其制作方法，以解决现有技术中局部掺杂时存在的工艺步骤复杂的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种局部掺杂背纯化晶体硅太阳能电池的制作方法，包括以下步骤：S1、对硅片表面清洁制绒，并在制绒后的硅片的背面镀钝化层；S2、在钝化层上设置硼扩散槽区，并利用离子注入法在硼扩散槽区内进行硼源掺杂；S3、在硅片正面依次形成p-n结和减反射膜；以及S4、印刷正电极和背电极并烧结，得到局部掺杂背纯化晶体硅太阳能电池。

进一步地，钝化层包括依次设置在硅片表面上的氧化铝层和氮化硅层，氧化铝层的厚度为1～20nm，氮化硅层的厚度为40～179nm。

进一步地，步骤S2中采用激光在钝化层上设置硼扩散槽区。

进一步地，步骤S2中采用丝网印刷腐蚀性浆料的方式在背面钝化层上设置硼扩散槽区。

进一步地，硼扩散槽区的形状为圆孔、长条或线型。

进一步地，当硼扩散槽区为圆孔时，硼扩散槽区的直径为20～100μm，硼扩散槽区的间隔为50～1000μm。

进一步地，步骤S3中采用离子注入法对硅片掺杂形成p-n结。

进一步地，步骤S1中在对硅片的背面镀钝化层之前，还包括对制绒后的硅片背面抛光的步骤。

根据本发明的另一方面，提供了一种局部掺杂背纯化晶体硅太阳能电池，采用上述任一种方法制作而成。

应用本发明的技术方案，通过在制绒后的P型硅片的背面制作钝化膜代替现有技术中的掩膜层，这样就省去了现有制作工艺中制作掩膜层、去除掩膜层的步骤，简化了程序，同时结合离子注入法在钝化膜上的槽区内掺杂硼杂质扩散形成局部背场，然后再在硅片正面进行磷掺杂扩散形成p-n结。该方法在离子注入法掺杂硼源杂质步骤后进行磷扩散制作p-n结，这样在高温磷扩散制作p-n结的同时完成了离子注入法的退火过程，省去了离子注入法后还需单独退火的步骤，在不降低电池性能的同时简化了局部掺杂背钝化的工艺步骤，降低了制作成本，适合于工业化生产

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中制作局部掺杂背钝化晶体硅太阳能电池的工艺流程图；以及