[发明专利]一种高效晶硅太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种高效晶硅太阳能电池及其制备方法。

背景技术

太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏特效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结（P-N Junction)上，形成新的空穴-电子对（V-E pair），在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。由于是利用各种势垒的光生伏特效应将太阳光能转换成电能的固体半导体器件，故又称太阳能电池或光伏电池，是太阳能电池阵电源系统的重要组件。

太阳能电池主要有晶硅（Si）电池，三五族半导体电池（GaAs，Cds/Cu2S，Cds/CdTe， Cds/InP，CdTe/Cu2Te），无机电池，有机电池等，其中晶硅太阳能电池居市场主流主导地位。晶硅太阳能电池的基本材料为纯度达0.999999、电阻率在10欧·厘米以上的P型单晶硅，包括正面绒面、正面P-N结、正面减反射膜、正背面电极等部分。

如图1所示，传统太阳能电池的P-N结都是采用一次磷掺杂的制作方式，为了提高电池的开路电压和短路电流，只能采取整体提高扩散方阻，降低磷掺杂浓度的方式，但是这种方式使得银栅线以下区域的磷掺杂浓度也同时降低，银栅线与硅不能形成良好的欧姆接触，导致电池的填充因子较低，抑制了电池光电转换效率的提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种高效晶硅太阳能电池。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种制备高效晶硅太阳能电池的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高效晶硅太阳能电池，包括：背电极、铝背场、P型硅、N型硅、氮化硅膜和正电极；所述氮化硅膜上涂覆磷源，对涂覆有磷源的氮化硅膜通过激光刻蚀形成激光掺杂槽，使磷元素掺杂进所述激光掺杂槽的硅里，所述激光掺杂槽图案为线型正电极栅线图案；在所述激光掺杂槽内通过丝网印刷方式印刷正电极浆料，形成正电极；所述激光掺杂槽宽度至少比所述正电极宽度宽10μm，所述正电极底部处于所述激光掺杂槽之内。

作为上述方案的改进，所述激光掺杂槽宽度为40~80μm，所述正电极宽度为30~70μm。

作为上述方案的改进，所述氮化硅膜的厚度为75-90nm。

作为上述方案的改进，所述磷源为磷酸溶液；所述磷酸溶液的磷酸浓度为1%~10%。

作为上述方案的改进，所述激光的功率为1~10W，波长为400~630nm，频率为30~70KW，光斑直径为40~80微米，脉冲时间为5~20ns，激光划线速度为100~1000m/s。

相应地，本发明还提供了一种制备高效晶硅太阳能电池的方法，包括：

在硅片正面形成绒面；

在硅片正面进行高方阻磷扩散，扩散方阻为100~150Ω/□；

去除扩散过程形成的正面磷硅玻璃和周边P-N结；

在硅片正面采用PECVD镀膜，形成氮化硅膜；

在硅片正面涂覆磷源；

对涂覆有磷源的氮化硅膜通过激光刻蚀形成激光掺杂槽，使磷元素掺杂进所述激光掺杂槽的硅里，所述激光掺杂槽图案为线型正电极栅线图案，所述激光的功率为1~10W，波长为532nm，频率为50KW，光斑直径为40~80微米，脉冲时间为5~20ns，激光划线速度为100~1000m/s； 

在硅片背面印刷铝背场和背电极；

通过丝网印刷方式，在硅片正面的激光掺杂槽内印刷正电极浆料，形成正电极，所述激光掺杂槽宽度至少比所述正电极宽度宽10μm，使所述正电极底部处于所述激光掺杂槽之内；

将硅片进行烧结。

作为上述方案的改进，所述激光掺杂槽宽度为40~80μm，所述正电极宽度为30~70μm。

作为上述方案的改进，所述氮化硅膜的厚度为75-90nm。

作为上述方案的改进，所述磷源为磷酸溶液；所述磷酸溶液的磷酸浓度为1%~10%。

实施本发明，具有如下有益效果：