[发明专利]一种选择性发射极的制备方法及太阳能电池

说明书

本申请公开了一种选择性发射极的制备方法及包含该选择性发射极的太阳能电池。所述制备方法依次包括以下步骤：对硅衬底表面进行掺杂元素的扩散，以在所述硅衬底表面由内至外形成扩散层和氧化硅层；采用激光在所述硅衬底一面的氧化硅层表面的部分区域开槽，并使得槽底达到所述扩散层；清除激光开槽区域内的多孔硅并保留至少部分激光损伤；以及对激光开槽区域内的扩散层进行所述掺杂元素的二次扩散，使得所述扩散层包括具有第一掺杂浓度的轻掺杂区以及具有第二掺杂浓度的重掺杂区。所述选择性发射极能够改善金属栅线电极与硅衬底之间的接触性能，进而提高相应太阳能电池的转换效率。

技术领域

本申请涉及太阳能电池领域，更具体地，涉及一种选择性发射极的制备方法、及包含该选择性发射极的太阳能电池。

背景技术

太阳能电池，是一种利用太阳光直接发电的光电转换装置，其只要接收一定照度条件的光照，瞬间就可以输出电压及在有回路的情况下产生电流。具体地，太阳能电池片包含有半导体p-n结，其在受到光照时会形成新的空穴-电子对，在p-n结内建电场的作用下，光生空穴流向p区，光生电子流向n区，接通电回路后就能够产生电流，此即为光电效应，也是太阳能电池的工作原理。

在太阳能电池中，最初采用的是均匀发射极，然而均匀发射极存在以下缺陷：当发射极区域的半导体方阻较高时，发射极复合较低，而金属栅线电极复合较高；当发射极区域的方阻较低时，金属栅线电极复合较低，而发射极复合较高，这都会影响到太阳能电池的转化效率。对此，进一步开发出了选择性发射极太阳能电池，即在金属栅线电极所在的半导体衬底处进行重掺杂，而在电极之间的位置处进行轻掺杂，以实现对发射区的优化。由此，可降低扩散层的空穴-电子对复合，减少电极与衬底的接触电阻，以及同时保证发射极复合和金属栅线电极复合均处于较低水平，从而提升太阳能电池的转换效率。

然而对于选择性发射极太阳能电池而言，如何进一步改善选择性发射极制备工艺以进一步提高太阳能电池的转换效率具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本申请提供一种选择性发射极的制备方法、及包含该选择性发射极的太阳能电池。在本申请的选择性发射极的制备方法中，通过在硅衬底的待设金属栅线电极位置处激光开槽制造表面损伤和缺陷，之后调节激光损伤的程度，以及在开槽处进行二次掺杂，从而获得了根据本申请的选择性发射极，所述选择性发射极能够改善金属栅线电极与硅衬底之间的接触性能，降低接触电阻，进而提高包含该选择性发射极的太阳能电池的转换效率。

为了实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种选择性发射极的制备方法，其依次包括以下步骤：

对硅衬底表面进行掺杂元素的扩散，以在所述硅衬底表面由内至外形成扩散层和氧化硅层，其中，所述扩散层包括第一掺杂浓度的掺杂元素；

采用激光在所述硅衬底一面的氧化硅层表面的部分区域开槽，并使得槽底达到所述扩散层；

清除激光开槽区域内的多孔硅并保留至少部分激光损伤；以及

对激光开槽区域内的扩散层进行所述掺杂元素的二次扩散，使得所述扩散层包括具有第一掺杂浓度的轻掺杂区以及具有第二掺杂浓度的重掺杂区，其中，所述重掺杂区与所述激光开槽区域相对应，所述第二掺杂浓度大于所述第一掺杂浓度。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述清除激光开槽区域内的多孔硅并保留至少部分激光损伤，包括以下步骤：在60℃～80℃的温度条件下采用包含质量浓度为1％～5％的KOH和质量浓度为3％～5％的H₂O₂的溶液对所述激光开槽区域刻蚀1min～3min。

结合第一方面，在另一种可行的实施方式中，所述清除激光开槽区域内的多孔硅并保留至少部分激光损伤，包括以下步骤：在800℃～900℃的温度和氧气气氛的条件下对所述激光开槽区域氧化30min～60min，之后采用质量浓度为2％～8％的氢氟酸清洗3min～6min。