[发明专利]激光硼掺杂电池发射极的制备方法、以及电池和制备系统

说明书

本发明公开了激光硼掺杂电池发射极的制备方法、以及电池和制备系统，其中电池发射极制备方法包括以下步骤：选择硅基体；对硅基体清洗制绒；对硅基体进行硼扩散，得到p+层和硼硅玻璃层；用第一激光装置对栅线位置加工，得到p++区；用第二激光装置对硅基体进行退火；去除硅基体上的硼硅玻璃层；本发明解决了激光一次掺杂实现SE制备的难题，激光对硼扩散后预留的硼硅玻璃进行加工，以硼硅玻璃作为硼源，对硅基体进行掺杂，在栅线位置形成重掺杂区域，电池片金属化后，可以降低接触电阻，增加电池的填充因子，减少栅线下方电子与空穴的复合，提高电池的开路电压；浅掺杂区域减少复合，增加电池片短路电流，最终有效提高电池的转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池片加工领域，尤其涉及一种激光硼掺杂实现TOPCon电池选择性发射极(SE)制备的方法、以及电池的制备方法和制备电池的制备系统。

背景技术

目前，TOPCon电池技术已经开始规模化上线量产，选择性发射极(SE)技术作为电池产线上一种重要的提高电池转换效率的手段，具有很多的优点。包括降低电池与金属栅线的接触电阻，提高电池的开路电压和填充因子等特点，辅助电池效率提升0.2％以上。因此，如何设计一种控制简单、成本较低的激光硼掺杂实现TOPCon电池SE的方法是业内亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种激光硼掺杂电池发射极的制备方法、以及电池和制备系统。

本发明采用的技术方案是设计一种激光硼掺杂实现TOPCon电池选择性发射极制备的方法，其包括以下步骤：002、选择n型单晶硅作为硅基体；004、对所述硅基体双面进行清洗制绒；006、在所述硅基体上表面进行硼扩散，在所述上表面得到硼的浅掺杂p+层、以及位于所述浅掺杂p+层上表面的硼硅玻璃层；008、利用第一激光装置对栅线位置进行加工，将所述硼硅玻璃层中的硼原子掺杂到栅线位置，实际是硼硅玻璃层中的硼原子掺杂在对处于栅线位置处的浅掺杂p+层，形成重掺杂p++区；010、利用第二激光装置对所述硅基体上表面进行退火处理，用以修复所述硼原子掺杂进入所述硅基体时造成的局部损伤；012、进行湿法刻蚀，去除所述硅基体上表面的所述硼硅玻璃层，完成选择性发射极的制备。

所述硼硅玻璃中的硼氧结合的化学键吸收第一激光装置中的激光传递的能量而断裂，变成处于游离状态的所述硼原子，所述硼原子从所述硼硅玻璃内部朝所述硅基片的方向游动。第一激光装置中的激光功率较高，硼氧结合的化学键吸收较高的第一激光装置中的激光传递的能量而断裂。

第一激光装置的激光作用使所述硼原子掺杂进入所述硅基体，同时也使所述硅基体表面出现局部损伤，经过010步骤中，对硅基体1进行激光加工，使得激光束穿过的路径上的晶格局部融化，冷却后晶格重新匹配，形成单晶状态的硅基体，用以修复所述局部损伤。

所述第一激光装置采用激光波长为355nm-2000nm的连续激光器或者脉冲激光器。

所述第一激光装置的工艺参数为：激光功率为10瓦-4000瓦，激光加工的速度为1m/s-100m/s，激光在所述硅基体表面聚焦后的光斑为40微米-150微米的高斯光斑或平顶光斑，激光加工所述硅基体表面的工艺加工线宽为40微米-150微米；可选地，平顶光斑为能量均匀分布的平顶光斑。

所述第二激光装置采用激光波长为355nm-2000nm的脉冲激光器。

所述第二激光装置的工艺参数为：激光功率为10瓦-4000瓦，激光在所述硅基体表面聚焦后的光斑为40微米-300毫米的高斯光斑或平顶光斑，激光退火的温度为10℃-1200℃，激光退火工艺时间为0-120min；可选地，平顶光斑为能量均匀分布的平顶光斑。