[发明专利]一种新型超浅结晶体硅太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池领域，尤其是一种主要利用激光制备超浅结晶体硅太阳能电池的方法。

背景技术

太阳能作为一种清洁的、没有任何污染的能源，以及太阳能发电作为动力供应主要来源之一的可能性，已日益引起人们关注。而解决这个技术的关键在于太阳能电池生产成本的降低和转化效率的提高。对于占主流地位的晶体硅太阳能电池，由于其正表面电极占了表面积的20％，减少了太阳能电池的受光面积，从而减少了其转化效率。

专利号为200910235060.0的一种以激光制备超浅结于半导体基片表面的方法应用于晶体硅太阳能电池的制备上，可以形成光生载流子的产生率和收集率都较高的超浅结太阳能电池，提高其转化效率。然而，过浅的PN结在进行前电极制做时，容易发生电极金属向结区渗透，从而在禁带中引入杂质的风险。

本技术方案致力于解决上述问题，以透明导电极薄膜代替前电极，并主要采用激光及镀膜完成本工艺方案的制做，从而不但完善了上述结构，同时也具有高的生产效率及低破片率。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对激光在半导体基片上制备超浅结的技术，提供一种新型的超浅结晶体硅太阳能电池结构并同时提供一种高效的制做方法。

技术方案：本发明公开了一种超浅结晶体硅太阳能电池结构，包括前电极、钝化层、绒面结构、PN结、背电极，其中所述前电极设为透明薄膜导电极，使受光面无遮挡；所述PN结设为超浅结，其掺杂深度设在30nm以下；所述背电极为铝电极，其厚度设在0.5-2.0μm之间。

做为其中一个优选方案，所述前透明导电极可以选用ITO、IFO、ZAO及复合型透明导电极。

本发明还公开了一种超浅结晶体硅太阳能电池的制法，包括激光制绒，激光掺杂，镀钝化膜及透明导电极，激光制背电极等，其中所述激光制绒包括激光制备绒面和化学溶液去除激光损伤层两个步骤，以制备出尺寸尽量精确符合光学原理的绒面结构；所述激光掺杂是在掺杂气体气氛下以激光照射晶体硅表面以形成超浅结；所述镀透明导电极是以真空镀透明导电极薄膜的方式形成前电极；所述激光制背电极包括真空镀背电极材料及激光烧结背电场工艺，以免接触的方式制备其背电场。

其中一个优选方案为激光制绒采用连续式绿激光器，以实现快速和精确制绒的目的。

其中所述激光制绒的后续工序为在70-90℃下，采用20％浓度的碱性溶液去除激光工艺损伤层。

做为其中一个优选方案，对于P型基片晶体硅太阳能电池，在所述激光掺杂工艺中，工艺气体应为5％-10％的PH₃与H₂混合气体，以激光照射制绒后的受光面形成掺杂深度在30nm及以下的超浅PN结。

做为其中另一个优选方案，若晶体硅基片选用N型，工艺气体应选择5％-10％的B₂H₆与H₂混合气体，以激光照射制绒后的受光面形成掺杂深度在30nm及以下的超浅PN结。

做为其中一个优选方案，所述前透明导电极可以选用溅射镀膜方式制备。

其中所述激光制背电场中，采用真空蒸发或真空溅射来设置背电极材料，以达到快速高效并节省材料的目的，其背面电极材料设置范围可优选在0.5-2.0μm之间。

在所述激光烧结过程中，采用连续式激光器对基片背面进行800-1000℃高温烧结制背电场。然后在基片背面进行激光划线，将正负电极分开。

有益成果：本发明提供了一种新型超浅结晶体硅太阳能电池，其结构特点主要为将常规PN结改设成掺杂厚度较小的超浅结，同时前电极由常规丝印的银铝电极改设成透明导电极薄膜，背电极由丝印较厚的铝浆改设成较薄的铝膜，PN结设成超浅结的好处在于有利于提高电池光生载流子的产生率和收集率，从而提高太阳能电池的转换效率。前电极改成透明导电极有利于使受光面完全得到利用，提高受光率，对于超浅结结构来说，也避免因为前电极金属电极的烧结向超浅结引入杂质降低电池转化效率。同时，前电极和后电极结构的改变还使晶体硅太阳能电池的生产完全避免了丝印工艺，避免了破片及引起破片最大因素的一道工艺，提高了成品率，也不必使用价格昂贵的丝印设备及银铝浆料。