CN101976707A - 晶体硅选择性发射极太阳电池制造工艺 - Google Patents

晶体硅选择性发射极太阳电池制造工艺 Download PDF

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朱敏杰
马跃
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Abstract

本发明公开了一种晶体硅选择性发射极太阳电池制造工艺，硅片去损伤制绒后，进行低浓度磷掺杂制结，同时形成扩散阻挡层；在发射极上根据正面金属化图形区域丝网印刷腐蚀阻挡浆料并清洗烘干，再进行高浓度磷掺杂；将上述带有高低浓度磷扩散的晶体硅片去除磷硅玻璃，沉积表面钝化膜，印刷背面电极，印刷铝背场，在正面高浓度磷扩散区域形成正面金属化电极，烧结成晶体硅选择性发射极太阳电池成品。本发明制备的太阳能电池，同常规晶体硅选择性太阳能电池相比，填充因子FF提高1.6％，效率提高1.3％。在形成高、低浓度掺杂过程中，由于只有两次进炉管过程，工艺简单本发明生产效率高，产能大，能耗低，适于工业化大规模生产。

Description

晶体硅选择性发射极太阳电池制造工艺
技术领域：
本发明涉及一种晶体硅选择性发射极太阳电池制造工艺。
背景技术：
太阳电池的发展方向始终是低成本、高效率。在现有的多种太阳电池种类里，选择性发射极太阳电池具有高效率、高输出功率等优点，在高效率这一点上，无疑成为优先选择的方法之一。
选择性扩散太阳电池主要特点是金属化图形区域高浓度磷掺杂，光照区域低浓度磷掺杂，目的是使太阳能电池即有良好的欧姆接触，又能减小表面复合和发射层复合，提高蓝光波段的光子响应，增加电流输出，提高电池性能。选择性扩散太阳电池金属图形区域扩散结较深，烧结过程中金属杂质不易穿透扩散结进入耗尽区形成深能级，反向漏电小，并联电阻高；金属化高复合区域和光照区域分离，载流子复合低；光照区域掺杂浓度低，短波响应好，短路电流密度高；横向高低结前场作用明显，有利于光生载流子收集等优点。
目前，国内外的高效率选择性发射极太阳电池常见的有氧化阻挡扩散。具体为氧化形成阻挡层，腐蚀出金属化图形，紧接着扩散，扩散后腐蚀区域形成重掺杂浓扩散区，去除掩膜后第二次扩散形成低掺杂淡扩散区。这种工艺仅在扩散步骤，就经历多步热处理，严重影响材料质量。整个过程复杂，成本高，不符合制造太阳电池低成本的要求，无法在工业化大规模生产中应用。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种工艺简单，生产效率高，适于工业化大规模生产的晶体硅选择性发射极太阳电池制造工艺。
本发明的技术解决方案是：
一种晶体硅选择性发射极太阳电池制造工艺，包括硅片去损伤制绒、扩散、去磷硅玻璃、镀膜、丝印，其特征是：硅片去损伤制绒后，进行低浓度磷掺杂制结，同时形成扩散阻挡层；在发射极上根据正面金属化图形区域丝网印刷腐蚀阻挡浆料并清洗烘干，再进行高浓度磷掺杂；将上述带有高低浓度磷扩散的硅片去除磷硅玻璃，沉积表面钝化膜，印刷背面电极，印刷铝背场，在正面高浓度磷扩散区域形成正面金属化电极，烧结成晶体硅选择性发射极太阳电池成品。
形成扩散阻挡层是采用湿法氧化的方法形成二氧化硅阻挡层，湿氧氧化温度为800-860℃，处理时间少于30min。
进行高浓度磷掺杂时三氯氧磷的流量高于氧气的流量。
进行高浓度磷掺杂时三氯氧磷∶氧气为体积比1-3。
本发明制备的太阳能电池，同常规晶体硅选择性太阳能电池相比，填充因子FF提高1.6％，效率提高1.3％。在形成高、低浓度掺杂过程中，由于只有两次进炉管过程，工艺简单。因此本发明生产效率高，产能大，能耗低，适于工业化大规模生产。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明一个实施例的结构示图。
图2到图4是图1所示结构太阳电池的主要工艺步骤截面示意图。
图5是本发明的电池工艺流程图。
图中：1.晶体硅片，2.低浓度磷掺杂区，3.高浓度磷掺杂区，4.表面钝化膜，5.背面金属化电极，6.背面电场，7.正面金属化电极，8二氧化硅阻挡层。
具体实施方式：
一种晶体硅选择性发射极太阳电池制造工艺，包括常规方法进行晶体硅片1去损伤制绒，硅片去损伤制绒后，进行低浓度磷掺杂制结(常规方法)，形成低浓度磷掺杂区2，并采用湿法氧化的方法形成二氧化硅阻挡层8，湿氧氧化温度为800-860℃，处理时间少于30min；在发射极上根据正面金属化图形区域丝网印刷腐蚀阻挡浆料并清洗烘干，再进行高浓度磷掺杂，形成高浓度磷掺杂区3；将上述带有高低浓度磷扩散的晶体硅片去除磷硅玻璃，沉积表面钝化膜4，印刷背面金属化电极5，印刷铝背场6，在正面高浓度磷扩散区域形成正面金属化电极7(常规方法)，常规方法烧结成晶体硅选择性发射极太阳电池成品。
进行高浓度磷掺杂时三氯氧磷的流量高于氧气的流量。
进行高浓度磷掺杂时三氯氧磷∶氧气为体积比1-3。

Claims (4)

1.一种晶体硅选择性发射极太阳电池制造工艺，包括去损伤制绒、扩散、去磷硅玻璃、镀膜、丝印，其特征是：硅片去损伤制绒后，进行低浓度磷掺杂制结，同时形成扩散阻挡层；在发射极上根据正面金属化图形区域丝网印刷腐蚀阻挡浆料并清洗烘干，再进行高浓度磷掺杂；将上述带有高低浓度磷扩散的硅片去除磷硅玻璃，沉积表面钝化膜，印刷背面电极，印刷铝背场，在正面高浓度磷扩散区域形成正面金属化电极，烧结成晶体硅选择性发射极太阳电池成品。
2.根据权利要求1所述的晶体硅选择性发射极太阳电池制造工艺，其特征是：形成扩散阻挡层是采用湿法氧化的方法形成二氧化硅阻挡层，湿氧氧化温度为800-860℃，处理时间少于30min。
3.根据权利要求1或2所述的晶体硅选择性发射极太阳电池制造工艺，其特征是：进行高浓度磷掺杂时三氯氧磷的流量高于氧气的流量。
4.根据权利要求3所述的晶体硅选择性发射极太阳电池制造工艺，其特征是：进行高浓度磷掺杂时三氯氧磷∶氧气为体积比1-3。
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