CN110544730A - 选择性发射极及其制备方法、选择性发射极电池 - Google Patents

选择性发射极及其制备方法、选择性发射极电池 Download PDF

Info

Publication number
CN110544730A
CN110544730A CN201910758360.0A CN201910758360A CN110544730A CN 110544730 A CN110544730 A CN 110544730A CN 201910758360 A CN201910758360 A CN 201910758360A CN 110544730 A CN110544730 A CN 110544730A
Authority
CN
China
Prior art keywords
selective emitter
laser
conducting plate
heat conducting
silicon wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910758360.0A
Other languages
English (en)
Inventor
张子森
王伟
董建文
吕加先
沈贞东
叶权华
魏文文
盛健
张淳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xixin Integrated Science And Technology (suzhou) Co Ltd
Xuzhou Xinyu Photovoltaic Technology Co Ltd
Zhangjiagang Xiexin Integrated Technology Co Ltd
GCL System Integration Technology Co Ltd
GCL System Integration Technology Suzhou Co Ltd
Original Assignee
Xixin Integrated Science And Technology (suzhou) Co Ltd
Xuzhou Xinyu Photovoltaic Technology Co Ltd
Zhangjiagang Xiexin Integrated Technology Co Ltd
GCL System Integration Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xixin Integrated Science And Technology (suzhou) Co Ltd, Xuzhou Xinyu Photovoltaic Technology Co Ltd, Zhangjiagang Xiexin Integrated Technology Co Ltd, GCL System Integration Technology Co Ltd filed Critical Xixin Integrated Science And Technology (suzhou) Co Ltd
Priority to CN201910758360.0A priority Critical patent/CN110544730A/zh
Publication of CN110544730A publication Critical patent/CN110544730A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种选择性发射极及其制备方法、选择性发射极电池。选择性发射极的制备方法包括如下步骤：将导热板覆盖在表面含有磷源或硼源的硅片上；采用激光扫描导热板，以使硅片在激光作用下形成轻掺区和重掺区。本发明的发明人创新性地将导热板覆盖在表面含有磷源或硼源的硅片上，然后激光扫描导热板，此时导热板累积一定的温度，从而将激光的能量转移到硅片上，实现对硅片的轻掺和重掺，而不会损伤硅片，提高了电池的性能和转化效率。且，该制备方法仅通过激光和导热板，无需额外的设备和辅材，简单方便，适合工业产业化。

Description

选择性发射极及其制备方法、选择性发射极电池
技术领域
本发明涉及光伏太阳能电池技术领域，特别是涉及一种选择性发射极及其制备方法、选择性发射极电池。
背景技术
太阳能作为一种绿色新能源，具有取之不尽用之不竭和清洁环保等多方面优势。进一步降低太阳能电池的制造成本，提高太阳能电池的转换效率是保证太阳能稳定发展的前提。
为获得更高的电池转化效率，选择性发射极电池得到开发并广泛应用。选择性发射极电池的结构是：在电极栅线下及其附近形成重掺杂深扩散区，在光照区域形成轻掺杂浅扩散区。因而，在栅线接触区域和光照区域实现不同掺杂浓度的效果，降低了金属化接触电阻，减少表面复合，提高电池转换效率。
现有的选择性发射极的扩散掺杂工艺一般是在扩散炉中进行高温扩散形成轻掺区，然后激光掺杂形成重掺区。但是，上述扩散掺杂的工艺步骤繁琐复杂，且需要较多的设备和辅材。
发明内容
基于此，有必要针对现有的选择性发射极电池的扩散掺杂工艺扩散掺杂的工艺步骤繁琐复杂，且需要较多的设备和辅材的问题，提供一种选择性发射极及其制备方法、选择性发射极电池。
一种选择性发射极的制备方法，包括如下步骤：
将导热板覆盖在表面含有磷源或硼源的硅片上；
采用激光扫描所述导热板，以使所述硅片在所述激光作用下形成轻掺区和重掺区。
在其中一个实施例中，所述导热板的当量导热系数为10MW/m·℃～30MW/m·℃。
在其中一个实施例中，所述导热板完全覆盖所述硅片。
在其中一个实施例中，所述导热板的厚度为10μm～1000μm。
在其中一个实施例中，所述激光扫描导热板的累计温度为800℃～1800℃。
在其中一个实施例中，所述导热板与所述硅片之间的垂直距离为0～50μm。
在其中一个实施例中，所述扫描步骤中，所述激光的功率为30W～100W。
在其中一个实施例中，所述激光的光斑为方型光斑，所述方型光斑的边长为40μm～2000μm。
在其中一个实施例中，采用任一项所述的选择性发射极的制备方法制备而成。
本发明还提供一种选择性发射极电池，包含所述的选择性发射极。
现有技术中，通过扩散炉进行扩散的扩散装置由炉管、硼/磷源瓶以及尾气瓶组成。其扩散掺杂过程是：硼/磷瓶中的液态硼/磷源先经载气(氮气)进行气化后通过炉管壁上的进气口送入扩散炉内，紧接着在氮气和氧气的气氛下进行沉积扩散形成轻掺区，然后采用激光掺杂形成重掺区。此方式气路***复杂、工序繁重，不仅需要较多的设备和辅材，而且BBr3/POCl3有较强的腐蚀性和毒性。此外，本发明的发明人还发现上述工艺中采用激光进行掺杂的步骤，对硅片损伤严重。
基于此，本发明的发明人摒弃传统的选择性发射极的制备方法，不断研究，创新性地将导热板覆盖在表面含有磷源或硼源的硅片上，然后激光扫描导热板，此时导热板累积一定的温度，从而将激光的能量转移到硅片上，实现对硅片的轻掺和重掺，而不会损伤硅片，提高了电池的性能和转化效率。
且，该制备方法仅通过激光和导热板，无需额外的设备和辅材，简单方便，适合工业产业化。
附图说明
图1为本发明一实施方式的选择性发射极的实物图；
图2为本发明另一实施方式的选择性发射极的实物图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施方式的选择性发射极的制备方法，包括如下步骤：
S1、将导热板覆盖在表面含有磷源或硼源的硅片上。
其中，表面含有磷源或硼源的硅片的制备步骤为：将磷源或硼源制作于制绒后的硅片表面。
优选地，表面含有磷源或硼源的硅片的制备步骤为：通过旋涂或者APCVD沉积将含有磷源或者硼源的二氧化硅涂覆或沉积在制绒后的硅片表面，其中，磷源或硼源的浓度为0～30％。此时，制绒后的硅片表面覆有一层含有磷源或者硼源的二氧化硅。
在其中一实施方式中，导热板的当量导热系数为10MW/m·℃～30MW/m·℃。导热板的材质可以为石墨烯、石墨、碳纤维或者C/C复合材料。或者，由多种无机元素的液态混合物作为传热介质注入到玻璃等其他非金属板状腔体内，经密封成型后，形成具有高速传热性能的导热板。
在其中一实施方式中，导热板完全覆盖硅片。这样可以控制硅片在导热板的保护范围内，且进行激光扫描时无需移动导热板，便于激光扫描的操作。
在其中一实施方式中，导热板的厚度为10μm～1000μm，激光扫描导热板的累计温度为800℃～1800℃，即激光扫描导热板时导热板累计达到的温度为800℃～1800℃。控制激光扫描导热板的累计温度并控制导热板的厚度以配合激光扫描制作电池的轻掺区和重掺区。
S2、采用激光扫描导热板，以使硅片在激光作用下形成轻掺区和重掺区。
本发明制备选择性发射极的原理为：利用激光的高温加热，通过导热板转移到硅片上，将硅片表面的硼源或者磷源快速扩散到硅片中形成轻掺区，在激光的作用下，轻掺区的硅源或者磷源进一步推进硅片中形成重掺区。
采用激光扫描导热板，在硅片上形成轻掺区和重掺区的具体步骤为：采用激光扫描导热板，将硅片表面的硅源或者磷源快速扩散到硅片中，然后将超热板覆盖在硅片的轻掺区，继续采用激光扫描以形成重掺区。或者，导热板接受不同的激光热量，较低热量的区域为轻掺杂区，较高热量的区域为重掺杂区。此处导热板接受不同的激光热量的形式并不受限制。
在其中一实施方式中，导热板与硅片之间的垂直距离为0～50μm。当垂直距离为0时，导热板与硅片直接接触；当垂直距离不为0时，导热板与硅片之间间隔距离设置。
在其中一实施方式中，扫描步骤中，激光的功率为30W～100W。
在其中一实施方式中，激光的光斑为方型光斑，方型光斑的边长为40μm～2000μm。可以理解的，在硅片上形成轻掺区时可以采用边长较大的激光光斑进行扫描，更方便省时，而在硅片上形成重掺区时，可以采用边长较小的激光光斑。
本发明一实施方式的选择性发射极，采用任一项上述选择性发射极的制备方法制备而成。
本发明还提供一实施方式的选择性发射极电池，依次包括硅基体、上述选择性发射极、金属电极。
以下为具体实施例。
实施例1
选用电阻率为0.5的P型硅片，经过碱制绒形成金字塔绒面，然后再经过APCVD沉积一层磷源浓度3％的磷硅玻璃。
完成上述操作后，将100μm的导热板直接接触覆盖在硅片上，选用500μm的激光光斑，功率50w，扫描导热板加工第一组图层(轻掺区)，形成的方阻为120ohm/sq，然后继续采用120μm的激光光斑，功率60w，扫描导热板进行第二组图层掺杂(重掺区)并形成选择性发射极，掺杂完成的后的方阻为80ohm/sq。
最后采用丝网印刷方式印刷金属电极，烧结，即得选择性发射极电池。该电池的实物图如图1所示，硅片上没有损伤痕迹。
实施例2
选用电阻率为0.5的P型硅片，经过碱制绒形成金字塔绒面，然后再经过APCVD沉积一层磷源浓度3％的磷硅玻璃。
完成上述操作后，将50μm的导热板直接接触覆盖在硅片上，选用1000μm的激光光斑，功率30w，扫描导热板加工第一组图层(轻掺区)，形成的方阻为120ohm/sq，然后继续采用120μm的激光光斑，功率80w，扫描导热板进行第二组图层(重掺区)掺杂并形成选择性发射极，掺杂完成的后的方阻为80ohm/sq。
最后采用丝网印刷方式印刷金属电极，烧结，即得选择性发射极电池。
对比例1
本对比例1的选择性发射极电池的制备方法同实施例1，区别在于：在进行第二组图层(重掺区)掺杂时直接采用激光扫描硅片，没有覆盖导热板。该电池的实物图如图2所示，硅片上呈现出一道道激光损伤的痕迹。
性能测试
将实施例1和对比例1制备得到的选择性发射极电池进行性能测试，测试的数据如表1所示。其中，Uoc为开路电压，Isc为开路电流，FF为电池填充因子，Eta为转化效率。
表1电池性能数据
项目 Uoc Isc FF Eta
实施例1 0.681V 10.152A 81.42％ 22.01％
对比例1 0.6684V 10.133A 81.31％ 21.85％
从表1中可以看出，实施例1制备的选择性发射极电池的各性能参数均优于对比例1的电池。本发明的电池转化效率得到较大的提高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种选择性发射极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将导热板覆盖在表面含有磷源或硼源的硅片上；
采用激光扫描所述导热板，以使所述硅片在所述激光作用下形成轻掺区和重掺区。
2.根据权利要求1所述的选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述导热板的当量导热系数为10MW/m·℃～30MW/m·℃。
3.根据权利要求1所述的选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述导热板完全覆盖所述硅片。
4.根据权利要求1所述的选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述导热板的厚度为10μm～1000μm。
5.根据权利要求1所述的选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述激光扫描导热板的累计温度为800℃～1800℃。
6.根据权利要求1所述的选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述导热板与所述硅片之间的垂直距离为0～50μm。
7.根据权利要求1所述的选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述扫描步骤中，所述激光的功率为30W～100W。
8.根据权利要求1～8任一项所述的选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述激光的光斑为方型光斑，所述方型光斑的边长为40μm～2000μm。
9.一种选择性发射极，其特征在于，采用权利要求1～8任一项所述的选择性发射极的制备方法制备而成。
10.一种选择性发射极电池，其特征在于，包含权利要求9所述的选择性发射极。
CN201910758360.0A 2019-08-16 2019-08-16 选择性发射极及其制备方法、选择性发射极电池 Pending CN110544730A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910758360.0A CN110544730A (zh) 2019-08-16 2019-08-16 选择性发射极及其制备方法、选择性发射极电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910758360.0A CN110544730A (zh) 2019-08-16 2019-08-16 选择性发射极及其制备方法、选择性发射极电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110544730A true CN110544730A (zh) 2019-12-06

Family

ID=68711451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910758360.0A Pending CN110544730A (zh) 2019-08-16 2019-08-16 选择性发射极及其制备方法、选择性发射极电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110544730A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111106188A (zh) * 2019-12-17 2020-05-05 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 N型电池及其选择性发射极的制备方法、以及n型电池
CN111180530A (zh) * 2019-12-27 2020-05-19 天津爱旭太阳能科技有限公司 一种选择性发射极电池的制备方法
CN114078977A (zh) * 2020-12-18 2022-02-22 帝尔激光科技(无锡)有限公司 太阳能电池选择性发射极的制备方法和制备设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010003834A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology 太陽光発電に用いられる半導体への不純物導入方法
CN102282650A (zh) * 2009-01-16 2011-12-14 新南创新私人有限公司 太阳能电池方法及结构
CN102916087A (zh) * 2012-11-09 2013-02-06 上饶光电高科技有限公司 太阳能电池及其制作方法
WO2016107661A1 (de) * 2014-12-30 2016-07-07 Merck Patent Gmbh Laserdotierung von halbleiter
FR3048819A1 (fr) * 2016-09-28 2017-09-15 Commissariat Energie Atomique Compensation de dopage par irradiation laser pour la fabrication de cellules solaires a heterojonction

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010003834A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology 太陽光発電に用いられる半導体への不純物導入方法
CN102282650A (zh) * 2009-01-16 2011-12-14 新南创新私人有限公司 太阳能电池方法及结构
CN102916087A (zh) * 2012-11-09 2013-02-06 上饶光电高科技有限公司 太阳能电池及其制作方法
WO2016107661A1 (de) * 2014-12-30 2016-07-07 Merck Patent Gmbh Laserdotierung von halbleiter
FR3048819A1 (fr) * 2016-09-28 2017-09-15 Commissariat Energie Atomique Compensation de dopage par irradiation laser pour la fabrication de cellules solaires a heterojonction

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111106188A (zh) * 2019-12-17 2020-05-05 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 N型电池及其选择性发射极的制备方法、以及n型电池
CN111106188B (zh) * 2019-12-17 2022-03-18 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 N型电池及其选择性发射极的制备方法、以及n型电池
CN111180530A (zh) * 2019-12-27 2020-05-19 天津爱旭太阳能科技有限公司 一种选择性发射极电池的制备方法
CN114078977A (zh) * 2020-12-18 2022-02-22 帝尔激光科技(无锡)有限公司 太阳能电池选择性发射极的制备方法和制备设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109449246B (zh) 一种硅晶体片磷扩散方法
CN106057980B (zh) 一种晶体硅太阳能电池的磷扩散方法
CN110544730A (zh) 选择性发射极及其制备方法、选择性发射极电池
CN101777606B (zh) 一种晶体硅太阳电池选择性扩散工艺
CN102191562B (zh) 一种n型晶体硅太阳电池的硼扩散方法
CN111106188B (zh) N型电池及其选择性发射极的制备方法、以及n型电池
CN105780127B (zh) 一种晶体硅太阳能电池的磷扩散方法
CN111384210B (zh) 一种perc叠加se的高开压扩散高方阻工艺
CN102842646A (zh) 一种基于n型衬底的ibc电池的制备方法
Yadav et al. c-Si solar cells formed from spin-on phosphoric acid and boric acid
CN110459638A (zh) 一种Topcon钝化的IBC电池及其制备方法
CN110034193A (zh) 一种Topcon钝化结构的多细栅IBC电池及其制备方法
CN112117334A (zh) 选择性发射极的制备方法及太阳能电池的制备方法
CN102709389B (zh) 一种双面背接触太阳能电池的制备方法
CN116666493A (zh) 太阳能电池片的制作方法及太阳能电池片
KR101165915B1 (ko) 태양전지의 제조방법
CN101976695A (zh) 一种浅结太阳能电池及其制备方法
CN115274869B (zh) 一种极性相同的钝化接触结构及电池、制备工艺、组件和***
CN102306664B (zh) 一种发射极上黑硅结构的太阳能电池及其制备方法
CN108110090B (zh) 一种n型双面电池制备方法
CN112510116A (zh) 一种抗LeTID钝化接触太阳能电池及其生产工艺
CN116190495A (zh) 一种硼发射极及其制备方法、n型晶体硅电池
CN103227244B (zh) N型太阳能电池及其选择性背场制备方法
CN116053353A (zh) 硼掺杂选择性发射极的制备方法及n型晶体硅太阳能电池
CN104269466A (zh) 一种硅片的硼掺杂方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191206

RJ01 Rejection of invention patent application after publication