[發(fā)明專利]一種制備晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910264855.4
• 申請(qǐng)日: 2009-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN101820023A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉瑩;鄭振生;張宏勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇華創(chuàng)光電科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及晶體硅太陽(yáng)能電池的制備，尤其是一種利用激光照射制備晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的方法。

背景技術(shù)

太陽(yáng)電池的發(fā)展方向是低成本、高效率，而選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)是p-n結(jié)晶體硅太陽(yáng)電池生產(chǎn)工藝中有希望實(shí)現(xiàn)高效率的方法之一。選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)有兩個(gè)特征：1)在電極柵線下及其附近形成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)；2)在其他區(qū)域形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)，此區(qū)域是太陽(yáng)能電池的受光區(qū)域，也稱為活化區(qū)。

在電極柵線底下及其附近形成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)，高摻雜做電極時(shí)容易形成歐姆接觸，且此區(qū)域的體電阻較小，從而降低太陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻，提高電池的填充因子FF。雜質(zhì)深擴(kuò)散可以加深加大橫向n+/p結(jié)，而橫向n+/p結(jié)和在低摻雜區(qū)和高摻雜區(qū)交界處形成的橫向n+/n高低結(jié)可以提高光生載流子的收集率，從而提高電池的短路電流Isc。另外，深結(jié)可以防止電極金屬向結(jié)區(qū)滲透，減少電極金屬在禁帶中引入雜質(zhì)能級(jí)的幾率。

在太陽(yáng)能電池活化區(qū)低摻雜可以降低少數(shù)載流子的體復(fù)合幾率，且可以進(jìn)行較好的表面鈍化，降低少數(shù)載流子的表面復(fù)合幾率，從而減小電池的反向飽和電流，提高電池的開路電壓Voc和短路電流Isc。另外，因越靠近太陽(yáng)電池的表面，光生載流子的產(chǎn)生率越高，而越靠近擴(kuò)散結(jié)光生載流子的收集率越高，故淺擴(kuò)散結(jié)可以在高載流子產(chǎn)生的區(qū)域獲得高的收集率，提高電池的短路電流Isc。

總之，該種結(jié)構(gòu)可以提高太陽(yáng)電池的開路電壓Voc，短路電流Isc和填充因子FF，從而使電池獲得高的光電轉(zhuǎn)換效率。

如專利號(hào)為CN200710020190.3的《實(shí)現(xiàn)晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射區(qū)的方法》中，采用先在基片上整體沉積磷源，然后采用激光選擇性加熱制備深結(jié)，然后整體加熱制備淺結(jié)的方式來(lái)制備選擇性發(fā)射極。這種方法上有很大改良，然而也有一定的缺陷，基片整體加熱到800℃～900℃，很容易在基片中引入額外的雜質(zhì)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。另外，把基片整體加熱到一個(gè)很高的溫度，對(duì)設(shè)備的要求也比較高。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種簡(jiǎn)單易行，可以產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的制備高質(zhì)量的制備晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的方法，從而提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率。

技術(shù)方案：本發(fā)明公開了一種制備晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的方法，包括以下步驟：

(1)在P型基片表面上非活化區(qū)位置沉積含磷物質(zhì)，其中含磷物質(zhì)為主要含磷酸、偏磷酸、磷酸鹽等可提供摻雜的物質(zhì)同其它輔助劑的混合物，可滿足太陽(yáng)能電池?fù)诫s用絲印用磷漿配方，皆可滿足本技術(shù)方案的要求。如論文《絲網(wǎng)印刷磷漿的研制及其擴(kuò)散特性的研究》中，第2章絲網(wǎng)印刷磷漿的研制所記載配方，即可以滿足本發(fā)明要求。或者為常壓沉積的高濃度磷硅玻璃，沉積的高濃度磷硅玻璃可以采用現(xiàn)有的工藝方法實(shí)施。

(2)使用激光照射P型基片上沉積磷硅玻璃或者印刷磷漿的地方，瞬間升溫至大于1200℃小于等于1400℃，溫度保持在1到2分鐘，激活P型基片晶格實(shí)現(xiàn)高濃度重?fù)诫s。此處如激光器為連續(xù)式，照射累計(jì)時(shí)間在1到2分鐘內(nèi)；如激光器為脈沖式，則照射次數(shù)為10～20次，此時(shí)可形成電阻在15～20Ω/□左右，結(jié)深大于0.1μm的高濃度深摻雜PN結(jié)。

(3)將P型基片置于本底真空條件下的真空室內(nèi)。

(4)充入PH₃和H₂混合氣體，使用激光照射P型基片活化區(qū)表面，瞬間升溫至大于等于1000℃小于等于1200℃，溫度保持在1分鐘以內(nèi)，激活基片活化區(qū)晶格實(shí)現(xiàn)低濃度淺摻雜，形成基片活化區(qū)電阻為80～90Ω/□，結(jié)深為10～20nm的超淺結(jié)，最終獲得P型晶體硅太陽(yáng)能電池的選擇性發(fā)射極。此處如激光器為連續(xù)式，照射累計(jì)時(shí)間在1分鐘內(nèi)；如激光器為脈沖式，則照射次數(shù)為10次以下。

或者，另一種方案，

(1)將P型基片置于本底真空條件下的真空室內(nèi)。

(2)充入PH₃和H₂混合氣體，使用激光照射P型基片活化區(qū)表面或者對(duì)基片表面整體進(jìn)行照射，瞬間升溫至大于等于1000℃小于等于1200℃，形成基片活化區(qū)電阻為80～90Ω/□，結(jié)深為10～20nm的超淺結(jié)，激活基片活化區(qū)晶格實(shí)現(xiàn)低濃度淺摻雜。此處如激光器為連續(xù)式，照射累計(jì)時(shí)間在1分鐘內(nèi)；如激光器為脈沖式，則照射次數(shù)為10次以下。

(3)在P型基片表面上非活化區(qū)位置沉積含磷物質(zhì)，含磷物質(zhì)包括磷硅玻璃、磷漿等；