[發明專利]一種晶體硅太陽電池選擇性擴散工藝

有效

• 申請號: 201010124223.0
• 申請日: 2010-03-15
• 公開（公告）號: CN101777606A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 焦云峰;楊青天;衣蘭杰;姜言森
• 申請（專利權）人: 山東力諾太陽能電力股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 宋玉霞

技術領域

本發明屬于晶體硅太陽電池制備的技術領域，具體涉及一種晶體硅太陽電池選擇性擴散工藝。

背景技術

目前太陽電池擴散工藝趨向于制備淺結以獲得好的短波光響應，但淺摻雜會大大降低印刷電極的接觸性能，要形成良好的歐姆接觸除改進電極漿料性能外，必須在電極下進行重摻雜，也就是在電極柵線下及其附近形成高摻雜深擴散區，在其他區域形成低摻雜淺擴散區，因此如何在不同區域實現淺摻雜和重摻雜就成為目前遇到的問題。目前實驗室高效電池基本上均采用選擇性發射極，如PERL電池、PERT電池、埋柵電池等，而其選擇性發射極的制備方法主要有兩種方法：一是采用二氧化硅層掩膜法，其工藝步驟為：硅片清洗制絨→高溫氧化→印刷腐蝕性漿料刻蝕→漿料清洗去除→30歐姆濃磷擴散→氧化層去除→80歐姆淡磷擴散→邊緣刻蝕及洗磷，因需增加多步高溫工藝及設備，從而使得量產工藝繁瑣，生產效率低，而且成本很高，重要的是多次高溫熱過程會對硅片性能產生不良影響，如少子壽命下降、硅片變脆等；二是采用光刻或激光方法，但由于成本較高，只停留在實驗室水平。另外，也曾報到過使用絲網印刷磷漿方法制備選擇性發射極，適合工業化生產，但由于存在磷漿制備的技術障礙而未能大規模應用，從而使其工業化受到限制。

發明內容

本發明的目的在于針對上述存在的缺陷而提供一種工藝簡單、成本低的晶體硅太陽電池選擇性擴散工藝，該工藝制備的太陽電池具有良好表面鈍化的淺發射結能夠獲得高的短波響應，同時在柵線區域的重摻雜使電池獲得良好的歐姆接觸，獲得較高的電池轉換效率，并且該工藝步驟簡單，工藝設備少。

本發明的晶體硅太陽電池選擇性擴散工藝：包括如下步驟：

（1）濃磷擴散；

（2）磷硅玻璃去除；

（3）印刷腐蝕劑刻蝕；

（4）腐蝕劑的清洗去除。

其中，所述的腐蝕劑為含有20-30%濃度的氟化氫氨的腐蝕性漿料，所述的濃度為質量比。

本發明的詳細工藝步驟為：

（1）將清洗制絨后的硅片進行高溫濃磷擴散，擴散后方塊電阻為30－40歐姆；

（2）磷擴散后的硅片，采用5-10％的氫氟酸溶液清洗5－10min，去除磷硅玻璃；

（3）按照網板圖形在非電極柵線區域印刷腐蝕性漿料對其進行腐蝕，將印刷好腐蝕性漿料的硅片置于室溫空氣中停留2－3min，腐蝕厚度為200－300nm，將非電極柵線區域的方塊電阻腐蝕為80－100歐姆；

（4）將腐蝕后的硅片用去離子水超聲清洗3－5min，再次用去離子水沖洗5-10min。

本發明的有益效果為：與傳統工藝相比，本發明的工藝制備的淺發射結具有良好的短波響應，提高了電池短路電流和開路電壓，同時電極區重摻雜能使金屬與硅片間形成良好的歐姆接觸，能獲得較高的電池填充因子，因此能獲得較高的電池轉換效率。

與其它選擇性擴散工藝技術相比，本發明增加的工藝步驟和工藝設備較少，工藝操作相對簡單，生產成本相對較低；并且僅有一次高溫擴散工藝過程，降低了高溫熱過程對硅片性能的不良影響，能保證獲得更高的電池轉換效率。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發明的技術方案進行詳細的說明。

實施例1

將清洗制絨后的硅片放在管式擴散爐中進行高溫濃磷擴散，擴散后方塊電阻為30歐姆；然后采用5％的氫氟酸溶液清洗10min，去除磷硅玻璃；再按照網板圖形在非電極柵線區域印刷含有20%濃度的氟化氫氨腐蝕性漿料對其進行腐蝕，將印刷好腐蝕漿料的硅片置于室溫空氣中停留2min，將非電極柵線區域的方塊電阻由原來的30歐姆腐蝕為80歐姆，電極柵線區域方塊電阻保持30歐姆不變，腐蝕厚度控制在200nm；再將腐蝕后的硅片用去離子水超聲清洗5min，再次用去離子水沖洗10min；清洗好的硅片再進行后續的刻蝕、鍍減反膜、電極印刷及燒結等工藝得到太陽電池。

實施例2

將清洗制絨后的硅片放在鏈式擴散爐中進行高溫濃磷擴散，擴散后方塊電阻為40歐姆；然后采用10％的氫氟酸溶液清洗5min，去除磷硅玻璃；再按照網板圖形在非電極柵線區域印刷含有30%濃度的氟化氫氨腐蝕性漿料對其進行腐蝕，將印刷好腐蝕漿料的硅片置于室溫空氣中停留3min，將非電極柵線區域的方塊電阻由原來的40歐姆腐蝕為100歐姆，電極柵線區域方塊電阻保持40歐姆不變，腐蝕厚度控制在300nm；再將腐蝕后的硅片用去離子水超聲清洗3min后，再次用去離子水沖洗5min；清洗好的硅片再進行后續的刻蝕、鍍減反膜、電極印刷及燒結等工藝得到太陽電池。