[發明專利]一種晶體硅太陽能電池的制作方法

無效

• 申請號: 201110288984.4
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN102332495A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 萬青;竺立強;張洪亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

技術領域

本發明涉及晶體硅太陽能電池技術領域，具體涉及一種晶體硅太陽能電池的制作方法。

背景技術

太陽能電池作為太陽能應用的重要方式之一，已經引起世界各國的廣泛關注。經過多年發展，多種太陽能電池材料已經被研究開發出來。其中，晶體硅太陽能電池因其光電轉換效率較高、技術成熟并且原材料充足，占據了光伏市場80％以上的市場份額。

目前，晶體硅太陽能電池的制作工藝主要包括：(1)清洗制絨處理，即清洗去除晶體硅片表面的損傷層，然后對單晶硅片表面進行堿腐蝕或者多晶硅片表面進行酸腐蝕得到表面絨面結構；(2)高溫擴散摻雜形成PN結，通常對p型硅片摻雜磷元素；去除表面磷硅玻璃以及邊緣PN結；(3)在發射極表面鍍減反射膜；(4)制備金屬電極，通常通過絲網印刷技術在減反射膜上印刷銀柵線，在背面印刷全背接觸鋁背場(Al-BSF)，然后高溫燒結得到電池片。

上述常規制作工藝存在如下缺點：(1)在晶體硅片的一個表面通過高溫擴散摻雜形成PN結時，通常會在晶體硅片的另一面產生寄生擴散，從而需要進行去背結工藝，導致工藝流程復雜化；(2)PN結擴散過程中將會形成較厚的磷硅玻璃，其中含有大量的磷原子，需要通過高污染的氫氟酸溶液去除，因此一方面導致大量磷源浪費，另一方面由于使用大量高污染的氫氟酸溶液而需要處理工藝廢液，導致成本提高。

因此，如何改進制作方法，以簡化工藝流程、降低制作成本是促進晶體硅太陽能電池進行大規模生產應用的重要研究課題。

發明內容

本發明的技術目的是針對上述技術現狀，提供一種新型的晶體硅太陽能電池的制作方法，能夠簡化工藝流程，降低制作成本。

本發明實現上述技術目的所采用的技術方案為：一種新型的晶體硅太陽能電池的制作方法，首先，對p型晶體硅片或n型晶體硅片進行清洗制絨處理；然后，利用薄膜沉積技術，在p型晶體硅片的前表面沉積含磷的氮化硅(SiN_x:P)薄膜，背表面沉積氮化硼薄膜或者含硼的氮化硅(SiN_x:B)薄膜，或者在n型晶體硅片的前表面沉積氮化硼(BN_x)薄膜或者含硼的氮化硅(SiN_x:B)薄膜，背表面沉積含磷的氮化硅薄膜；接著，將該沉積薄膜的p型晶體硅片或n型晶體硅片進行高溫退火處理，使氮化硅薄膜中的磷元素，以及氮化硼薄膜或者含硼的氮化硅薄膜中的硼元素擴散進入晶體硅片內部，從而使p型晶體硅片形成N⁺PP⁺結構，n型晶體硅片形成P⁺NN⁺結構；最后，制備金屬電極完成電池制作。

所述的薄膜沉積技術包括現有的薄膜沉積技術，優選等離子體增強化學氣相沉積技術(PECVD)。

所述的高溫退火處理的優選溫度為750℃～1200℃。

所述的p型晶體硅片前表面的含磷氮化硅薄膜的厚度優選為60nm～90nm、背表面的含硼氮化硅薄膜或者氮化硼薄膜的厚度優選為50nm～200nm；所述的n型晶體硅片前表面的含硼氮化硅薄膜或者氮化硼薄膜的厚度優選為60nm～90nm、背表面的含磷氮化硅薄膜的厚度優選為50nm～200nm。

所述的N⁺PP⁺結構中，N型發射極的方塊電阻優選為50～200歐姆/方塊；所述的P⁺NN⁺結構中，P型發射極的方塊電阻優選為50～200歐姆/方塊。

通常，金屬電極制作的步驟是：通過絲網印刷技術在減反射膜上印刷銀柵線，在背面印刷全背接觸鋁背場(Al-BSF)，然后高溫燒結得到電池片。但是，通過絲網印刷工藝形成的鋁背場的表面復合比較大，而且內反射率比較低，所以電池的紅光響應比較差，因此極大地限制了電池光電轉化效率的提高。

本發明優選的金屬電極制作工藝如下：

p型晶體硅片經過上述技術方案形成為N⁺PP⁺結構后，采用如下兩種方法制作金屬電極。

第一種方法為：首先，在沉積著含硼的氮化硅薄膜或氮化硼薄膜的背表面進行圖形化開孔，該孔穿透含硼的氮化硅薄膜或氮化硼薄膜，與p型晶體硅片相連通；然后，通過絲網印刷工藝在沉積著含磷的氮化硅薄膜的前表面絲網印刷銀柵線，在所述的背表面絲網印刷鋁漿及背銀電極；最后進行高溫燒結，形成前柵電極及背面局部點接觸式電極。