[發明專利]制備太陽能電池上的選擇性發射極的方法中使用的擴散設備

有效

• 申請號: 201110337832.9
• 申請日: 2009-08-10
• 公開（公告）號: CN102386280A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 樸勝一;許閏成;李萬根
• 申請（專利權）人: SNT能源技術有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L21/225
• 代理公司: 廣州弘邦專利商標事務所有限公司 44236
• 代理人: 張釔斌

發明背景

技術領域

本發明涉及一種制備一種太陽能電池的方法。本發明尤其涉及一種制備太陽能電池上的選擇性發射極的方法及其中使用的擴散設備。

背景技術

近年來，環境污染的問題越來越嚴重，因此急需開發出新的，可更新的能源來減少環境污染。用一種太陽能電池作為電力能源成為了大家關注的焦點，尤其是使用太陽能這種新的，可更新的能源。但是，作為工業應用的太陽能電池，其光電換能效率必須較高，而生產成本則必須較低。

下面對光電換能效率做一個說明。由于一個硅太陽能電池的理論性限定效率不是很高，這樣就從實際上限制了太陽能電池的光電換能效率的提高。目前據報道，全球研究范圍內的太陽能電池的光電換能效率為24％或更高一些。

然而，由于太陽能電池的大規模生產，其實際的平均光電換能效率只有17％。因此，需要開發一種可以應用在每年產量達到或超過30MW的自動化大規模生產線上的一種高效生產方法。

在太陽能電池的制備過程中，太陽能電池的電極通常是在一塊底板上印有一種金屬黏土的屏幕形成。但是，底板和電極表面之間產生的高抗接觸性，會減少太陽能電池的光電換能效率。因此，為了減少這種抗接觸性，底板上就必需構建一個擴散有較多混合物的大涂覆區。

但是，在整個底板表面構建這個大涂覆區，會由于其中存在的過多混合物而產生一種內聚力現象。結果也會減少太陽能電池的光電換能效率。正由于此，這種大涂覆區只能選擇性地制備在底板的某個特殊部位。

現有技術中也有多種制備一種選擇性發射極的方法。其中首選的方法包括使用一種照相平板法在一塊底板的表面上制備一種氧化物薄膜圖案，并在高溫下將混合物擴散在底板上，然后除去氧化物薄膜，再在底板上擴散混合物。通過兩次混合物的擴散，在底板上覆蓋了氧化物薄膜圖案的部分上形成了一個混合物分布較少的區域，而在底板上的相應于氧化物薄膜圖案開放區的區域形成了一個混合物分布較多的區域。

次選的方法包括使用一種局部發射方法在一塊底板的表面形成一種硅氧化物薄膜圖案，并在高溫下將混合物擴散到底板上。用這種方法可以將混合物部分地擴散到硅氧化物薄膜上。從而在底板上相應于硅氧化物薄膜圖案開放區的部分上形成混合物分布較多的區域。

但是，上述這些傳統方法具有下述的問題。在首選的方法中，制備太陽能電池的方法相對復雜，并且照相平板法、蝕刻法、沉積法等在底板表面上額外形成一個氧化物薄膜圖案步驟也增加了太陽能電池的生產費用。此外，該首選方法生產的太陽能電池，其光電轉換效率也不穩定。

在次選的方法中，準確地判斷硅氧化薄膜是否擴散到一個預定的目標值是非常困難的，因此，在底板上形成一個均勻的發射極層也非常困難。太陽能電池的發射極層中的混合物濃度不均勻，則降低了其光電換能效率。此外，在次選的方法中，還需要在形成選擇性發射極后增加一個步驟來除去氧化物薄膜等步驟，從而增加了整個過程的時間。并且，由于底板暴露在除去氧化物薄膜的環境中，因此會增加太陽能電池的錯誤率。

發明內容

本發明優選的實施例一方面是解決至少一個上述問題和/或缺點，提供至少一個下述的優點。因此，本發明優選的實施例一方面是提供一種制備太陽能電池的選擇性發射極的方法，它甚至可以在大生產過程中提高太陽能電池的光電換能效率，通過使用一種非接觸式輻射加熱器向整塊底板上注入一種第一熱能，同時在用加熱處理法擴散混合物時，使用一個激光向底板的一部分區域或多個區域注入一種次選的熱能。

本發明優選實施例的另一方面是提供一種擴散設備來形成一種太陽能電池的發射極，從而在大生產過程中提高該太陽能電池的光電換能效率，通過使用一種非接觸式輻射加熱器向整塊底板中注入一種首選的熱能，同時在用加熱處理法擴散混合物時，向底板的部分區域或多個區域注入一種第二熱能用來制備選擇性發射極，

為了達到本發明的這些以及其它優點，本發明提供了一種制備太陽能電池選擇性發射極的方法。該方法包括蝕刻一塊硅底板使其表面產生紋理，在硅底板的表面上涂覆一種混合物的溶液，將一種第一熱能注入到已經涂覆了混合物溶液的硅底板的整個表面上，并且在向硅底板的整個表面上注入該第一熱能的同時，用一束激光束照射硅底板上的部分區域，從而向其注入一種第二熱能。

第一熱能將混合物離子擴散在硅底板上，結果形成一種發射極層，而第二熱能將混合物離子進一步擴散在發射極層的部分區域上，結果形成一種選擇性發射極區。

第二熱能包括第一熱能和激光束產生的一種第三熱能源。第二熱能產生的溫度等于第一熱能和第三熱能共同產生的溫度之和。