[發明專利]基于SE選擇性發射結的N型襯底微晶硅異質結電池的制備方法

在審

• 申請號: 201210038580.4
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN103258900A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 高華;汪建強;張聞斌;李杏兵;楊達偉
• 申請（專利權）人: 上海超日太陽能科技股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 上海世貿專利代理有限責任公司 31128
• 代理人: 葉克英

技術領域

本發明涉及微晶硅異質結電池的制作方法，特別是基于SE選擇性發射結的N型襯底微晶硅異質結電池的制備方法。

背景技術

基于傳統工藝的高效晶體硅電池效率提升已經逐漸走到了盡頭，同時研發高效率低成本且易于兼容現有主流工藝的電池技術也越發急迫。各種結構類型的選擇性發射結SE電池解決方案也隨之出現，但是產業化SE技術路線對電池性能改善有限。在當前電池效率超過20%的產業化電池結構中，SANYO的HIT電池以其高開路電壓、工藝簡單著稱。本發明結合了SE電池在短波方面的優勢，以及異質結電池的內在高開路電壓潛質，以圖將其付諸產業化大規模生產。

發明內容

本發明目的是克服現有技術存在光電轉換率低、硅片鈍化處理難的問題，提出了基于SE選擇性發射結的N型襯底微晶硅異質結電池的制備方法，此膜貼在硅片表面，即可解決上述問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：基于SE選擇性發射結的N型襯底微晶硅異質結電池的制備方法，其特征在于：以N型硅片作為電池襯底，進行以下步驟，

（1）???將硅片襯底清洗制絨；

（2）???通過絲網在硅片正面印刷磷墨、烘干；

（3）???再對硅片進行擴散，使硅片正面形成選擇性發射結N+擴散層；

（4）???對硅片二次清洗；

（5）???在N+擴散層上沉積a-SiNx層；

（6）???在電池的背面沉積非晶硅/微晶硅疊層結構；

（7）???通過絲網印刷硅片正面電極；

（8）???濺射并蒸發硅片背面電極。

所述步驟1具體是指，先采用NaOH溶液去除硅片襯底的損傷層；再采用KOH溶液、異丙醇IPA及制絨添加劑進行絨面刻蝕，最后經HCL溶液浸泡后，用去離子水漂洗、烘干。

所述步驟3具體是指，將硅片襯底放入擴散爐內，以三氯氧磷為液態擴散源進行一次性擴散。

所述擴散爐的溫度控制在820-860℃，擴散時間為25-35分鐘，使選擇性擴散區方塊電阻控制在70-80ohm/square，非重擴區表面方阻控制在30-40ohm/square。

所述步驟4具體是指，采用濕法刻蝕機去除硅片正面磷硅玻璃、柵線區域多余磷墨及硅片背面的磷擴散繞射背結。

所述步驟6具體是指，采用HWCVD或PECVD設備，以硅烷、氫氣和硼烷為反應氣源，在450℃條件下沉積厚度為10nm的非晶硅/微晶硅疊層，構成硅片襯底的背發射結。

所述步驟8具體是指，硅片襯底背面通過靶材濺射沉積一層ZnO:Al透明導電膜，并采用掩膜方式蒸發制備Al背電極，并低溫退火。

本發明的優點：加工工藝簡單快速，成本低廉，易于兼容現有工藝的電池技術，并具有極佳的鈍化效果，大大提升光電轉換率，提高電池使用性能。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作詳細說明。

請參見圖1，圖1為本發明的結構示意圖。圖中所示的是基于SE選擇性發射結的N型襯底微晶硅異質結電池的制備方法，其特征在于：選取電阻率在1.5～4ohmcm的N型(100)面單晶硅片作為襯底，進行以下步驟。

實施例1:（1）???將硅片襯底清洗制絨：先采用NaOH溶液去除硅片襯底的損傷層；再采用KOH溶液、異丙醇IPA及制絨添加劑進行絨面刻蝕，最后經HCL溶液浸泡后，用去離子水漂洗、烘干。

（2）???通過絲網在硅片正面印刷磷墨、烘干：在特制SE磷墨網版上，采用絲網印刷技術將磷墨轉印到N型硅片襯底上，烘干后待用。

（3）???再對硅片進行擴散，使硅片正面形成選擇性發射結N+擴散層：將硅片襯底放入擴散爐內，以三氯氧磷為液態擴散源進行一次性擴散。所述擴散爐的溫度控制在820℃，擴散時間為25分鐘，使選擇性擴散區方塊電阻控制在70ohm/square，非重擴區表面方阻控制在30ohm/square。經過查閱大量資料及實驗數據顯示,在不改變正面柵線設計的前提下,選擇性非重擴區域方塊電阻控制在70-80ohm/sq,與常規擴散相比，能有效改善電池短波相應，降低電池表面復合速度，提高電池開路電壓(Voc);選擇性重擴區域方塊電阻控制在30-40ohm/sq，能獲得較優的串聯電阻及較高的填充因子(FF)。