[發明專利]一種基于N型襯底的IBC電池的制備方法

無效

• 申請號: 201210171007.0
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102842646A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 柯航;湯安民;梅曉東;王學林
• 申請（專利權）人: 浙江晶科能源有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 吳關炳

技術領域

本發明屬于太陽電池技術領域，具體涉及一種基于N型襯底的IBC電池的制備方法。

背景技術

當電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會經濟發展的瓶頸時，發展可再生能源已經成為全球性的重大課題。這其中，太陽能擁有取之不盡、用之不竭的巨大優勢，因此太陽能是可再生能源的一個主要方向。太陽能電池由于其廣泛的應用，尤其是能應用于邊遠地區、高山、沙漠，制造大型電站而備受人們的青睞。

太陽能電池的結構簡單來說就是一個P-N結，當太陽光照射在半導體P-N結上時，形成新的電子-空穴對。這些電子和空穴在P-N結電場的作用下向兩區流動，即電子由P區流向N區而空穴則由N區流向P區，接通電路后就形成電流。

目前大規模生產的太陽能電池材料主要是用基體為p型的晶體硅材料，然后通過高溫的磷擴散來形成P-N結。其量產的生產工藝穩定性好，但是轉換效率已經幾乎達到瓶頸。所以，人們開始研發低成本、高效率的太陽能電池。

由于常規的太陽能電池受光面約有8%左右的面積被金屬柵線所遮擋，為了減少正面的遮光面積，增加電池的光生電流，人們考慮把正電極和負電極都放在電池的背面，成為背接觸電池。IBC電池也是背接觸電池的一種。

IBC電池早在1977年就有研究者開始研究，直到現在任然是太陽電池行業研究的熱點。相對于常規的硅電池，IBC電池的優勢很明顯，主要可以表現在以下幾個方面：（1）IBC電池的基體材料為n型晶體硅，少子壽命高，適用于制備高效電池，特別是對于IBC電池這種p-n結在背表面的電池結構，因為產生于前表面的光生載流子必須要遷移到電池背表面的p-n結才能被利用，較高的少子壽命是減少光生載流子在太陽電池表面和體內復合的保證；（2）n型基體的硼含量極低，因此由硼氧對造成的光致衰減沒有p型基體材料明顯，對封裝后組件的效率提升更為明顯；（3）IBC電池的正面沒有電極，減少了遮光面積，增加了光生電流，電池的正負電極呈交指狀的分布在電池的背面；（4）IBC電池易于封裝，和常規電池相比，無需把前一片的負極交叉接到后一片的正極，易于操作。同時美觀均一，滿足消費者審美要求。

常規的制備p型發射極的方法是使用高溫擴散硼源，具體就是通過采用高純N₂攜帶BBr₃的方法。和POCl₃類似，BBr₃會反應生成B₂O₃，在高溫的情況下擴散進入硅片內部形成p型發射極。但是，這種方法存在幾個問題：（1）和氣態的P₂O₅不同，B₂O₃的沸點較高，在高溫下還是液態，難以均勻地覆蓋在硅片表面，因此擴散的均勻性難以控制。（2）由于硼擴散的溫度比磷擴散還要高，不僅浪費資源，而且對硅片影響很大，導致硅片少子壽命下降嚴重。

把激光技術應用于太陽電池的研發早已不是新聞，其選擇性、非接觸式的加工工藝也已經超越了其他工藝。使用激光技術能很好的簡化IBC電池的生產流程。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于N型襯底的由激光摻雜制備發射極的IBC電池制備方法，該方法安全可靠、成本低，可以適用于產線大規模生產。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：一種基于N型襯底的IBC太陽電池的制備方法，其特征在于，使用激光摻雜的方法來制備發射極，具體包括以下步驟：

⑴對晶體硅片進行表面織構化處理并進行化學清洗，然后在正背兩面制備介質膜，使硅片表面具有親水性；

⑵在涂有磷源的晶體硅背表面利用激光掃描的方法制備局部N⁺重摻雜結構，并清洗干燥處理；

⑶在涂有硼源的晶體硅背表面利用激光掃描的方法制備局部P⁺重摻雜結構，并清洗干燥處理；

⑷在涂有磷源的晶體硅正表面利用全激光掃描的方法制備N⁺輕摻雜結構；

⑸去除硅片正背兩面的介質膜，并清洗干燥處理；

⑹在硅片正背兩面制備鈍化膜；

⑺在硅片正背兩面制備減反射膜；

⑻在硅片背面制作電池正、負電極；并燒結。

在上述制備方法過程中，對所述步驟⑵、⑶和⑷的次序可以進行任意調整。

作為一種優選，所述步驟⑵和步驟⑷所述的磷源為磷酸與水和酒精的混合溶液或者磷硅玻璃。

作為一種優選，所述步驟⑶所述的硼源為硼酸溶液或者硼硅玻璃。