[發明專利]太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201280060746.0
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN104011874A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 孫元一;沈油枃;金義德
• 申請（專利權）人: 韓化石油化學株式會社
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 朱梅;李海明

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池及其制備方法。更具體而言，本發明涉及一種顯示低的接觸電阻和高效率的太陽能電池，及其制備方法。

本申請要求于2011年12月9日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2011-0132202號的優先權和權益，其公開的內容以引用的方式全部并入到本文中。

背景技術

近來，預期常規的能源(如石油或煤炭)將會枯竭，尋找替代能源的興趣日益增加。作為替代能源之一，太陽能電池(下一代電池)使用將太陽能直接轉化為電能的半導體裝置，而因此其為關注的焦點。太陽能電池主要分為硅太陽能電池、化合物半導體太陽能電池和疊層太陽能電池，其中，硅太陽能電池為主流。

另一方面，為了實現硅太陽能電池的高效率，已經開發了許多裝置，如淺結發射極、選擇性發射極等。淺結發射極指的是具有60至120Ω/平方的高表面電阻的發射極層，其具有低復合率和使用具有短波長的太陽光的優點。

在晶體硅太陽能電池中，在基板上形成的發射極層使使用基板作為基底形成pn結。高Rs電池具有60至120Ω/平方的表面電阻，其高于早期的晶體硅太陽能電池的發射層的表面電阻(40至50Ω/平方)，而因此其顯示優異的光電轉化效率。換言之，所述高效的太陽能電池在所述太陽能電池基板前面上形成的發射極層的表面中提供窄的死層(dead?layer)(其中由形成的電子形成的電流被濃度過量的半導體雜質所中斷的區域)，這提高了太陽能電池的效率。

這種高效率太陽能電池的發射極層具有100nm至500nm的厚度，以及在所述發射極層中的半導體雜質可以具有1×10¹⁶至1×10²¹原子/cm³的濃度。在之前的太陽能制備工藝中，通過形成具有這樣的超薄厚度的發射極和通過控制在發射極層中的所述半導體雜質具有低的摻雜濃度來制備所述發射極層。

然而，在常規太陽能電池中的發射極層的厚度為600nm以上，然而，在高效率太陽能電池中的發射極層的厚度是超薄的，如100nm至500nm。因此，當在高效率太陽能電池中形成電極時，其通過薄發射極層與基底基板接觸，因而具有容易短路的問題。也就是，為了商業利用包括薄發射極層的高效率太陽能電池，需要額外的步驟使得所述電極容易地與薄發射極層接觸，并且防止由所述電極與基底硅基板接觸導致的短路。

Ag膏被用于形成所述薄發射極的正面電極，其包含銀粉、有機粘合劑、玻璃粉等。然而，由于所述Ag膏的玻璃粉，歐姆接觸性能差，并且在苛刻情況下甚至可能發生短路現象。特別地，形成正面電極的接觸需要進行短期的大約800℃的高溫工藝。如果沒有正確地調整所述高溫工藝，將導致高的串聯電阻和/或低的并聯電阻。

作為保持薄發射極的優點和克服其缺點的途徑之一，公開了加入具有低接觸電阻的鎳層，并且燒制形成硅化鎳的方法(韓國專利申請第2010-7022607號)。在韓國專利申請2010-7022607中，所述方法進一步使具有n型摻雜部分的無電鍍選擇性鎳層退火以形成硅化鎳層，以及在所述硅化鎳層上電鍍多個接觸點，從而形成用于光伏器件的低電阻接觸路徑。上述文獻1的方法具有這樣的缺點：由于用于形成所述鎳層的無電鍍工藝和單獨的選擇性電鍍工藝導致該方法復雜，且成本昂貴。此外，所述方法應該包括額外的步驟以使具有p型摻雜的體硅(bulk?silicon)的太陽能裝置的鋁背面退火以建立更密集的p型摻雜區域(稱作BSF(背面場(Back?Surface?Field))，所述背面場向p-n結驅趕電子。

提供了通過使用硅基板摻雜膏經由在頂部選擇性地形成更密集的雜質摻雜區域形成選擇性發射極來增加在p-n結區域的電勢差和提高短波響應來增加光伏功率的效率的方法(韓國專利申請第2010-0068987號)。在第2010-0068987號的情況下，所述方法包括如下步驟：加入第二導體型雜質并擴散至硅基板中以在所述硅基板的上部上形成第二導體型半導體層；利用摻雜膏印刷所述硅基板表面，并且加熱它以在所述第二導體型半導體層上形成更密集的摻雜區域；使用所述摻雜膏作為屏障蝕刻所述硅基板表面；除去印刷在所述硅基板表面上的摻雜膏，并且圖形化金屬材料以與所述更密集摻雜的區域接觸，由此形成電極；和進行額外的擴散步驟以延伸所述更密集摻雜的區域。然而，即使這種方法，也是復雜且成本高昂的。

發明內容

技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明的目的是提供具有低接觸電阻的太陽能電池。

本發明的另一目的是提供用于制備太陽能電池的方法。

技術方案