[發(fā)明專利]一種高效N型晶體硅刻槽埋柵電池的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410217901.6
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN104009118A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫海平;高艷濤;邢國強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 奧特斯維能源（太倉）有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0224
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 劉燕嬌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池制造領(lǐng)域，具體是一種N型晶體硅太陽能電池正面低表面濃度的刻槽埋柵技術(shù)以及雙面電池技術(shù)。

背景技術(shù)

現(xiàn)代化太陽能電池工業(yè)化生產(chǎn)朝著高效低成本化方向發(fā)展，正面選擇性發(fā)射結(jié)加刻槽埋柵技術(shù)與雙面電池技術(shù)相結(jié)合作為高效低成本發(fā)展方向的代表，其優(yōu)勢在于：

（1）????刻槽埋柵這一技術(shù)具有金屬柵線遮光面積小，較高電流收集面積；

（2）選擇性發(fā)射結(jié)技術(shù)有效地降低了金屬柵線與硅基體材料的接觸電阻，并???????????提高了電池的受光區(qū)域（非金屬化區(qū)域）對短波段光的吸收；

（3）雙面電池不僅能夠利用正面入射的太陽光還能利用背面的散射光等，提高了電池的發(fā)電量。而且該種電池更適合建筑一體化，?以及垂直安裝等應(yīng)用；

（4）使用N型晶體硅做襯底，具有較高的少子壽命，可以減少光生載流子在太陽電池表面和體內(nèi)復(fù)合，因此特別適合制作高效的雙面電池。

本發(fā)明基于對刻槽埋柵技術(shù)、選擇性發(fā)射結(jié)技術(shù)、噴墨打印技術(shù)以及N型雙面電池技術(shù)，提出了結(jié)合三種技術(shù)的高效晶體硅太陽能電池制作方法。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明針對低成本可量產(chǎn)刻槽埋柵加選擇性發(fā)射結(jié)與雙面電池技術(shù)結(jié)合的晶硅太陽能電池制備方法的缺乏，提出了一種高效N型晶體硅刻槽埋柵電池的制備方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種N型晶體硅刻槽埋柵電池的制備方法，具體步驟包括：

(a)：單晶硅兩面激光開槽

選擇電阻率為0.3???cm~2???cm的N型硅片，在激光的脈沖能量為0.05uJ~0.8uJ，頻率為50KHz~5000KHz的條件下，采用ns激光器在在襯底兩側(cè)按照電極圖形開槽，槽寬為5um~50um，深為5um~100um，線間距為0.5mm~1.5mm；

(b)：制絨并對其清洗

用濃度為0.5%~2%的氫氧化鈉溶液在75℃~80℃時對N型單晶硅表面進(jìn)行化學(xué)腐蝕，制備出三角形的陷光結(jié)構(gòu)絨面，然后將濃度為10%~12%的鹽酸和濃度為8%~10%氫氟酸混合后對絨面進(jìn)行清洗，除去表面雜質(zhì)；

(c)：在N型硅襯底的前表面進(jìn)行硼擴(kuò)散

在溫度為600-1000℃的擴(kuò)散爐中，采用BBr₃進(jìn)行硼擴(kuò)散，使N型晶體硅的擴(kuò)散面方阻為20-90ohm/sq，形成PN結(jié)；或者先在N型晶體的刻槽面注入硼源，在離子束能量為15keV、離子注入量為15×7cm^-2后，再在溫度為800℃~1000℃的退火爐中退火，退火后的N型晶體硅方阻為20-90ohm/sq，形成PN結(jié)；

(d)：選擇性發(fā)射極形成以及去背結(jié)、邊結(jié)以及硼硅玻璃

用噴頭在開槽部位噴上寬度為5μm~70μm掩膜，再在單面刻蝕的設(shè)備中，將濃度為8%~10%的氫氟酸和濃度為35%~40%的硝酸混合后，在常溫下刻蝕硅片的背面和側(cè)面，然后將濃度為7%~12%的氫氟酸和濃度為35%~40%的硝酸混合后，在溫度為2℃~10℃時對硅片的刻槽面進(jìn)行腐蝕，使得無掩膜區(qū)的方阻為70-150ohm/sq，然后去除掩膜和表面的硼硅玻璃，最后再烘干；

?(e)：背面離子注入磷并退火

在N型硅襯底的背面離子注入磷并進(jìn)行退火處理，退火溫度為600℃-800℃，形成N⁺層，退火后的方阻范圍為20-80ohm/sq；

?(f)雙面鍍膜

在襯底的正面制備厚度為50nm~100nm的氧化鋁和氮化硅或氧化硅和氮化硅或氧化鋁、氧化硅和氮化硅復(fù)合膜，在背面鍍厚度為50nm~100nm的氮化硅膜或氧化硅和氮化硅復(fù)合膜，

?(g)?制備電池的電極

采用噴墨打印技術(shù)在電池的正面開槽處噴印厚度為1-100um，寬度為5-60um的銀鋁漿形成電池的正極，背面開槽處噴印厚度為1-100um，寬度為5-60um的杜邦17F漿料或杜邦18A漿料形成電池的負(fù)極，在溫度為400℃~800℃的燒結(jié)爐中進(jìn)行共燒即可。

步驟a中對單晶硅的正面和背面分別進(jìn)行開槽。

步驟c中對單晶硅的正面擴(kuò)散，形成PN結(jié)，

步驟d中所述的掩膜的寬度大于或等于PN結(jié)一側(cè)凹槽的寬度。

步驟e中對單晶硅的背面制NN⁺高低結(jié)。