[發(fā)明專利]一種背接觸太陽能電池的制備方法

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• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107785456A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林建偉;李靈芝;季根華;劉勇
• 申請（專利權(quán)）人: 泰州中來光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 北京金之橋知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11137
• 代理人: 林建軍,朱黎光

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種背接觸太陽能電池的制備方法。

背景技術(shù)

太陽能電池是一種將光能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件，較低的生產(chǎn)成本和較高的能量轉(zhuǎn)化效率一直是太陽能電池工業(yè)追求的目標(biāo)。對于目前常規(guī)太陽能電池，其p+摻雜區(qū)域接觸電極和n+摻雜區(qū)域接觸電極分別位于電池片的正反兩面。電池的正面為受光面，正面金屬接觸電極的覆蓋必將導(dǎo)致一部分入射的太陽光被金屬電極所遮擋反射，造成一部分光學(xué)損失。普通晶硅太陽能電池的正面金屬電極的覆蓋面積在7％左右，減少金屬電極的正面覆蓋可以直接提高電池的能量轉(zhuǎn)化效率。

背接觸電池，是一種將p+摻雜區(qū)域和n+摻雜區(qū)域均放置在電池背面(非受光面)的電池，該電池的受光面無任何金屬電極遮擋，從而有效增加了電池片的短路電流，使電池片的能量轉(zhuǎn)化效率得到提高。

背接觸結(jié)構(gòu)的太陽能電池是目前太陽能工業(yè)化批量生產(chǎn)的晶硅太陽能電池中能量轉(zhuǎn)化效率最高的一種電池，它的高轉(zhuǎn)化效率、低組件封裝成本，一直深受人們青睞。現(xiàn)有技術(shù)制備背接觸太陽能電池常用的工藝步驟如圖10所示，需要兩步高溫擴(kuò)散工藝才能形成正表面的n+輕摻雜區(qū)域和背表面的n+重?fù)诫s區(qū)域，高溫工藝過程復(fù)雜，成本高，且對硅基體的損傷較大。另外在背表面進(jìn)行硼擴(kuò)散之前必須額外設(shè)置背表面掩膜層以形成背表面局部p+摻雜區(qū)域，不僅增加了工藝的復(fù)雜性，還會提高電池片的生產(chǎn)成本。因此，通過減少高溫工序及掩膜數(shù)量、降低成本的方法來制備高效背接觸電池，一直以來都是一個巨大的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種背接觸太陽能電池的制備方法。

本發(fā)明提供的一種背接觸太陽能電池的制備方法，其技術(shù)方案為：

一種背接觸太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、選擇N型晶體硅基體，并對N型晶體硅基體的表面作制絨處理；

(2)、在步驟(1)處理后的N型晶體硅基體的正表面制備薄掩膜；

(3)、將步驟(2)處理后的N型晶體硅基體放入工業(yè)用擴(kuò)散爐中對基體的正表面和背表面進(jìn)行磷擴(kuò)散處理，擴(kuò)散溫度為750-900℃，時間為60-180分鐘，擴(kuò)散過程中引入磷硅玻璃生長促進(jìn)劑，擴(kuò)散完成后，在正表面形成n+輕摻雜區(qū)域和磷硅玻璃層，在背表面形成n+重?fù)诫s區(qū)域和磷硅玻璃層；

(4)、使用激光器在步驟(3)處理后的N型晶體硅基體的背表面形成穿透磷硅玻璃的槽狀結(jié)構(gòu)；

(5)、將步驟(4)處理后的N型晶體硅基體放入堿性拋光液中，刻蝕掉背表面未被磷硅玻璃覆蓋的n+重?fù)诫s區(qū)域；

(6)、對步驟(5)處理后的N型晶體硅基體進(jìn)行背表面硼擴(kuò)散處理，形成背表面p+摻雜區(qū)域；

(7)、將步驟(6)處理后的N型晶體硅基體進(jìn)行清洗處理，去除正表面磷硅玻璃層、正表面薄掩膜及背表面的磷硅玻璃層；

(8)、在步驟(7)處理后的N型晶體硅基體的正表面設(shè)置鈍化減反膜，在背表面設(shè)置鈍化膜；

(9)、通過絲網(wǎng)印刷的方法在步驟(8)處理后的N型晶體硅基體的背表面n+重?fù)诫s區(qū)域上印刷n+金屬電極漿料，在背表面p+摻雜區(qū)域上印刷p+金屬電極漿料，并進(jìn)行燒結(jié)處理。

本發(fā)明提供的一種背接觸太陽能電池的制備方法，還包括如下附屬技術(shù)方案：

其中，步驟(2)中，所述薄掩膜為SiO₂、SiN_x或SiO_xN_y中的一種或幾種的混合，其厚度為10nm-40nm。

其中，步驟(2)中，所述磷硅玻璃生長促進(jìn)劑是水蒸氣，磷硅玻璃層的厚度大于50nm。

其中，所述水蒸氣通過氮氣或者氧氣鼓泡的方式攜帶進(jìn)入擴(kuò)散裝置。

其中，通過氮氣或氧氣直接攜帶飽和水蒸氣的方式進(jìn)入擴(kuò)散裝置；攜帶水蒸氣的氮氣或氧氣的流量為500-5000sccm。

其中，在步驟(3)中，磷擴(kuò)散處理的磷源采用三氯氧磷，擴(kuò)散溫度為 750-900℃，時間為60-180分鐘；磷擴(kuò)散后正表面n+輕摻雜區(qū)域的方阻為100-300Ω/sqr，背表面n+重?fù)诫s區(qū)域的方阻為50-100Ω/sqr。

其中，步驟(5)中，堿性拋光液為KOH、NaOH、四甲基氫氧化銨或乙二胺溶液。

其中，步驟(6)中，硼擴(kuò)散處理的硼源為三溴化硼，擴(kuò)散溫度為940-1000℃，時間為150-240分鐘，硼擴(kuò)散后的方阻為40-150Ω/sqr。