[發明專利]選擇性發射極黑硅雙面PERC晶體硅太陽能電池的制作方法

在審

• 申請號: 201810167076.1
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108470781A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 陳麗萍
• 申請（專利權）人: 無錫尚德太陽能電力有限公司
• 主分類號: H01L31/0236
• 分類號: H01L31/0236;H01L31/0224;H01L31/068;H01L31/18;C30B33/10;C30B31/06;C25D7/12;C25D5/50;C25D5/12;C23F17/00;C23C16/513;C23C16/40;C23C16/34
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;劉海

本發明涉及一種選擇性發射極黑硅雙面PERC晶體硅太陽能電池的制作方法，其特征是，包括以下步驟：（1）在硅片正面和背面采用金屬催化化學腐蝕法制備黑硅絨面；（2）對硅片進行高溫磷擴散形成PN結；（3）去除擴散后硅片正面磷硅玻璃和背面及邊緣的PN結；（4）在硅片的背面沉積氧化鋁/氮化硅疊層鈍化薄膜，在硅片的正面沉積氮化硅減反射膜層；（5）使用激光器在硅片背面打線，得到打線槽；（6）在硅片正面噴涂或者甩涂磷酸溶液；（7）采用激光對硅片正面進行激光摻雜得到主柵線和副柵線圖形區域；（8）硅片的正面和背面同時電鍍；（9）退火。本發明降低表面反射率，提高黑硅電池轉換效率，降低了制造成本。

技術領域

本發明涉及一種選擇性發射極黑硅雙面PERC晶體硅太陽能電池的制作方法，屬于光電技術領域。

背景技術

光伏發電由于其成本太高，仍然無法取代傳統能源，降低成本、提高太陽電池轉換效率是光伏行業可以逐漸取代傳統能源的關鍵。多晶金剛線切割硅片具有切割速度快、相比于砂漿切割線損更小、損傷層更薄、更環保、成本低等優勢，市場份額逐年提升，逐步替代砂漿切割硅片，金剛線切割硅片降低了硅片成本，將成為行業主流，但是多晶金剛線切太陽電池表面反射率高制約了電池效率的提升，制絨后表面有色差影響了多晶金剛線切太陽電池的良品率，而濕法黑硅技術成功解決了這些難題，既能提高多晶金剛線切太陽電池的轉換效率、良品率，又能降低電池成本。

濕法黑硅中的金屬催化化學腐蝕法采用銀、銅等電負性高于硅的金屬顆粒在化學腐蝕液的作用下在硅片表面形成多孔結構，從而降低硅片表面反射率，工藝簡單，成本低，更適用于工業生產，可使多晶效率提升0.2-0.3%（絕對值）。如圖1所示，為金剛線黑硅電池與常規電池反射率對比示意圖。

黑硅絨面為納米孔結構，常規多晶絨面為微米級蠕蟲結構，因此黑硅比表面積大于常規多晶，由于黑硅絨面結構特殊性，在前表面磷擴散制備PN結時表面雜質濃度高，俄歇復合嚴重，更容易形成擴散“死層”。為提升黑硅電池轉換效率，需降低表面摻雜濃度，減少光生少數載流子的表面復合。同時，在較低的表面雜質濃度下，黑硅表面的鈍化效果也更好，鈍化后可進一步減少表面復合，但表面摻雜濃度降低后，金屬電極區域的接觸電阻會升高，導致電池串聯電阻升高轉換效率下降。選擇性發射極結構在電池電極柵線與柵線之間受光區域對應的活性區域形成低摻雜淺擴散區，電池的電極柵線下方區域形成高摻雜深擴散區。在電極間隔區形成與常規太陽電池一樣的NP結，在低摻雜區和高摻雜區交界處形成橫向N⁺N高低結，在電極柵線下方形成N⁺P結，與常規太陽電池相比，選擇性發射極太陽電池電極柵線處多一個橫向N⁺N高低結和一個N⁺P結，有利于提高光生載流子的收集率、降低太陽電池的串聯電阻、減少光生少數載流子的表面復合和減小擴散死層的影響。疊加選擇性發射極結構，黑硅電池效率可再提升0.2-0.3%（絕對值）。圖2為選擇性發射極太陽電池的結構示意圖。

濕法黑硅納米制絨技術和選擇性發射極結構使多晶金剛線太陽電池的轉換效率有了大幅提升。但是電池背表面較為嚴重的光學和電學損失已成為制約多晶黑硅電池效率進一步提升的瓶頸。鈍化發射極背面接觸電池（PERC）結構不僅可以大幅降低背表面電學復合速率，還可以形成良好的內部光學背反射機制，尤其是在硅片向著薄片化的發展趨勢下，電池表面鈍化質量和內部背反射效果的重要性就更加凸顯。PERC結構使黑硅電池效率提升0.7-1.0%。