[發明專利]一種太陽能電池的制備工藝

在審

• 申請號: 201811207818.5
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN111063761A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 陳孝業;蔣秀林
• 申請（專利權）人: 晶澳太陽能有限公司;晶澳（揚州）太陽能科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/068;H01L31/0224
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 李海波;劉艷麗

本發明公開了一種太陽能電池的制備工藝，包括以下步驟：S1：在硅基體的至少一個表面上設置摻雜硅層；S2：采用激光照射所述摻雜硅層的預設區域，在所述摻雜硅層的預設區域上形成含摻雜源氧化硅保護層；S3：去除未形成含摻雜源氧化硅保護層區域的摻雜硅層，在所述硅基體的至少一個表面形成局部摻雜硅層。該工藝利用激光局部掃描完成局部摻雜硅層，工藝簡潔可行。

技術領域

本發明屬于太陽能電池技術領域，具體涉及一種太陽能電池的制備工藝。

背景技術

晶硅PERC電池結構是現今硅基太陽能電池技術發展的主流方向。對于PERC電池技術而言，P型電池背表面氧化鋁薄膜優良的鈍化使其對長波光線的響應十分優秀，這種電池的光電轉換效率可達22％以上。此時，電池片受光面(正面，也叫做前表面)金屬電極與硅片接觸處嚴重的少子復合就成為限制電池效率進一步提高的瓶頸。因此，設法降低甚至消除受光面金屬與半導體硅片接觸的面積是PERC太陽能電池設計和優化的方向之一。

將鈍化接觸技術運用于PERC電池正面結構可以降低正面金屬-半導體復合程度，能提高電池的開路電壓。德國弗勞恩霍夫太陽能研究所(Fraunhofer ISE)在2014年提出了P型鈍化接觸電池的結構。該鈍化接觸電池結構包括P型晶體硅基體，電池受光面由內而外依次為 P-N結，超薄隧穿鈍化層，摻雜多晶硅或非晶硅層，減反射鈍化介質層和導電金屬電極。這種晶硅電池正面導電漿料和局部區域摻雜多晶硅或者非晶硅接觸以完成正面載流子的收集與導通。由于隧穿鈍化層/摻雜多晶硅層這種疊層設計的能帶結構可以使得多數載流子傳輸到多晶硅層而少數載流子基本被隧穿鈍化層所阻擋，因此在金屬電極和摻雜多晶硅層接觸時基本沒有金屬-半導體復合的損失，大幅提高了太陽能電池的電壓。但是這種P型鈍化接觸電池的缺點是摻雜多晶硅層對于入射光的吸收比較嚴重，產生的電子-空穴對在多晶硅層大量復合，影響了太陽能電池的電流。

發明內容

本發明的目的在于提供一種太陽能電池的制備工藝，該工藝利用激光局部掃描摻雜硅層 (例如摻雜多晶硅層或者摻雜非晶硅層)表面，在摻雜硅層上形成局部含有摻雜源的氧化硅層作為保護層，去除非局部摻雜區域上的摻雜硅層，制得具有局部摻雜硅層的太陽能電池，工藝簡潔可行，既可以有效的減少太陽能電池的金屬-半導體復合，也能減少摻雜硅層對入射光的吸收，提升電池的光電轉化效率。

本發明的上述目的是通過以下技術方案來實現的：一種太陽能電池的制備工藝，包括以下步驟：

S1：在硅基體的至少一個表面上設置摻雜硅層；

S2：采用激光照射所述摻雜硅層的預設區域，在所述摻雜硅層的預設區域上形成含摻雜源氧化硅保護層；

S3：去除未形成含摻雜源氧化硅保護層區域的摻雜硅層，在所述硅基體的至少一個表面形成局部摻雜硅層。

進一步的，步驟S1具體可以包括：在硅基體的至少一個表面上設置本征硅層，再在所述本征硅層上進行摻雜源摻雜，形成所述摻雜硅層。或者，也可在形成本征硅層過程中通入摻雜源直接得到摻雜硅層。

優選的，摻雜源摻雜可以通過采用APCVD沉積PSG(磷硅玻璃)或BSG(硼硅玻璃) 方式實現，也可以通過涂覆磷酸或硼酸、含磷漿料或含硼漿料、LPCVD原位摻雜或者爐管擴散等方式實現，從而形成摻雜多晶硅層或非晶硅層。也可以通過離子注入加退火完成。

本發明步驟S1中的本征硅層，可以是未摻雜的多晶硅層或未摻雜的非晶硅層，相應的，步驟S3中局部摻雜硅層可以是局部摻雜多晶硅層或局部摻雜非晶硅層。

本發明先制備得摻雜硅層，然后采用激光局部掃描摻雜硅層，在摻雜硅層上的局部區域形成含摻雜源的氧化硅保護層，去除沒有保護層的摻雜多晶硅層或非晶硅層，在PERC電池正面和/或背面設計局部遂穿鈍化接觸結構，在不增加正面接觸電阻的條件下消除金屬與硅片之間的直接接觸，降低受光面的金屬半導體接觸少子復合程度。同時，利用摻雜多晶或非晶硅良好的場鈍化作用顯著地提高少子壽命，最終提高電池光電轉換效率。