[發明專利]N型電池正面SE結構的制備方法

在審

• 申請號: 202010619097.X
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111739958A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 瞿輝;曹玉甲;楊松波;張強;袁玲;楊三川
• 申請（專利權）人: 江蘇順風光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0288
• 分類號: H01L31/0288;H01L31/0224;H01L31/0236;H01L31/18
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 朱曉凱

本發明涉及一種N型電池正面SE結構的制備方法，具體為在制絨后的N型硅片上生長一層氧化層，然后按照細柵線的圖形位置在氧化層上利用激光進行開槽，再進行硼擴散，后續則進行常規電池制備流程后，在開槽處印刷金屬電極。由于氧化層對于硼擴散具有一定的阻擋作用，因此在硼擴散過程中，氧化層覆蓋區摻雜濃度較低，可形成淺摻雜區；而開槽處則無氧化層或氧化層極薄，則形成重摻雜區，從而形成硼擴散面SE結構。

技術領域

本發明屬于太陽能電池生產技術，具體涉及一種N型電池正面SE結構的制備方法。

背景技術

太陽能是一種清潔、安全、取之不盡用之不竭的能源。開發利用太陽能可有效解決現有的環境污染和能源危機等問題。太陽能電池是將太陽能直接轉換成電能的裝置。目前，我國太陽能電池轉換效率和量產規模在全世界均處于領先地位。N型太陽能電池具有高少數載流子壽命以及對某些金屬雜質不敏感等特性，所以具有更高的效率和穩定性。此外，N型太陽能電池還有弱光響應好和溫度系數低等優點，可以提高對太陽光的利用效率，N型太陽能電池已經成為光伏行業研究熱點之一。

選擇性發射極（selective emitter，SE）太陽能電池，即在金屬柵線與硅片接觸部分及其附近進行高濃度摻雜，而在電極以外的區域進行低濃度摻雜，其結構如圖1所示。SE結構太陽能電池具有以下幾個優勢：一、非SE區域可以進行低濃度的摻雜，載流子復合速率與雜志濃度的平方成反比，因此SE的低濃度摻雜可以有效減少載流子在擴散層的橫向流動，減小載流子復合速率，提高電池的開壓和電流。二、根據金屬-半導體接觸電阻理論，接觸電阻與金屬勢壘和表面摻雜濃度有關，摻雜濃度越高，接觸電阻越小，填充因子越高，因此B擴面SE結構的高濃度摻雜可以有效提升電池的填充因子。

目前SE的制作技術主要有以下幾種方法：1、激光法SE，即利用激光能量將PSG或BSG中的摻雜源進行二次推進，形成重摻雜區，未激光區則形成淺摻雜區。該方法工藝步驟少，除激光外無需增加其他設備，目前大多數PERC電池廠家都是采用的此方法，但由于于BSG中的B源較難推進，因此所需激光功率較大，對硅片損傷也較大，電池效率提升不明顯且生產良率較低。2、反刻法，即在重擴散后的片子上打印與前柵線圖案一樣的有機材料掩膜作為腐蝕阻擋層，再利用腐蝕液對掩膜外的重擴區進行腐蝕形成淺結。此法產量大，碎片率低，易于產業化，但反刻步驟較難控制，且增加工序設備較多。3、印刷硼源單步擴散法，即絲網印刷硼源，通過高溫加熱進行擴散，在與柵線接觸位置形成重摻雜，其他位置形成淺摻雜。改法工藝簡單，不需要增加設備。但擴散工藝較難調整，且絲網印刷硼源，容易引入金屬離子，污染電池和擴散爐管。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明的目的在于提供一種N型電池正面SE結構的制備方法，其工藝簡單，在電池表面有效形成高濃度摻雜區和低濃度摻雜區，從而提高太陽能電池的轉化效率。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種N型電池正面SE結構的制備方法，包括如下步驟：

S1：制絨；

S2：氧化：在硅片表面生長一層60-80nm的氧化層；

S3：激光開槽：按照細柵線的圖形位置在氧化層上進行激光開槽，使對應的氧化層消融，同時在消融后的硅表面在激光熱量作用下形成一個厚度在5-7nm的熱氧化層；

S4：硼擴散。

作為本發明的進一步改進：步驟S2中所述氧化層厚度為70-75nm。

在本發明中氧化層厚度至關重要，氧化層厚度如果較薄，則對硼擴散的阻擋作用較弱，無法形成有效的淺摻雜區；氧化層如果較厚，則對硼擴散的阻擋作用過強，導致硼源無法摻進硅片或摻雜工藝時間過長影響電池性能。