專利名稱：晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽(yáng)能電池的制備方法，具體涉及一種晶體硅太陽(yáng)能電池 選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，常規(guī)能源的持續(xù)使用帶來(lái)了能源緊缺以及環(huán)境惡化等一系列經(jīng)濟(jì)和社會(huì)問(wèn) 題，發(fā)展太陽(yáng)能電池是解決上述問(wèn)題的途經(jīng)之一。因此，世界各國(guó)都在積極開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能電 池，而高轉(zhuǎn)換效率、低成本是太陽(yáng)能電池發(fā)展的主要趨勢(shì)，也是技術(shù)研究者追求的目標(biāo)。目前，在各類太陽(yáng)能電池中，晶體硅太陽(yáng)能電池占了 90%的市場(chǎng)份額，其中單晶 硅電池的轉(zhuǎn)化效率超過(guò)了 17%，多晶硅電池轉(zhuǎn)化效率也超過(guò)16%。如何在成本追加不太 多的前提下，較大幅度提高轉(zhuǎn)化效率是大家關(guān)注的目標(biāo)。其中，選擇性發(fā)射極(Selective Emitter)結(jié)構(gòu)是一個(gè)非常好的選擇，其具體結(jié)構(gòu)是(1)在電極柵線以下及其附近區(qū)域形 成重?fù)诫s區(qū)，以提高開(kāi)路電壓，降低接觸電阻，提高填充因子；(2)在非柵線區(qū)域形成淺摻 雜區(qū)，以獲得較好的表面鈍化效果，提高短波響應(yīng)和載流子收集率，從而提高短路電流。然而，目前實(shí)際應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方 法都需要進(jìn)行兩次擴(kuò)散工藝，以分別形成重?fù)诫s和淺摻雜區(qū)。顯然，兩次擴(kuò)散工藝需要較多 的工序與設(shè)備，很大程度上提高了生產(chǎn)成本；此外，多次高溫?cái)U(kuò)散會(huì)對(duì)硅片的少子壽命產(chǎn)生 負(fù)面影響，限制了轉(zhuǎn)化效率的進(jìn)一步提升。針對(duì)上述問(wèn)題，出現(xiàn)了制備選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的單步擴(kuò)散法，如中國(guó)發(fā)明專利申 請(qǐng)CN101022140A公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射區(qū)的方法，先在硅片上均 勻沉積含磷物質(zhì)作為磷源，然后通過(guò)激光選擇性加熱在硅片表面局部形成重?fù)诫s區(qū)域，最 后將硅片進(jìn)行整體熱處理形成輕擴(kuò)散區(qū)域。然而，上述方法需要額外使用激光設(shè)備，成本較 高，一般只停留在實(shí)驗(yàn)室階段，工業(yè)實(shí)用性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種適于工業(yè)應(yīng)用的晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的 制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射 極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)采用磷擴(kuò)散的方法對(duì)P型硅片進(jìn)行重?fù)诫s，形成P-N+結(jié)；(2)在步驟(1)得到的硅片所需的非電極區(qū)用酸性溶液或酸性漿料進(jìn)行化學(xué)腐 蝕，形成淺摻雜N區(qū)；(3)清洗上述硅片，去除殘余的化學(xué)溶液及殘留物，即得到所述晶體硅太陽(yáng)能電池 選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)。上文中，所述P型硅片可以是單晶硅片或多晶硅片。所述步驟(1)中的磷擴(kuò)散 方法可以采用現(xiàn)有的工藝，例如可以用POCl3為液態(tài)源的管式擴(kuò)散、離子注入、或者用噴涂
3(Spray)/打印(Inkjet print)含磷液體再進(jìn)行鏈?zhǔn)?Inline)擴(kuò)散。優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟(1)中重?fù)诫s得到的N+區(qū)的方塊電阻為10 40 Ω / □。所述步驟(2)中的酸性溶液或酸性漿料是現(xiàn)有技術(shù)，其主要成分是磷酸，可以選
用市售產(chǎn)品。上述技術(shù)方案中，所述步驟(2)中化學(xué)腐蝕采用絲網(wǎng)印刷或噴涂打印的方法。上述技術(shù)方案中，所述步驟(2)中化學(xué)腐蝕的時(shí)間為30秒至20分鐘。上述技術(shù)方案中，所述步驟(2)形成的淺摻雜N區(qū)的方塊電阻為50 150 Ω/口。上述技術(shù)方案中，所述步驟(2)中化學(xué)腐蝕的溫度為常溫?；蛘邽?00 450°C。所述步驟(3)中的清洗步驟，所用清洗液可以為純水，或者濃度為0. 1 2%的氫 氧化鉀；可以使用超聲、噴淋或兩者結(jié)合的清洗方式；溫度控制在20 80°C為佳。上述硅片后續(xù)可以采用常規(guī)制備方法制備得到選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)晶體硅太陽(yáng)電 池。由于上述技術(shù)方案的采用，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明開(kāi)發(fā)了一種新的晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，其工 藝步驟簡(jiǎn)單，可以利用現(xiàn)有的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而具有良好的工業(yè)實(shí)用性，適于推廣應(yīng)用。2.相對(duì)于現(xiàn)有的兩次擴(kuò)散工藝，本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，節(jié)省了生產(chǎn)成本，避免了多次 高溫?cái)U(kuò)散會(huì)對(duì)硅片的少子壽命產(chǎn)生負(fù)面影響，適合選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的規(guī)模化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一一種晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟(1)以POCl3為液態(tài)源，對(duì)制絨后的單晶P型硅片做均勻磷擴(kuò)散，制備P-N+結(jié)，制 備的N+區(qū)方塊電阻為20 Ω / □；(2)采用絲網(wǎng)印刷的方式，將酸性漿料印刷至所需的非電極區(qū)；(3)經(jīng)過(guò)250°C加熱5分鐘，酸性漿料可將N+區(qū)蝕刻成為淺摻雜N區(qū)，(4)將上述硅片用0. 5%的氫氧化鉀在40°C下超聲清洗5分鐘，隨后進(jìn)行去離子純 水漂洗10分鐘，最后進(jìn)行5分鐘去離子純水噴淋，甩干；即得到所述晶體硅太陽(yáng)能電池選擇 性發(fā)射極結(jié)構(gòu)。經(jīng)測(cè)試，最終得到的選擇性發(fā)射級(jí)結(jié)構(gòu)的特征是N+區(qū)方塊電阻為20 Ω / □，N區(qū) 方塊電阻為90Ω / 口。實(shí)施例二一種晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟(1)以POCl3為液態(tài)源，對(duì)制絨后的多晶P型硅片做均勻磷擴(kuò)散，制備P-N+結(jié)，制 備的N+區(qū)方塊電阻為30 Ω / □；(2)采用打印噴涂的方式，將酸性液體打印至所需的非電極區(qū)；(3)經(jīng)過(guò)350°C加熱8分鐘，酸性漿料可將N+區(qū)蝕刻成為淺摻雜N區(qū)；(4)將上述硅片用60°C去離子純水噴淋超聲清洗5分鐘，隨后進(jìn)行去離子純水漂洗10分鐘，最后進(jìn)行5分鐘去離子純水噴淋，甩干；即得到所述晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā) 射極結(jié)構(gòu)。 經(jīng)測(cè)試，最終得到的選擇性發(fā)射級(jí)結(jié)構(gòu)的特征是N+區(qū)方塊電阻為30 Ω / □，N區(qū) 方塊電阻為100 Ω / 口。
權(quán)利要求
一種晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)采用磷擴(kuò)散的方法對(duì)P型硅片進(jìn)行重?fù)诫s，形成P N+結(jié)；(2)在步驟(1)得到的硅片所需的非電極區(qū)用酸性溶液或酸性漿料進(jìn)行化學(xué)腐蝕，形成淺摻雜N區(qū)；(3)清洗上述硅片，去除殘余的化學(xué)溶液及殘留物，即得到所述晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在 于所述步驟(1)中重?fù)诫s得到的N+區(qū)的方塊電阻為10 40 Ω / 口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在 于所述步驟(2)中化學(xué)腐蝕采用絲網(wǎng)印刷或噴涂打印的方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在 于所述步驟(2)中化學(xué)腐蝕的時(shí)間為30秒至20分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在 于所述步驟(2)形成的淺摻雜N區(qū)的方塊電阻為50 150 Ω/口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在 于所述步驟(2)中化學(xué)腐蝕的溫度為常溫。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在 于所述步驟(2)中化學(xué)腐蝕的溫度為100 450°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟(1)采用磷擴(kuò)散的方法對(duì)P型硅片進(jìn)行重?fù)诫s，形成P-N+結(jié)；(2)在步驟(1)得到的硅片所需的非電極區(qū)用酸性溶液或酸性漿料進(jìn)行化學(xué)腐蝕，形成淺摻雜N區(qū)；(3)清洗上述硅片，去除殘余的化學(xué)溶液及殘留物，即得到所述晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的工藝步驟簡(jiǎn)單，可以利用現(xiàn)有的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而具有良好的工業(yè)實(shí)用性，適于制備選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L31/18GK101916798SQ20101023340
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者吳堅(jiān), 王栩生, 章靈軍 申請(qǐng)人:蘇州阿特斯陽(yáng)光電力科技有限公司;阿特斯(中國(guó))投資有限公司