專利名稱：一種單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽電池，特別是涉及一種單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池及其制作方法。
背景技術(shù)：
隨著石油等不可再生資源的日益枯竭，太陽能等清潔、無污染的能源受到越來 越大的重視，現(xiàn)有技術(shù)中的太陽電池，經(jīng)過若干年的發(fā)展，已經(jīng)越來越多地被應(yīng)用于各 個領(lǐng)域中，其優(yōu)勢也逐漸凸顯出來。目前比較普遍采用的是選擇性發(fā)射極技術(shù)(Selective Emitter,簡稱SE)來制作太 陽電池，現(xiàn)有技術(shù)的這種太陽電池的結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖中的箭頭方向表示太陽光的照 射方向，該太陽電池包括銀柵線電極1'、減反射膜2'、N型低摻雜淺發(fā)射極礦3'、 N型重?fù)诫s深發(fā)射極礦+4'、P型晶體硅5'和鋁背場6'。這種太陽電池在制作時， 先是，用硝酸和氫氟酸為主的化學(xué)腐蝕液，對P型多晶硅片進(jìn)行絨面制作，并去除硅片 表面損傷層；或者用堿液對P型單晶硅片制絨，同時去除硅片表面損傷層；接著，將硅 片放置于氧化爐中進(jìn)行掩膜生長；然后，在正面印刷電極位置上用刻蝕性漿料在掩膜上 開槽，并清洗；再接著，用三氯氧磷(POCl3)液態(tài)源進(jìn)行擴(kuò)散制結(jié)；再然后，用氫氟酸 (HF)溶液進(jìn)行去磷硅玻璃清洗；再接著，用PECVD制作反射膜；再然后，用絲網(wǎng)印刷 工藝形成正、反背面的柵線電極和鋁背場；最后，對絲印后的硅片進(jìn)行燒結(jié)處理。這種 選擇性發(fā)射極的太陽電池，具有兩個重要特征，一是，在電極柵線下及其附近形成高摻 雜深擴(kuò)散區(qū)N++; 二是在其他受光區(qū)域形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)在常規(guī)的選擇性發(fā)射極 (SE)結(jié)構(gòu)中，柵線間的距離是1.5-3.0mm，高摻雜深擴(kuò)散區(qū)的結(jié)深是0.3-0.5 μ m，低摻 雜淺擴(kuò)散區(qū)的結(jié)深是0.2-0.3 μ m。用選擇性發(fā)射極技術(shù)制作太陽電池，是P-N結(jié)晶體硅太陽電池生產(chǎn)工藝中可以 實現(xiàn)較高效率的方法之一。這是因為，一方面低摻雜淺發(fā)射極N+減小了該結(jié)區(qū)和表面的 少子復(fù)合速度，增大了少子的壽命，從而減少了太陽電池的飽和電流，提高了電池的開 路電壓V。。和短路電流Is。。另一方面，高摻雜深擴(kuò)散極N++容易形成歐姆接觸，接觸電阻 Rc變小，從而降低太陽電池的串聯(lián)電阻Rs，提高電池的填充因子F.F.。同時，雜質(zhì)深擴(kuò) 散可以加深加大橫向N+/P結(jié)，而橫向N7P結(jié)和在低摻雜區(qū)和高摻雜區(qū)交界處形成的橫向 NVN++高低結(jié)可以提高光生載流子的收集率，從而提高電池的短路電流Is。。另外，深結(jié) 可以防止電極金屬向結(jié)區(qū)滲透，減少電極金屬在禁帶中引入雜質(zhì)能級的幾率。以上所述 的好處正是在太陽電池不同的區(qū)域中形成摻雜濃度高低不同、擴(kuò)散深淺不同而帶來的。正因為有如上的優(yōu)點，因此，人們在采用選擇性發(fā)射極技術(shù)來制作太陽電池的 傳統(tǒng)思維中，都具有在電極柵線下及其附近形成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)N++和在其他受光區(qū)域形 成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)N+的這種結(jié)構(gòu)。然而，選擇性發(fā)射極技術(shù)本身也存在著如下的不足 一是，選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)要求有較高的方阻，一般為70-150Ω/□，而采用常規(guī)傳統(tǒng)形 成的方阻一般只有40-60 Ω/□；所以，這種結(jié)構(gòu)還使得方阻均勻性差，對工藝控制要求高；二是，在制作過程中，選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)采用的是深結(jié)、淺結(jié)分開的兩步擴(kuò)散法， 所以就導(dǎo)致了工藝復(fù)雜和成本高的弊端；三是，因為即使是淺結(jié)，表面復(fù)合速度仍然很 大，使得少子壽命短，這樣使得太陽電池的效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池 及其制作方法，是改變?nèi)藗兊膫鹘y(tǒng)思維方式，將人們認(rèn)為選擇性發(fā)射極技術(shù)中必不可少 的N型低摻雜淺發(fā)射極N+和N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++中的N型低摻雜淺發(fā)射極N+去除， 并通過調(diào)整N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++的結(jié)深尺寸和銀電極柵線間的距離尺寸，形成了單深 結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)，不但減少了工藝、制造流程，降低了生產(chǎn)成本，而且還提高了太陽電池 的效率。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電 池，由銀柵線電極、減反射膜、N型重?fù)诫s深發(fā)射極礦+、P型晶體硅和鋁背場構(gòu)成；鋁 背場設(shè)在P型晶體硅的背面；多個銀柵線電極均勻分布在P型晶體硅的正面，且相鄰的 銀柵線電極之間的間距為0.1 Imm ；在對應(yīng)于銀柵線電極下方的P型晶體硅中設(shè)有以 液態(tài)源磷擴(kuò)散方式制成的N型重?fù)诫s深發(fā)射極礦+，該N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++的結(jié)深為 0.5 2 μ m ；減反射膜覆蓋在除銀柵線電極之外的P型晶體硅的正面中。所述的減反射膜的厚度為65 85nm。所述的P型晶體硅厚度為80 300 μ m。所述的P型晶體硅為單晶硅片或多晶硅片。一種單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池的制作方法，包括如下步驟A.采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)在P型晶體硅的正面上沉積減反 射膜(Si3N4)；B.用激光的方法在步驟A所形成的減反射膜(Si3N4)上根據(jù)預(yù)先所設(shè)計的銀柵線 電極的分布方式開槽，使每個槽口對應(yīng)于一個銀柵線電極的分布位置；C.采用三氯氧磷(POCl3)液態(tài)源擴(kuò)散方法在上述覆蓋有減反射膜(Si3N4)的P型 晶體硅上制作N型深發(fā)射結(jié)，使每個槽口下方的P型晶體硅形成具有一定結(jié)深度的N型 重?fù)诫s深發(fā)射極礦+;D.用光誘導(dǎo)化學(xué)鍍(LICP)工藝在已形成有N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++的槽口中鍍 銀而形成銀柵線電極；E.在上述已制成有銀柵線電極的P型晶體硅的背面采用絲網(wǎng)印刷鋁(Al)漿料方 式并在網(wǎng)帶爐中熱退火形成鋁背面電場。所述的步驟D中，還包括用光誘導(dǎo)化學(xué)鍍(LICP)工藝先在槽口中鍍銅，然后再 鍍銀。在步驟B中，所述的預(yù)先所設(shè)計的銀柵線電極的分布方式為均勻分布，且相鄰 的銀柵線電極之間的間距為0.1 1mm。在步驟C中，所述的N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++的結(jié)深為0.5 2 μ m。本發(fā)明的一種單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池及其制作方法，所制成的太陽電池， 沒有低摻雜淺結(jié)，只有重?fù)诫s深結(jié)，且電極柵線間距較窄，間距在0.1 Imm之間，遠(yuǎn)小于常規(guī)間距。本發(fā)明的有益效果是，由于采用了將人們認(rèn)為選擇性發(fā)射極技術(shù)中必不可少的 N型低摻雜淺發(fā)射極N+和N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++中的N型低摻雜淺發(fā)射極N+去除， 并通過調(diào)整N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++的結(jié)深尺寸和銀電極柵線間的距離尺寸，來形成單深 結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)的選擇性發(fā)射極技術(shù)制成的太陽電池相比較，本發(fā)明不但具 備了現(xiàn)有技術(shù)的選擇性發(fā)射極技術(shù)的優(yōu)勢，還具有如下有益效果一，在本發(fā)明中，由于只有深結(jié)而無淺結(jié)，這樣就使得太陽電池表面的復(fù)合速 度降低，少子壽命變長，電池的效率得以提升。同時，也使得工藝、制造流程減少，生 產(chǎn)成本降低。二，本發(fā)明在單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)的太陽電池中采用較窄的電極柵線間距，這樣 就可以使橫向電阻降低，從而減少串聯(lián)電阻民，也就可以提高F.F.，使得了電池效率增 大。以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明；但本發(fā)明的一種單深結(jié)密 柵線結(jié)構(gòu)太陽電池及其制作方法不局限于實施例。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的太陽電池的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的太陽電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式參見圖2所示，本發(fā)明的一種單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池，由銀柵線電極1、減 反射膜2、N型重?fù)诫s深發(fā)射極礦+3、P型晶體硅4和鋁背場5構(gòu)成；鋁背場5設(shè)在P型 晶體硅4的背面；多個銀柵線電極1均勻分布在P型晶體硅4的正面，且相鄰的銀柵線 電極4之間的間距為0.1 Imm ；在對應(yīng)于銀柵線電極4下方的P型晶體硅中設(shè)有以液 態(tài)源磷擴(kuò)散方式制成的N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++3，該N型重?fù)诫s深發(fā)射極礦+3的結(jié)深為 0.5 2μιη;減反射膜2覆蓋在除銀柵線電極1之外的P型晶體硅4的正面中。圖中的 箭頭方向表示太陽光的照射方向。其中所述的減反射膜2的厚度為65 85nm ；所述的P型晶體硅4厚度為80 300 μ m ；所述的P型晶體硅4為可以為單晶硅片，也可以為多晶硅片。本發(fā)明的一種單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池的制作方法，包括如下步驟A.采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)在P型晶體硅4的正面上沉積減 反射膜(Si3N4) 2 ；B.用激光的方法在步驟A所形成的減反射膜(Si3N4) 2上根據(jù)預(yù)先所設(shè)計的銀柵 線電極1的分布方式開槽，使每個槽口對應(yīng)于一個銀柵線電極1的分布位置；C.采用三氯氧磷(POCl3)液態(tài)源擴(kuò)散方法在上述覆蓋有減反射膜(Si3N4) 2的P型 晶體硅4上制作N型深發(fā)射結(jié)，使每個槽口下方的P型晶體硅形成具有一定結(jié)深度的N 型重?fù)诫s深發(fā)射極礦+3 ；
D.用光誘導(dǎo)化學(xué)鍍(LICP)工藝在已形成有N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++的槽口中鍍 銀而形成銀柵線電極1 ；E.在上述已制成有銀柵線電極1的P型晶體硅4的背面采用絲網(wǎng)印刷鋁(Al)漿 料方式并在網(wǎng)帶爐中熱退火形成鋁背面電場5。其中所述的步驟D中，還包括用光誘導(dǎo)化學(xué)鍍(LICP)工藝先在槽口中鍍銅，然后再 鍍銀；在步驟B中，所述的預(yù)先所設(shè)計的銀柵線電極1的分布方式為均勻分布，且相鄰 的銀柵線電極1之間的間距為0.1 Imm ；在步驟C中，所述的N型重?fù)诫s深發(fā)射極N"+3的結(jié)深為0.5 2 μ m。本發(fā)明的一種單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池及其制作方法，所制成的太陽電池， 沒有低摻雜淺結(jié)，只有重?fù)诫s深結(jié)，且電極柵線間距較窄，間距在0.1 Imm之間，遠(yuǎn) 小于常規(guī)間距。上述實施例僅用來進(jìn)一步說明本發(fā)明的一種單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池及其制 作方法，但本發(fā)明并不局限于實施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的 任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池，其特征在于由銀柵線電極、減反射膜、N型 重?fù)诫s深發(fā)射極礦+、P型晶體硅和鋁背場構(gòu)成；鋁背場設(shè)在P型晶體硅的背面；多個銀 柵線電極均勻分布在P型晶體硅的正面，且相鄰的銀柵線電極之間的間距為0.1 Imm ； 在對應(yīng)于銀柵線電極下方的P型晶體硅中設(shè)有以液態(tài)源磷擴(kuò)散方式制成的N型重?fù)诫s深 發(fā)射極礦+，該N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++的結(jié)深為0.5 2μιη;減反射膜覆蓋在除銀柵線 電極之外的P型晶體硅的正面中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池，其特征在于所述的減反射 膜的厚度為65 85nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池，其特征在于所述的P型晶體 硅厚度為80 300 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池，其特征在于所述的P型 晶體硅為單晶硅片或多晶硅片。
5.—種單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池的制作方法，其特征在于包括如下步驟A.采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法在P型晶體硅的正面上沉積減反射膜；B.用激光的方法在步驟A所形成的減反射膜上根據(jù)預(yù)先所設(shè)計的銀柵線電極的分布 方式開槽，使每個槽口對應(yīng)于一個銀柵線電極的分布位置；C.采用三氯氧磷液態(tài)源擴(kuò)散方法在上述覆蓋有減反射膜的P型晶體硅上制作N型深 發(fā)射結(jié)，使每個槽口下方的P型晶體硅形成具有一定結(jié)深度的N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++ ；D.用光誘導(dǎo)化學(xué)鍍工藝在已形成有N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++的槽口中鍍銀而形成銀 柵線電極；E.在上述已制成有銀柵線電極的P型晶體硅的背面采用絲網(wǎng)印刷鋁漿料方式并在網(wǎng) 帶爐中熱退火形成鋁背面電場。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池的制作方法，其特征在于所 述的步驟D中，還包括用光誘導(dǎo)化學(xué)鍍(LICP)工藝先在槽口中鍍銅，然后再鍍銀。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池的制作方法，其特征在于在 步驟B中，所述的預(yù)先所設(shè)計的銀柵線電極的分布方式為均勻分布，且相鄰的銀柵線電 極之間的間距為0.1 1mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池的制作方法，其特征在于在 步驟C中，所述的N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++的結(jié)深為0.5 2 μ m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)太陽電池及其制作方法，該太陽電池由銀柵線電極、減反射膜、N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++、P型晶體硅和鋁背場構(gòu)成；鋁背場設(shè)在P型晶體硅的背面；多個銀柵線電極均勻分布在P型晶體硅的正面，且相鄰的銀柵線電極之間的間距為0.1～1mm；在對應(yīng)于銀柵線電極下方的P型晶體硅中設(shè)有以液態(tài)源磷擴(kuò)散方式制成的N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++，該N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++的結(jié)深為0.5～2μm；減反射膜覆蓋在除銀柵線電極之外的P型晶體硅的正面中。本發(fā)明是將N型低摻雜淺發(fā)射極N+去除，并通過調(diào)整N型重?fù)诫s深發(fā)射極N++的結(jié)深尺寸和銀電極柵線間的距離尺寸，形成了單深結(jié)密柵線結(jié)構(gòu)，不但減少了工藝、制造流程，降低了生產(chǎn)成本，而且還提高了太陽電池的效率。
文檔編號H01L31/0352GK102013439SQ201010269178
公開日2011年4月13日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者張輝, 竇永銘, 聞?wù)鹄?申請人:廈門索納新能源有限公司