專利名稱：太陽能電池及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池及其制作方法，特別是涉及一種具有選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的太陽能電池及其制作方法。
背景技術(shù)：
太陽能電池受光照后，電池吸收一個(gè)能量大于帶隙寬度的入射光子后產(chǎn)生電子-空穴對，電子和空穴分別激發(fā)到導(dǎo)帶與價(jià)帶的高能態(tài)。在激發(fā)后的瞬間，電子和空穴在激發(fā)態(tài)的能量位置取決于入射光子的能量。處于高能態(tài)的光生載流子很快與晶格相互作用，將能量交給聲子而回落到導(dǎo)帶底與價(jià)帶頂，這過程也稱作熱化過程，熱化過程使高能光子的能量損失了一部分。熱化過程后，光生載流子的輸運(yùn)過程(勢壘區(qū)或擴(kuò)散區(qū))中將有復(fù)合損失。最后的電壓輸出又有一次壓降，壓降來源于與電極材料的功函數(shù)的差異。由上述分析，太陽能電池效率受材料、器件結(jié)構(gòu)及制備工藝的影響，包括電池的光損失、材料的有限遷移率、復(fù)合損失、串聯(lián)電阻和旁路電阻損失等。對于一定的材料，電池結(jié)構(gòu)與制備工藝的改進(jìn)對提高光電轉(zhuǎn)換效率是重要的。一般來說太陽能電池制備工藝主要經(jīng)過以下幾個(gè)過程，以硅片為例說明1、硅片的表面處理硅片的表面準(zhǔn)備是制造硅太陽電池的第一步主要工藝，它包括硅片的化學(xué)清洗和表面腐蝕。當(dāng)把摻雜好的硅錠按要求切割成符合生產(chǎn)要求的硅片后， 首先要對其表面處理，因?yàn)榍懈詈蠊杵砻婵赡苡袎m埃，金屬離子及其他無機(jī)物和油脂等有機(jī)物，在切割時(shí)還會產(chǎn)生一定的機(jī)械損傷層。經(jīng)過酸性腐蝕和堿性腐蝕可以去除掉這些污染和損傷，使硅片表面光亮。之后，將硅片放入1. 2% -1. 5%的氫氧化鈉溶液或其它酸性溶液中做金字塔絨面，使入射光在表面多次反射和折射，增加了光的吸收，提高了電池的效率。2、擴(kuò)散制結(jié)制結(jié)過程是在一塊基體材料上生成導(dǎo)電類型不同的擴(kuò)散層，它和制結(jié)前的表面處理均是電池制造過程中的關(guān)鍵工序。擴(kuò)散是物質(zhì)分子或原子運(yùn)動的一種現(xiàn)象。熱擴(kuò)散制P-N結(jié)的方法是通過高溫使V族雜質(zhì)滲入P型硅或III族雜質(zhì)滲入N型硅。 硅太陽能電池最常用的V族雜質(zhì)為磷，III族雜質(zhì)最常用的為硼。對擴(kuò)散的要求是獲得適合于太陽能電池P-N結(jié)需要的結(jié)深和擴(kuò)散層方塊電阻。淺結(jié)死層小，電池短波效應(yīng)好，而淺結(jié)引起串聯(lián)電阻增加，只有提高柵電極的密度，才能有效提高電池的填充因子。這樣就增加了工藝難度。結(jié)深太深，死層比較明顯。如果擴(kuò)散濃度太大，則引起重?fù)诫s效應(yīng)，使電池的開路電壓和短路電流下降。在實(shí)際的電池制作中，考慮了多個(gè)方面的因素，因此太陽能電池的結(jié)深一般控制在0. 3 0. 5微米，方塊電阻平均為20 70歐姆。目前，硅太陽能電池所用的主要熱擴(kuò)散方法是液態(tài)源擴(kuò)散，這種工藝是通過氣體攜帶的方法將雜質(zhì)帶如擴(kuò)散爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。3、去邊在擴(kuò)散過程中，在硅片的周邊表面也形成了擴(kuò)散層，周邊擴(kuò)散層可以使電池的上下電極形成短路環(huán)，必須將它除去。周邊上存在任何微小的局部短路都會使電池并聯(lián)電阻下降，對電池的影響是致命的。去邊的主要方法有腐蝕法、擠壓法和離子干法刻蝕等。現(xiàn)在工業(yè)上最長使用的是等離子法，通入氮?dú)狻⒀鯕夂退姆几邏合庐a(chǎn)生輝光，通過氧離子和氟離子交替對硅作用，去掉擴(kuò)散層周邊的導(dǎo)同層。因?yàn)閿U(kuò)散中生成了 p、p2o5、sp2 和磷硅玻璃，現(xiàn)在用10%的HF溶液清洗2分鐘，達(dá)到出去雜質(zhì)玻璃的目的。4、制作減反射膜光照射到平面的硅片上，其中有一部分被反射，即使已經(jīng)絨面的硅表面，也約有11%的反射損失，在硅表面覆蓋一層減反射膜，可大大降低光的反射。 現(xiàn)在采用的噴涂法，它是利用高溫在硅表面生成二氧化鈦膜；還有一種噴涂的方法，是用 PECVD (等離子體化學(xué)氣相沉淀)系統(tǒng)，它是由電腦控制，在真空、高壓射頻源條件下，使的氨氣和硅烷氣體電離，在硅表面形成氮化硅膜。5、電極制作電極就是與P-N結(jié)兩端形成緊密歐姆接觸的導(dǎo)電材料。這樣的材料應(yīng)該滿足與硅可形成牢固的接觸而且接觸電阻小、導(dǎo)電性優(yōu)良、遮擋面積小、收集效率高等要求。目前商品化電池生產(chǎn)中大量被采用的工藝是銀漿或銀鋁漿印刷，而且該工藝已經(jīng)走向成熟，柵線的寬高比已經(jīng)大大減小，這與電池電極設(shè)計(jì)的原則——讓電池的輸出最大， 即電池的串聯(lián)電阻盡可能小且電池的光照作用面積盡可能大是完全一致的。6、電極制作完畢，就到了下一個(gè)工序-燒結(jié)。燒結(jié)是太陽能單片電池的最后一道制作工序，此步中良好的溫度曲線是關(guān)鍵，燒結(jié)時(shí)間要把握好，首先要低溫讓漿液中的混融劑等物質(zhì)排除，加熱或燒結(jié)到鋁-硅共熔點(diǎn)以上燒結(jié)合金。經(jīng)過合金化以后，隨著降溫，液相中的硅將重新凝固起來，形成含有一定量鋁的再結(jié)晶層，它實(shí)際上是一個(gè)對硅進(jìn)行摻雜的過程，它補(bǔ)償了背面N+層中的施主雜質(zhì)，得到以鋁摻雜的P型層，隨著合金溫度的上升， 液相中的鋁的比例增多，在足夠的鋁量合金溫度下，背面甚至能形成與前方相同的電場，成為背電場，目前該工藝已被用于大批量的工業(yè)生產(chǎn)中，從而提高了開路電壓和短路電流，并減小了電極接觸電阻。背結(jié)能否燒穿與基本材料的電阻率、背面擴(kuò)散層的摻雜濃度和厚度、 背面厚度或印刷鋁層厚度、燒結(jié)的溫度以及時(shí)間和溫度等因素都有關(guān)系。溫度過高會把電池的兩極燒穿，嚴(yán)重?fù)p壞了電池，溫度不夠高不能保證電極的歐姆接觸良好性，所以必須要有一個(gè)合適的溫度去燒結(jié)。這樣單片的太陽能電池片就完成了，最后到測試，然后是焊接和封裝工藝。由于熱擴(kuò)散工藝中摻雜離子的濃度無法得到精確控制，導(dǎo)致太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率受到局限，無法高效地進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。而且采用熱擴(kuò)散工藝制備太陽能電池，其工藝步驟較多，導(dǎo)致生產(chǎn)效率的降低和成本的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)太陽能電池轉(zhuǎn)換效率低、熱擴(kuò)散工藝中摻雜離子的濃度無法得到精確控制且工藝步驟復(fù)雜、成本較高的缺陷，提供一種制程成本低、摻雜離子濃度得以精確控制以及光電轉(zhuǎn)換效率高的具有選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的太陽能電池及其制作方法。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種太陽能電池的制作方法，其特點(diǎn)在于，其包括以下步驟步驟S1、加速P型離子并通過離子注入的方式在P型晶片背面形成P型局部摻雜區(qū)域，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要選擇適合的摻雜離子以及摻雜離子的濃度、能量等參數(shù)以得到合適的方塊電阻；
步驟&、在P型晶片表面中形成N型摻雜層；步驟&、在P型晶片表面和背面形成涂層，該涂層為鈍化層和增透膜；步驟、、在P型晶片表面形成表面電極；步驟&、在P型晶片背面形成背面電極，該背面電極位于與該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域相對應(yīng)的位置；步驟S6、將P型晶片在700--1100°C的溫度下燒結(jié)，使金屬電極元素和晶片中的硅共晶復(fù)合，其中優(yōu)選地，將P型晶片在850--1000°C的溫度下燒結(jié)30秒至30分鐘；其中，所述的P型替換為N型時(shí)，N型同時(shí)替換為P型。優(yōu)選地，步驟S1還包括以下步驟步驟Sn、將掩模板置于該P(yáng)型晶片的背面；步驟S12、加速P型離子至500eV-50keV并通過離子注入的方式將該P(yáng)型離子從該 P型晶片背面注入，優(yōu)選地，該P(yáng)型離子被加速至lkeV-40keV，更優(yōu)選地，該P(yáng)型離子被加速至 5keV-30keV ；步驟S13、在P型晶片背面未被掩模板阻擋的區(qū)域形成P型局部摻雜區(qū)域，該P(yáng) 型局部摻雜區(qū)域的方塊電阻為10-50Ω/ □，優(yōu)選地，該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域的方塊電阻為 15-45 Ω / □，更優(yōu)選地，該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域的方塊電阻為20-40 Ω / 口。優(yōu)選地，步驟&中通過離子注入或者熱擴(kuò)散的方法形成該N型摻雜層，所形成的N型摻雜層的方塊電阻為60-120 Ω/ □，其中較佳地，該N型摻雜層的方塊電阻為 70-110 Ω / □，更佳地，該N型摻雜層的方塊電阻為80-100 Ω / 口。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要選擇適合的工藝，例如采用熱擴(kuò)散的方式或者離子注入的方式形成該N型摻雜層，倘若采用熱擴(kuò)散工藝，在進(jìn)行熱擴(kuò)散之前，需要在晶片背面設(shè)置一擴(kuò)散保護(hù)層，因?yàn)椴捎脽釘U(kuò)散對晶片進(jìn)行加工是針對整個(gè)晶片而言的，為了防止破壞已經(jīng)加工的其他位置的摻雜層，采用該擴(kuò)散保護(hù)層以阻擋非加工區(qū)域的熱擴(kuò)散，例如可以采用掩模板或者使用氮化硅并通過PECVD方法(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法)形成該擴(kuò)散保護(hù)層；倘若采用離子注入的工藝，由于離子注入具有方向性，所以無需設(shè)置擴(kuò)散保護(hù)層，但需要高溫退火，例如 700-1100°C，退火時(shí)間為30秒至30分鐘；優(yōu)選地，步驟&中通過PECVD形成涂層，該涂層的鈍化層為氧化硅、碳化硅、氧化鋁、氮化硅或非晶硅薄膜中的一種或多種的疊層，該涂層的增透膜為氮化硅薄膜。該涂層的厚度為60-150nm，優(yōu)選地，該涂層的厚度為70-140nm，更優(yōu)選地，該涂層的厚度為 80-120nm。表面鈍化能夠降低半導(dǎo)體的表面活性，使表面的復(fù)合速率降低，其主要方式是飽和半導(dǎo)體表面處的懸掛鍵，降低表面活性，增加表面的清潔程序，避免由于雜質(zhì)在表面層的引入而形成復(fù)合中心，以此來降低少數(shù)載流子的復(fù)合速度。通過表面鈍化，使得表面復(fù)合降低，從而提高有效少子壽命。增透膜能減少表面太陽光的反射，提高太陽光的利用率。采用上述涂層均為提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的有效手段。優(yōu)選地，步驟、中采用銀漿并通過絲網(wǎng)印刷法制作表面電極，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要選擇其他已知材料和已知工藝制作表面電極。優(yōu)選地，步驟&中采用銀漿或銀鋁漿并通過絲網(wǎng)印刷法在與該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域上制作背面電極。優(yōu)選地，步驟&還包括以下步驟
步驟S51、在該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域精確套印可燒穿鈍化層的銀漿或銀鋁漿并烘干；步驟S52、通過絲網(wǎng)印刷法鍍壓不燒穿鈍化層的銀漿；步驟S53、可燒穿鈍化層的銀漿或銀鋁漿和不燒穿鈍化層的銀漿連接以形成背面電極。二次印刷的具體實(shí)現(xiàn)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，故此不展開敘述。優(yōu)選地，所述銀鋁漿中鋁的含量大于3 %，更優(yōu)選地，所述銀鋁漿中鋁的含量大于 5 %，所述百分比為鋁占銀鋁漿總量的質(zhì)量百分比。本發(fā)明還提供一種使用如上所述的太陽能電池的制作方法制得的太陽能電池，其特點(diǎn)在于，其包括一 P型晶片；一位于該P(yáng)型晶片背面中的P型局部摻雜區(qū)域；一位于該P(yáng)型晶片表面中的N型摻雜層；分別位于該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域背面和該N型摻雜層表面的涂層，該涂層為鈍化層和增透膜；位于該N型摻雜層表面的表面電極；以及位于該P(yáng)型晶片背面的背面電極；其中，所述表面電極和背面電極中的金屬元素與晶片中的硅共晶復(fù)合，該背面電極位于與該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域相對應(yīng)的位置，其中，所述的P型替換為N型時(shí)，N型同時(shí)替換為P型。優(yōu)選地，該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域的方塊電阻為10-50Ω/ □，其中較佳地，該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域的方塊電阻為15-45Ω/ □，更佳地，該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域的方塊電阻為 20-40 Ω / 口。優(yōu)選地，該N型摻雜層的方塊電阻為60-120 Ω / 口，其中較佳地，該N型摻雜層的方塊電阻為70-110 Ω / □，更佳地，該N型摻雜層的方塊電阻為80-100 Ω / 口。優(yōu)選地，該涂層的鈍化層為氧化硅、碳化硅、氧化鋁、氮化硅或非晶硅薄膜中的一種或多種的疊層，該涂層的增透膜為氮化硅薄膜。另外，只需要在上述過程中，調(diào)換基底材料和以離子注入或擴(kuò)散生長的方式摻雜的雜質(zhì)材料，則該方法同樣適用于N型太陽能晶片的制作，即所述的P型替換為N型時(shí)，N 型同時(shí)替換為P型。不過此時(shí)在N型基底晶片表面上注入的是硼離子等P型離子，以形成 P型摻雜。測量太陽能電池和組件的光伏性能，是在穩(wěn)定的自然光或模擬太陽光下，在恒定溫度下，描繪出其輸出電流-電壓特性曲線，同時(shí)測定入射光的輻照度以計(jì)算電池的光電轉(zhuǎn)換效率。太陽能光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(IEC-TCS》規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)測試條件。按照上述方法制得的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率在19. 25%以上。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于1、采用選擇性發(fā)射極和局部背場的結(jié)構(gòu)，減少了表面電極和基底之間的接觸電阻，太陽能轉(zhuǎn)換效率可以提高10%左右。具體來說，目前生產(chǎn)線上量產(chǎn)的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率在17. 5%左右，而本發(fā)明的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率能提高至19. 25%左右。2、本發(fā)明制得的太陽能電池具有雙面結(jié)構(gòu)，可以兩面受光，這樣與傳統(tǒng)的單面電池不同，本發(fā)明制得的太陽能電池的背面也能利用散射太陽光以及反射的太陽光，由此太陽能轉(zhuǎn)換效率可以提高10%左右。3、采用離子注入進(jìn)行摻雜，摻雜離子的濃度得到了精確的控制，比起熱擴(kuò)散工藝的摻雜而言對提高光電轉(zhuǎn)換的效率更有利，同時(shí)也減少了工藝步驟，降低制作成本。


圖1-圖5為本發(fā)明的制作太陽能電池的分解步驟示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。實(shí)施例1參考圖1，步驟S1、加速硼離子并通過離子注入的方式在P型晶片1背面形成P型局部摻雜區(qū)域2。具體來說，先將掩模板20置于該P(yáng)型晶片1的背面；再加速該硼離子至 500eV并通過離子注入的方式將該硼離子從該P(yáng)型晶片1背面注入；最后就在P型晶片1背面未被掩模板20阻擋的區(qū)域形成P型局部摻雜區(qū)域2。由此獲得的該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域2 的方塊電阻為10Ω/ □，圖1中的箭頭所示為離子注入的方向，僅是為了便于理解，不應(yīng)解釋為對本發(fā)明的限制。參考圖2，步驟&、在P型晶片1表面形成N型摻雜層3。本實(shí)施例中通過離子注入的方法形成該N型摻雜層3，將磷離子加速至500eV以進(jìn)行離子注入，所形成的N型摻雜層3的方塊電阻為60 Ω / □，完成注入后需要高溫退火，在700°C下退火30分鐘以使摻雜雜質(zhì)活化。參考圖3，步驟&、在P型晶片表面和背面形成涂層4，該涂層4為鈍化層和增透膜。具體來說，通過PECVD形成涂層，該涂層的鈍化層為氧化硅，該涂層的增透膜為氮化硅薄膜。該涂層的厚度為60nm。參考圖4，步驟\、在P型晶片1表面形成表面電極5。本實(shí)施例中采用銀漿并通過絲網(wǎng)印刷法制作表面電極。參考圖5，步驟&、在P型晶片1背面形成背面電極6，該背面電極6位于與該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域2相對應(yīng)的位置；步驟&、將P型晶片在700°C的溫度下燒結(jié)，使金屬電極元素和晶片中的硅共晶復(fù)合。其中，步驟&中采用銀漿并通過絲網(wǎng)印刷法在與該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域上制作背面電極。由此，所述太陽能電池制作完成。實(shí)施例2參考圖1，步驟S1、加速硼離子并通過離子注入的方式在P型晶片1背面形成P型局部摻雜區(qū)域2。先將掩模板20置于該P(yáng)型晶片1的背面；接著加速硼離子至50keV并通過離子注入的方式將該硼離子從該P(yáng)型晶片1背面注入；這樣就在P型晶片1背面未被掩模板20阻擋的區(qū)域形成P型局部摻雜區(qū)域2，得到的P型局部摻雜區(qū)域2的方塊電阻為 50Ω/口。另外，圖1中的箭頭所示為離子注入的方向，僅是為了便于理解，不應(yīng)解釋為對本發(fā)明的限制。參考圖2-圖2a，步驟&、在P型晶片1表面形成N型摻雜層3。其中通過熱擴(kuò)散的方法形成該N型摻雜層3，所形成的N型摻雜層3的方塊電阻為120 Ω / 口。參考圖加， 在進(jìn)行熱擴(kuò)散之前，需要在晶片背面設(shè)置一擴(kuò)散保護(hù)層21，因?yàn)椴捎脽釘U(kuò)散對晶片進(jìn)行加工是針對整個(gè)晶片而言的，為了防止破壞已經(jīng)加工的其他位置的摻雜層，采用該擴(kuò)散保護(hù)層以阻擋非加工區(qū)域的熱擴(kuò)散，使用氮化硅并通過PECVD方法(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法)形成該擴(kuò)散保護(hù)層，在完成熱擴(kuò)散后，通過濕法化學(xué)法去除該氮化硅擴(kuò)散保護(hù)層。參考圖3，步驟&、在P型晶片表面和背面形成涂層4，該涂層4為鈍化層和增透膜。 具體來說，通過PECVD形成涂層，該涂層的鈍化層為碳化硅、氧化鋁、氮化硅薄膜的疊層，該涂層的增透膜為氮化硅薄膜。該涂層的厚度為150nm。參考圖4，步驟\、在P型晶片1表面形成表面電極5。采用銀漿并通過絲網(wǎng)印刷法制作表面電極。參考圖5，步驟&、在P型晶片背面形成背面電極，該背面電極位于與該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域相對應(yīng)的位置；步驟&、將P型晶片在1100°c的溫度下燒結(jié)，使金屬電極元素和晶片中的硅共晶復(fù)合。其中，步驟&中采用銀鋁漿并通過絲網(wǎng)印刷法在與該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域上制作背面電極。為了獲得更優(yōu)的電池性能，采用如下所述的二次印刷的方式制作背面電極首先在該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域2精確套印可燒穿鈍化層的銀鋁漿并烘干； 接著通過絲網(wǎng)印刷法鍍壓不燒穿鈍化層的銀漿；最后可燒穿鈍化層的銀鋁漿和不燒穿鈍化層的銀漿連接以形成背面電極6。二次印刷的具體實(shí)現(xiàn)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，故此不展開敘述。所述銀鋁漿中鋁的含量為3%，所述百分比為鋁占銀鋁漿總量的質(zhì)量百分比。 由此，所述太陽能電池制作完成。實(shí)施例3參考圖1，步驟S1、加速硼離子并通過離子注入的方式在P型晶片1背面形成P型局部摻雜區(qū)域2。具體來說，步驟S1還包括以下步驟首先將掩模板20置于該P(yáng)型晶片1 的背面；接著加速硼離子至30keV并通過離子注入的方式將該硼離子從該P(yáng)型晶片1背面注入；由此在P型晶片1背面未被掩模板20阻擋的區(qū)域形成P型局部摻雜區(qū)域2，形成的 P型局部摻雜區(qū)域2的方塊電阻為30Ω/ 口。另外，圖1中的箭頭所示為離子注入的方向， 僅是為了便于理解，不應(yīng)解釋為對本發(fā)明的限制。參考圖2，步驟&、在P型晶片1表面形成N型摻雜層3。其中加速磷離子至30keV 通過離子注入的方法形成該N型摻雜層3，所形成的N型摻雜層3的方塊電阻為100 Ω / 口。 完成離子注入后需要高溫退火，即在850°C的溫度下退火10分鐘。參考圖3，步驟&、在P型晶片表面和背面形成涂層4，該涂層4為鈍化層和增透膜。 具體來說，通過PECVD形成涂層，該涂層的鈍化層為氮化硅和非晶硅薄膜中的疊層，該涂層的增透膜為氮化硅薄膜。該涂層的厚度為80nm。參考圖4，步驟\、在P型晶片1表面形成表面電極5。例如采用銀漿并通過絲網(wǎng)印刷法制作表面電極。參考圖5，步驟&、在P型晶片1背面形成背面電極6，該背面電極6位于與該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域2相對應(yīng)的位置；步驟&、將P型晶片在850°C的溫度下燒結(jié)，使金屬電極元素和晶片中的硅共晶復(fù)合。其中，步驟&中采用銀鋁漿并通過絲網(wǎng)印刷法在與該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域上制作背面電極6。為了獲得更優(yōu)的電池性能，采用下述的二次印刷的方式制作背面電極，首先在該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域2精確套印可燒穿鈍化層的銀鋁漿并烘干；接著通過絲網(wǎng)印刷法鍍壓不燒穿鈍化層的銀漿；最后可燒穿鈍化層的銀鋁漿和不燒穿鈍化層的銀漿連接以形成背面電極6。二次印刷的具體實(shí)現(xiàn)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，故此不展開敘述。其中所述銀鋁漿中鋁的含量為5%，所述百分比為鋁占銀鋁漿總量的質(zhì)量百分比。由此，所述太陽能電池制作完成。實(shí)施例4參考圖1，步驟S1、加速磷離子并通過離子注入的方式在N型晶片背面形成N型局部摻雜區(qū)域。具體來說，首先將掩模板置于該N型晶片的背面；接著加速磷離子至500eV并通過離子注入的方式將該磷離子從該N型晶片背面注入；由此在N型晶片背面未被掩模板阻擋的區(qū)域形成N型局部摻雜區(qū)域，該N型局部摻雜區(qū)域的方塊電阻為10Ω / 口。參考圖2，步驟&、在N型晶片表面形成P型摻雜層。其中通過離子注入的方法形成該P(yáng)型摻雜層，所形成的P型摻雜層的方塊電阻為60Ω / 口。完成離子注入后需要高溫退火，在700°C下退火30分鐘。參考圖3，步驟&、在N型晶片表面和背面形成涂層，該涂層為鈍化層和增透膜。具體來說，通過PECVD形成涂層，該涂層的鈍化層為氧化硅，該涂層的增透膜為氮化硅薄膜。 該涂層的厚度為60nm。參考圖4，步驟、、在N型晶片表面形成表面電極。本實(shí)施例中采用銀漿并通過絲網(wǎng)印刷法制作表面電極。參考圖5，步驟&、在N型晶片背面形成背面電極，該背面電極位于與該N型局部摻雜區(qū)域相對應(yīng)的位置；步驟&、將N型晶片在850°C的溫度下燒結(jié)，使金屬電極元素和晶片中的硅共晶復(fù)合。其中，步驟&中采用銀漿并通過絲網(wǎng)印刷法在與該N型局部摻雜區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域上制作背面電極。為了獲得更優(yōu)的電池性能，可以采用如下所述的二次印刷的方式制作背面電極首先在該N型局部摻雜區(qū)域精確套印可燒穿鈍化層的銀漿并烘干；接著通過絲網(wǎng)印刷法鍍壓不燒穿鈍化層的銀漿；最后可燒穿鈍化層的銀漿和不燒穿鈍化層的銀漿連接以形成背面電極。二次印刷的具體實(shí)現(xiàn)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，故此不展開敘述。由此，所述太陽能電池制作完成。采用選擇性發(fā)射極的優(yōu)點(diǎn)是可以提高太陽電池的開路電壓Voc，短路電流Isc和填充因子F. F.，從而使電池獲得高的光電轉(zhuǎn)換效率。而這樣的好處正是在太陽電池不同的區(qū)域中摻雜濃度高低不同、擴(kuò)散深淺不同所帶來的。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池的制作方法，其特征在于，其包括以下步驟步驟S1、加速P型離子并通過離子注入的方式在P型晶片背面形成P型局部摻雜區(qū)域； 步驟&、在P型晶片的表面中形成N型摻雜層； 步驟&、在P型晶片的表面和背面形成涂層，該涂層為鈍化層和增透膜； 步驟、、在P型晶片表面形成表面電極；步驟&、在P型晶片背面形成背面電極，該背面電極位于與該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域相對應(yīng)的位置；步驟&、將P型晶片在700--1100°C的溫度下燒結(jié)，使金屬電極元素和晶片共晶復(fù)合， 其中，所述的P型替換為N型時(shí)，N型同時(shí)替換為P型。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，步驟S1還包括以下步驟 步驟Sn、將掩模板置于該P(yáng)型晶片的背面；步驟S12、加速P型離子至500eV-50keV并通過離子注入的方式將該P(yáng)型離子從該P(yáng)型晶片背面注入；步驟S13、在P型晶片背面未被掩模板阻擋的區(qū)域形成P型局部摻雜區(qū)域，該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域的方塊電阻為10-50 Ω / 口。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，步驟&中通過離子注入或者熱擴(kuò)散的方法形成該N型摻雜層，所形成的N型摻雜層的方塊電阻為60-120 Ω / 口。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，步驟&中通過PECVD形成涂層，該涂層的鈍化層為氧化硅、碳化硅、氧化鋁、氮化硅或非晶硅薄膜中的一種或多種的疊層，該涂層的增透膜為氮化硅薄膜。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，步驟、中采用銀漿并通過絲網(wǎng)印刷法制作表面電極。
6.如權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，步驟S5中采用銀漿或銀鋁漿并通過絲網(wǎng)印刷法在與該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域上制作背面電極。
7.如權(quán)利要求6所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，步驟&還包括以下步驟 步驟S51、在該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域精確套印可燒穿鈍化層的銀漿或銀鋁漿并烘干； 步驟S52、通過絲網(wǎng)印刷法鍍壓不燒穿鈍化層的銀漿；步驟S53、可燒穿鈍化層的銀漿或銀鋁漿和不燒穿鈍化層的銀漿連接以形成背面電極。
8.如權(quán)利要求7所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，所述銀鋁漿中鋁的含量大于3%，所述百分比為鋁占銀鋁漿總量的質(zhì)量百分比。
9.一種使用如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制作方法制得的太陽能電池，其特征在于，其包括一P型晶片；一位于該P(yáng)型晶片背面中的P型局部摻雜區(qū)域； 一位于該P(yáng)型晶片表面中的N型摻雜層；分別位于該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域背面和該N型摻雜層表面的涂層，該涂層為鈍化層和增透膜；位于該N型摻雜層表面的表面電極；以及位于該P(yáng)型晶片背面的背面電極；其中，所述表面電極和背面電極中的金屬元素與晶片共晶復(fù)合，該背面電極位于與該P(yáng) 型局部摻雜區(qū)域相對應(yīng)的位置，其中，所述的P型替換為N型時(shí)，N型同時(shí)替換為P型。
10.如權(quán)利要求9所述的太陽能電池，其特征在于，該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域的方塊電阻為 10-50 Ω / 口。
11.如權(quán)利要求9所述的太陽能電池，其特征在于，該N型摻雜層的方塊電阻為 60-120 Ω / 口。
12.如權(quán)利要求9所述的太陽能電池，其特征在于，該涂層的鈍化層為氧化硅、碳化硅、 氧化鋁、氮化硅或非晶硅薄膜中的一種或多種的疊層，該涂層的增透膜為氮化硅薄膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能電池的制作方法包括以下步驟步驟S1、加速P型離子通過離子注入在P型晶片背面形成P型局部摻雜區(qū)域；步驟S2、在P型晶片正面形成N型摻雜層；步驟S3、在P型晶片正面和背面形成涂層，該涂層為鈍化層和增透膜；步驟S4、在P型晶片正面形成表面電極；步驟S5、在P型晶片背面形成背面電極，該背面電極位于與該P(yáng)型局部摻雜區(qū)域相對應(yīng)的位置；步驟S6、將P型晶片在700--1100℃的溫度下燒結(jié)，使金屬電極元素和晶片中的硅共晶復(fù)合，其中所述P型替換為N型時(shí)，N型同時(shí)替換為P型。本發(fā)明還公開了一種太陽能電池。本發(fā)明采用選擇性發(fā)射極和局部背場的結(jié)構(gòu)，減少了表面電極和基底之間的接觸電阻，提高了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號H01L31/0352GK102544195SQ20101061918
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者錢鋒, 陳炯 申請人:上海凱世通半導(dǎo)體有限公司