專(zhuān)利名稱(chēng)：選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽(yáng)能電池的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明涉及晶體硅太陽(yáng)能電池的制備工藝。
背景技術(shù)：
我國(guó)在2009年7月，財(cái)政部、科技部、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于實(shí)施金太陽(yáng)示范工程的通知》，決定綜合采取財(cái)政補(bǔ)助、科技支持和市場(chǎng)拉動(dòng)方式，加快國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；l(fā)展。目前，中國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量占世界總份額的45%以上，儼然是太陽(yáng)能電池的制造大國(guó)，在如何提高太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化效率方面，各太陽(yáng)能電池制造廠(chǎng)商展開(kāi)了一場(chǎng)效率競(jìng)賽，為的是進(jìn)一步提高本公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和促進(jìn)光伏發(fā)電成本降低。近年來(lái)，選擇性發(fā)射極技術(shù)被認(rèn)為是晶體硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)工藝中最為有希望實(shí)現(xiàn)高效、低成本制造技術(shù)。選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)有兩個(gè)特征1.在電極柵線(xiàn)下及其附近形成高摻雜的重?cái)U(kuò)散區(qū)；2.在其他區(qū)域形成輕摻雜的淺擴(kuò)散區(qū)。因此，實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵是如何形成選擇性重?fù)诫s區(qū)。過(guò)去制備SE太陽(yáng)能電池通常采用二次擴(kuò)散的方法，即重?cái)U(kuò)散和淺擴(kuò)散分兩次進(jìn)行。兩步擴(kuò)散工藝的優(yōu)勢(shì)是可以實(shí)現(xiàn)不同摻雜區(qū)的精確控制，但是步驟過(guò)于復(fù)雜，且兩次高溫?cái)U(kuò)散給硅片帶來(lái)的熱損傷比較大，尤其是多晶硅影響更嚴(yán)重，因此SE電池一直難以大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，由于傳統(tǒng)的SE高效電池技術(shù)要求比較高和工藝比較復(fù)雜，使得電池制造成本太高。2008年金融危機(jī)造成整個(gè)太陽(yáng)能行業(yè)經(jīng)濟(jì)蕭條，各電池制造廠(chǎng)商逐漸加快了開(kāi)發(fā) SE高效低成本電池的步伐，促進(jìn)了高效SE太陽(yáng)能電池片從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽(yáng)能電池的制備工藝，該種生產(chǎn)工藝完全適合于大規(guī)模生產(chǎn)。選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽(yáng)能電池的制備工藝，包括步驟如下(1)將硅片進(jìn)行濃磷擴(kuò)散形成表面重?fù)诫s區(qū)(即重?cái)U(kuò)散，采用正常工藝，形成高濃度摻雜區(qū))，硅片的方塊電阻控制在30 Ω/□ 40 Ω/□；(2)用噴墨打印機(jī)打印正電極圖形，制備電極掩膜，保護(hù)電極重?fù)诫s區(qū)；(3)用濕法鏈?zhǔn)娇涛g機(jī)腐蝕電極掩膜區(qū)以外的區(qū)域，形成90Ω/ □ 100Ω/ □的薄層電阻；(4)對(duì)硅片邊緣刻蝕，去電極掩膜，去磷硅玻璃；(5)鍍減氮化硅反射膜；(6)絲網(wǎng)印刷印電極，燒結(jié)。上述工藝中，步驟(5)所述的膜厚控制在85 士 0. 5nm，折射率控制在2. 05 士 0. 05。步驟(6)所述的絲網(wǎng)印刷，細(xì)柵線(xiàn)高度控制在20士3μπι，細(xì)柵線(xiàn)寬度控制在 70 士 3μπι;所述的燒結(jié)溫度為(烘干區(qū)150°C 200°C、燒結(jié)區(qū)500°C 560°C、600°C 700°C、750°C 850)
本發(fā)明就是利用噴墨打印技術(shù)制作電極掩膜，保護(hù)電極重?fù)诫s區(qū)，通過(guò)反刻法將掩膜以外區(qū)域進(jìn)行腐蝕形成淺結(jié)，提高電池的藍(lán)光效應(yīng)，提高短路電流，最后絲印燒結(jié)后電極區(qū)形成良好的歐姆接觸，大大降低串聯(lián)電阻，從而提高填充因子，最終提高電池轉(zhuǎn)換率。 該工藝不需要兩次擴(kuò)散、不要二次印刷，只需要在擴(kuò)散后增加一臺(tái)噴墨打印機(jī)，噴墨打印技術(shù)已十分成熟，所以該工藝完全適合于大生產(chǎn)。本發(fā)明制備的選擇性發(fā)射極晶體硅太陽(yáng)能電池的優(yōu)點(diǎn)電池轉(zhuǎn)換率高，多晶平均轉(zhuǎn)換在17. 5% 18. 5%，單晶平均轉(zhuǎn)換效率在18. 5% 19. 5%，填充因子均大于79%，串聯(lián)電阻在0. 5 1. 5m Ω。
具體實(shí)施方式
選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽(yáng)能電池的制備工藝，步驟如下①正常硅片清洗制絨；②利用傳統(tǒng)擴(kuò)散爐，對(duì)硅片進(jìn)行濃磷重?fù)诫s，擴(kuò)散薄層電阻控制在30Ω/ □ 40 Ω / □；③噴墨打印機(jī)打印電極掩膜，對(duì)重?fù)诫s區(qū)進(jìn)行保護(hù)，主電極寬約2. 5mm，細(xì)柵寬約 200 μ m ；④濕法鏈?zhǔn)娇涛g機(jī)腐蝕掩膜區(qū)以外的區(qū)域，即對(duì)重?fù)诫s區(qū)以外區(qū)域進(jìn)行腐蝕形成淺結(jié)，形成90 Ω / □ 100 Ω / 口的薄層電阻；腐蝕液溫度8°C，滾輪速度0. 72m/min,氫氟酸 35L，硝酸65L，去離子水98L。⑤對(duì)硅片邊緣刻蝕，去除電極掩膜，去除磷硅玻璃；⑥鍍減氮化硅反射膜，膜厚控制在85 士 0. 5nm，折射率控制在2. 05 士 0. 05 ；⑦絲網(wǎng)印刷印電極，細(xì)柵線(xiàn)高度控制在20 士 3 μ m，細(xì)柵線(xiàn)寬度控制在70 士 3 μ m ；⑧燒結(jié)，燒結(jié)溫度為(烘干區(qū)150°C 200°C、燒結(jié)區(qū)500°C 560°C、600°C 700°C、750°C 850°C )。
權(quán)利要求
1.選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽(yáng)能電池的制備工藝，其特征是，包括步驟如下(1)將硅片進(jìn)行濃磷擴(kuò)散形成表面重?fù)诫s區(qū)(即重?cái)U(kuò)散，采用正常工藝，形成高濃度摻雜區(qū))，硅片的方塊電阻控制在30 Ω / □ 40 Ω / □；(2)用噴墨打印機(jī)打印正電極圖形，制備電極掩膜，保護(hù)電極重?fù)诫s區(qū)；(3)用濕法鏈?zhǔn)娇涛g機(jī)腐蝕電極掩膜區(qū)以外的區(qū)域，形成90Ω/□ 100Ω/ □的薄層電阻；(4)對(duì)硅片邊緣刻蝕，去電極掩膜，去磷硅玻璃；(5)鍍減氮化硅反射膜；(6)絲網(wǎng)印刷印電極，燒結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽(yáng)能電池的制備工藝，其特征是，步驟(5)所述的膜厚控制在85 士 0. 5nm，折射率控制在2. 05 士 0. 05。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽(yáng)能電池的制備工藝，其特征是，步驟(6)所述的絲網(wǎng)印刷，細(xì)柵線(xiàn)高度控制在20士3 μ m，細(xì)柵線(xiàn)寬度控制在70 士 3μπι。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽(yáng)能電池的制備工藝，其特征是，所述的燒結(jié)溫度為烘干區(qū)150°C 200°C、燒結(jié)區(qū)500°C 560°C、600°C 700°C、 750 850 °C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽(yáng)能電池的制備工藝，先將硅片進(jìn)行濃磷擴(kuò)散形成表面重?fù)诫s，再利用噴墨打印技術(shù)制作電極掩膜，保護(hù)電極重?fù)诫s區(qū)，然后通過(guò)反刻法將掩膜以外區(qū)域進(jìn)行腐蝕形成淺結(jié)，最后絲網(wǎng)印刷印電極、燒結(jié)。本發(fā)明工藝不需要兩次擴(kuò)散、不要二次印刷，只需要在擴(kuò)散后增加一臺(tái)噴墨打印機(jī)，噴墨打印技術(shù)已十分成熟，所以該工藝完全適合于大生產(chǎn)；制備的選擇性發(fā)射極晶體硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換率高，多晶平均轉(zhuǎn)換在17.5％～18.5％，單晶平均轉(zhuǎn)換效率在18.5％～19.5％，填充因子均大于79％，串聯(lián)電阻在0.5～1.5mΩ。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102185033SQ20111009858
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者夏俊華, 楊雷, 殷海亭, 王步峰, 錢(qián)金梁, 陳陽(yáng)泉 申請(qǐng)人:潤(rùn)峰電力有限公司