專(zhuān)利名稱(chēng)：一種太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(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)題的途徑之一。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)展的必然趨勢(shì)。在各類(lèi)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 18%，多晶電池轉(zhuǎn)化效率也超過(guò)了 17%。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)射極結(jié)構(gòu)是一個(gè)非常好的選擇，其電池結(jié)構(gòu)為(I)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)在非柵線形成輕摻雜區(qū)域，以優(yōu)化表面鈍化效果，提高短波響應(yīng)和載流子收集率，從而提聞短路電流。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)的制備方法如硅墨及磷擴(kuò)散等技術(shù)，都是在擴(kuò)散前印刷漿料，以分別形成高方阻和低方阻區(qū)域。然而，在進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散前印刷漿料，易對(duì)擴(kuò)散爐引入污染，同時(shí)也可能引入污染源，造成選擇性發(fā)射極太陽(yáng)能電池的漏電，限制了轉(zhuǎn)化效率的進(jìn)一步提升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的制備方法，操作流程簡(jiǎn)單，可利用現(xiàn)有的設(shè)備實(shí)現(xiàn)，工藝時(shí)間短，具有良好的工業(yè)實(shí)用性，轉(zhuǎn)化效率高，適用于制備選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)。一種太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的制備方法，制備工藝步驟為
(1)采用POCI3為液態(tài)的磷擴(kuò)散源對(duì)P型硅片進(jìn)行重?fù)诫s，重?fù)诫s硅片的方塊電阻為20-40Q/sq ；
(2)把重?fù)诫s后的硅片在電池非柵線區(qū)域采用絲網(wǎng)印刷的方式印刷一層可腐蝕硅的腐蝕性漿料層，以形成淺摻雜區(qū)；
(3)將印有腐蝕性漿料層的硅片放入溫度為280-420°C的反應(yīng)爐內(nèi)反應(yīng)25s-15min；
(4)在20-80°C溫度下超聲清洗高溫反應(yīng)后的電池片30-50min，超聲清洗液為0.03-5%的KOH或NaOH溶液，去除殘余的化學(xué)溶液及殘留物，電池非柵線區(qū)域被腐蝕形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)，電池柵線區(qū)域未被腐蝕保留成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)，得到選擇性發(fā)射極太陽(yáng)能電池。其中腐蝕性漿料為磷酸和乙二醇丁醚，體積比為50 :22_30。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于只需要一次重?cái)U(kuò)散，然后采用絲網(wǎng)印刷的方式印刷腐蝕性漿料層來(lái)形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)，電池非柵線區(qū)域的方塊電阻即可達(dá)到60-160 Q/sq ;工藝時(shí)間短，轉(zhuǎn)化效率比現(xiàn)有工藝高，腐蝕漿料的清洗只需配低濃度的KOH或NaOH溶液，所排廢液較清潔，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
具體實(shí)施例下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，以助于理解本發(fā)明的內(nèi)容。實(shí)施例I :
一種太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的制備方法，制備工藝步驟為
(1)采用POCI3為液態(tài)的磷擴(kuò)散源對(duì)P型硅片進(jìn)行重?fù)诫s，重?fù)诫s硅片的方塊電阻為20Q/sq ；
(2)把重?fù)诫s后的硅片在電池非柵線區(qū)域采用絲網(wǎng)印刷的方式印刷一層可腐蝕硅的腐 蝕性漿料層，以形成淺摻雜區(qū)；
(3)將印有腐蝕性漿料層的硅片放入溫度為280°C的反應(yīng)爐內(nèi)反應(yīng)25s；
(4)在20°C溫度下超聲清洗高溫反應(yīng)后的電池片30min，超聲清洗液為0.03%的KOH或NaOH溶液，去除殘余的化學(xué)溶液及殘留物，電池非柵線區(qū)域被腐蝕形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)，電池柵線區(qū)域未被腐蝕保留成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)，得到選擇性發(fā)射極太陽(yáng)能電池。其中腐蝕性漿料為磷酸和乙二醇丁醚，體積比為50 :22。實(shí)施例2:
一種太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的制備方法，制備工藝步驟為
(1)采用POCI3為液態(tài)的磷擴(kuò)散源對(duì)P型硅片進(jìn)行重?fù)诫s，重?fù)诫s硅片的方塊電阻為30Q/sq ；
(2)把重?fù)诫s后的硅片在電池非柵線區(qū)域采用絲網(wǎng)印刷的方式印刷一層可腐蝕硅的腐蝕性漿料層，以形成淺摻雜區(qū)；
(3)將印有腐蝕性漿料層的硅片放入溫度為350°C的反應(yīng)爐內(nèi)反應(yīng)7min；
(4)在50°C溫度下超聲清洗高溫反應(yīng)后的電池片40min，超聲清洗液為2.5%的KOH或NaOH溶液，去除殘余的化學(xué)溶液及殘留物，電池非柵線區(qū)域被腐蝕形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)，電池柵線區(qū)域未被腐蝕保留成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)，得到選擇性發(fā)射極太陽(yáng)能電池。其中腐蝕性漿料為磷酸和乙二醇丁醚，體積比為50 :26。實(shí)施例3
一種太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的制備方法，制備工藝步驟為
(1)采用POCI3為液態(tài)的磷擴(kuò)散源對(duì)P型硅片進(jìn)行重?fù)诫s，重?fù)诫s硅片的方塊電阻為40 Q/sq ；
(2)把重?fù)诫s后的硅片在電池非柵線區(qū)域采用絲網(wǎng)印刷的方式印刷一層可腐蝕硅的腐蝕性漿料層，以形成淺摻雜區(qū)；
(3)將印有腐蝕性漿料層的硅片放入溫度為420°C的反應(yīng)爐內(nèi)反應(yīng)15min；
(4)在80°C溫度下超聲清洗高溫反應(yīng)后的電池片50min，超聲清洗液為5%的KOH或NaOH溶液，去除殘余的化學(xué)溶液及殘留物，電池非柵線區(qū)域被腐蝕形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)，電池柵線區(qū)域未被腐蝕保留成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)，得到選擇性發(fā)射極太陽(yáng)能電池。其中腐蝕性漿料為磷酸和乙二醇丁醚，體積比為50 :30。實(shí)施例4:
一種太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的制備方法，制備工藝步驟為(1)采用POCI3為液態(tài)的磷擴(kuò)散源對(duì)P型硅片進(jìn)行重?fù)诫s，重?fù)诫s硅片的方塊電阻為15 Q/sq ；
(2)把重?fù)诫s后的硅片在電池非柵線區(qū)域采用絲網(wǎng)印刷的方式印刷一層可腐蝕硅的腐蝕性漿料層，以形成淺摻雜區(qū)；
(3)將印有腐蝕性漿料層的硅片放入溫度為250°C的反應(yīng)爐內(nèi)反應(yīng)20s；
(4)在20-80°C溫度下超聲清洗高溫反應(yīng)后的電池片20min，超聲清洗液為0.02%的KOH或NaOH溶液，去除殘余的化學(xué)溶液及殘留物，電池非柵線區(qū)域被腐蝕形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)，電池柵線區(qū)域未被腐蝕保留成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)，得到選擇性發(fā)射極太陽(yáng)能電池。其中腐蝕性漿料為磷酸和乙二醇丁醚，體積比為50 :20。實(shí)施例5:
一種太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的制備方法，制備工藝步驟為
(1)采用POCI3為液態(tài)的磷擴(kuò)散源對(duì)P型硅片進(jìn)行重?fù)诫s，重?fù)诫s硅片的方塊電阻為50 Q/sq ；
(2)把重?fù)诫s后的硅片在電池非柵線區(qū)域采用絲網(wǎng)印刷的方式印刷一層可腐蝕硅的腐蝕性漿料層，以形成淺摻雜區(qū)；
(3)將印有腐蝕性漿料層的硅片放入溫度為450°C的反應(yīng)爐內(nèi)反應(yīng)16min；
(4)在20-80°C溫度下超聲清洗高溫反應(yīng)后的電池片60min，超聲清洗液為6%的KOH或NaOH溶液，去除殘余的化學(xué)溶液及殘留物，電池非柵線區(qū)域被腐蝕形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)，電池柵線區(qū)域未被腐蝕保留成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)，得到選擇性發(fā)射極太陽(yáng)能電池。其中腐蝕性漿料為磷酸和乙二醇丁醚，體積比為50 :35。實(shí)施例6
采用授權(quán)公告號(hào)為CN101740661B —種晶體硅太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射區(qū)的制備方法的發(fā)明專(zhuān)利中的實(shí)施例I的制備工藝
1、對(duì)晶體硅片表面進(jìn)行常規(guī)清洗和表面組織結(jié)構(gòu)處理；
2、在晶體硅片的表層生長(zhǎng)一層二氧化硅，厚度控制在5nm；
3、在生長(zhǎng)的二氧化硅層上采用絲網(wǎng)印刷方式進(jìn)行涂印遮掩膜，形成電極窗口框架；
4、去除電極窗口處的氧化層，即去除未被遮掩膜覆蓋的二氧化規(guī)層；選用10%濃度的氫氟酸溶液去除未被遮掩覆蓋的二氧化硅層；
5、選用5%濃度的氫氧化鈉溶液去除遮掩膜；
6、采用三氯氧磷液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，在870°C的高溫進(jìn)行55分鐘的高濃度擴(kuò)散摻雜；
7、進(jìn)行氧化層清洗，即將原先受遮掩膜覆蓋的二氧化硅層進(jìn)行去除。也就是常規(guī)工藝上的PSG清洗(磷硅玻璃清洗)；
8、采用三氯氧磷液態(tài)源轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，在810°C的高溫下進(jìn)行55分鐘的低濃度擴(kuò)散摻
雜；
9、刻邊；
10、SiNX制備；
11、印刷正反面電極及背面電場(chǎng)、燒結(jié)；
12、測(cè)試；
各實(shí)施例制得的選擇性發(fā)射極太陽(yáng)能電池性能如下表所示
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的制備方法，其特征為 制備工藝步驟為 (1)采用POCI3為液態(tài)的磷擴(kuò)散源對(duì)P型硅片進(jìn)行重?fù)诫s，重?fù)诫s硅片的方塊電阻為.20-40 Ω/sq ； (2)把重?fù)诫s后的硅片在電池非柵線區(qū)域采用絲網(wǎng)印刷的方式印刷一層可腐蝕硅的腐蝕性漿料層，以形成淺摻雜區(qū)； (3)將印有腐蝕性漿料層的硅片放入溫度為280-420°C的反應(yīng)爐內(nèi)反應(yīng)25s-15min； (4)在20-80°C溫度下超聲清洗高溫反應(yīng)后的電池片30-50min，超聲清洗液為O.03-5%的KOH或NaOH溶液，去除殘余的化學(xué)溶液及殘留物，電池非柵線區(qū)域被腐蝕形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)，電池柵線區(qū)域未被腐蝕保留成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)，得到選擇性發(fā)射極太陽(yáng)能電池。
2.如權(quán)利要求I所述的一種太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的制備方法，其特征為腐蝕性漿料為磷酸和乙二醇丁醚，體積比為50 :22-30。
3.如權(quán)利要求I所述的一種太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的制備方法，其特征為 制備工藝步驟為 (1)采用POCI3為液態(tài)的磷擴(kuò)散源對(duì)P型硅片進(jìn)行重?fù)诫s，重?fù)诫s硅片的方塊電阻為.30 Ω/sq ； (2)把重?fù)诫s后的硅片在電池非柵線區(qū)域采用絲網(wǎng)印刷的方式印刷一層可腐蝕硅的腐蝕性漿料層，以形成淺摻雜區(qū)； (3)將印有腐蝕性漿料層的硅片放入溫度為350°C的反應(yīng)爐內(nèi)反應(yīng)7min； (4)在50°C溫度下超聲清洗高溫反應(yīng)后的電池片40min，超聲清洗液為2.5%的KOH或NaOH溶液，去除殘余的化學(xué)溶液及殘留物，電池非柵線區(qū)域被腐蝕形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)，電池柵線區(qū)域未被腐蝕保留成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)，得到選擇性發(fā)射極太陽(yáng)能電池。
4.如權(quán)利要求3所述的一種太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的制備方法，其特征為腐蝕性漿料為磷酸和乙二醇丁醚，體積比為50 :26。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池選擇性發(fā)射極的制備方法，只需要一次重?cái)U(kuò)散，然后采用絲網(wǎng)印刷的方式印刷腐蝕性漿料層來(lái)形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)，電池非柵線區(qū)域的方塊電阻即可達(dá)到60-160Ω/sq；操作流程簡(jiǎn)單，可利用現(xiàn)有的設(shè)備實(shí)現(xiàn)，工藝時(shí)間短，具有良好的工業(yè)實(shí)用性，轉(zhuǎn)化效率高，腐蝕漿料的清洗只需配低濃度的KOH或NaOH溶液，所排廢液較清潔，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，適用于制備選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102637772SQ201210086038
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者劉穎丹, 楊麗瓊, 柳杉, 梅超, 王琳, 王鵬, 黃治國(guó) 申請(qǐng)人:上饒光電高科技有限公司