專利名稱：激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種，尤其涉及一種激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)電池的發(fā)展方向是低成本、高效率，選擇性發(fā)射極太陽(yáng)電池是一種實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的高效率新型結(jié)構(gòu)電池。選擇性擴(kuò)散太陽(yáng)電池主要特點(diǎn)是金屬化區(qū)域高摻雜濃度，光照區(qū)域低摻雜濃度，目的是在不降低金半接觸質(zhì)量的前提下提高表面鈍化質(zhì)量，減小表面復(fù)合和發(fā)射層復(fù)合，提高藍(lán)光波段的光子響應(yīng)，提高電池性能。選擇性擴(kuò)散太陽(yáng)電池具有良好的金半歐姆接觸；金屬化區(qū)域濃擴(kuò)散區(qū)結(jié)深大，燒結(jié)過程中金屬等雜質(zhì)不易進(jìn)入耗盡區(qū)形成深能級(jí)，反向漏電小，并聯(lián)電阻高；金屬化高復(fù)合區(qū)域和光照區(qū)域分離，載流子復(fù)合低；光照區(qū)域摻雜濃度·低，短波響應(yīng)好，短路電流密度高；橫向高低結(jié)前場(chǎng)作用明顯，有利于光生載流子收集等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)此，選擇性發(fā)射極太陽(yáng)電池要求金屬柵線間的低摻雜濃度區(qū)表面濃度低，以獲得更好的表面鈍化效果；金屬柵線下的高摻雜濃度區(qū)滿足金半接觸要求。選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)需要絲網(wǎng)印刷技術(shù)進(jìn)行精確套印，但由于現(xiàn)有絲網(wǎng)印刷設(shè)備、絲網(wǎng)印刷網(wǎng)板、套印方式等技術(shù)限制，通常有占整個(gè)硅片面積5-20%的高摻雜濃度區(qū)域不能被金屬柵線完全覆蓋而成為受光照區(qū)域，高摻雜濃度區(qū)不可避免的表面死層會(huì)影響太陽(yáng)電池表面和發(fā)射層復(fù)合，降低藍(lán)光波段的光子響應(yīng)，降低電池性能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池，包括有電池本體，所述的電池本體為硅片層，其中所述的硅片層底部分布有正電極層，所述的硅片層頂部設(shè)置有擴(kuò)散摻雜混合層，所述的擴(kuò)散摻雜混合層上分布有背電極。進(jìn)一步地，上述的激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池，其中所述的擴(kuò)散摻雜混合層包括有擴(kuò)散層，所述的擴(kuò)散層上分布有內(nèi)凹區(qū)域，所述的內(nèi)凹區(qū)域?yàn)楦邼舛葥诫s層。更進(jìn)一步地，上述的激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池，其中所述擴(kuò)散層的厚度為 300-400um。更進(jìn)一步地，上述的激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池，其中所述的硅片層厚度為 700-900um。更進(jìn)一步地，上述的激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池，其中所述的擴(kuò)散摻雜混合層頂部分布有SiNx層。再進(jìn)一步地，上述的激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池，其中所述的SiNx層厚度為70-80nm。[0013]本實(shí)用新型技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在成品硅片擴(kuò)散方阻較低，方阻均勻性好，激光熔融摻雜后金屬化高摻雜濃度區(qū)域摻雜均勻性好。并且，擴(kuò)散后磷娃玻璃和娃片表面磷濃度較高，形成金屬化高摻雜濃度區(qū)域所需激光能量較低，晶格損傷相對(duì)較小。同時(shí)，本實(shí)用新型在不影響金半接觸的前提下提高非金屬覆蓋區(qū)域表面鈍化質(zhì)量，降低表面和發(fā)射層復(fù)合，提高短波光子響應(yīng)，進(jìn)而提升電池性能。并且，在制造期間，采用無(wú)掩膜回蝕方法，降低金屬柵線間區(qū)域表面濃度，結(jié)合優(yōu)良鈍化工藝實(shí)現(xiàn)低表面復(fù)合和發(fā)射層復(fù)合，從而提高電池性能。再者，本實(shí)用新型整體需要應(yīng)用保護(hù)掩膜，從而節(jié)省耗材、設(shè)備等投入，易于推廣。

本實(shí)用新型的目的、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，將通過下面優(yōu)選實(shí)施例的非限制性說明進(jìn)行圖示和解釋。這些實(shí)施例僅是應(yīng)用本實(shí)用新型技術(shù)方案的典型范例，凡采取等同替換或者等效變換而形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。圖I是激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池的構(gòu)造示意圖。I硅片層2正電極層3背電極4擴(kuò)散層5高濃度摻雜層6 SiNx層
具體實(shí)施方式
如圖I所示的激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池，包括有電池本體，采用的電池本體為硅片層1，其與眾不同之處在于本實(shí)用新型采用的硅片層I底部分布有正電極層
2,在娃片層I頂部設(shè)置有擴(kuò)散摻雜混合層,在擴(kuò)散摻雜混合層上分布有背電極3。就本實(shí)用新型一較佳的實(shí)施方式來(lái)看，為了提高整體的實(shí)施效果采用的擴(kuò)散摻雜混合層包括有擴(kuò)散層4。具體來(lái)說，考慮到可以利用燒結(jié)爐進(jìn)行電極、電場(chǎng)共燒處理，在擴(kuò)散層4上分布有內(nèi)凹區(qū)域，所述的內(nèi)凹區(qū)域?yàn)楦邼舛葥诫s層5。進(jìn)一步來(lái)看，結(jié)合太陽(yáng)能電池的規(guī)格來(lái)看，考慮到能夠適應(yīng)目前常用的各種規(guī)格的太陽(yáng)能電池安裝和使用需要，擴(kuò)散層4的厚度為300-400um。與之對(duì)應(yīng)的是，本實(shí)用新型采用的硅片層I厚度為700-900um。再進(jìn)一步來(lái)看，為了對(duì)電池性能進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，擴(kuò)散摻雜混合層頂部分布有SiNx層6。同時(shí)，采用的SiNx層6厚度為70-80nm。結(jié)合本實(shí)用新型的實(shí)際制造情況來(lái)看，采用156X 156_2的P型多晶娃片,去除損傷層。之后，選擇HF、HN03的混合溶液，混合溶液體積百分含量為60 %，HF和HN03的體積比為I : 3. 5，去除機(jī)械損傷層時(shí)溫度為TC，控制反應(yīng)時(shí)間確保單面去損厚度為6-7 μ m。接著，將經(jīng)過上述處理過的硅片放入擴(kuò)散爐中進(jìn)行擴(kuò)散，擴(kuò)散后形成擴(kuò)散層2、非激活層3和磷硅玻璃4，擴(kuò)散方阻50-60 Ω /sqr。完成上述步驟后，將經(jīng)過擴(kuò)散的硅片利用532nm激光器根據(jù)金屬柵線圖形局部熔融磷硅玻璃，形成高濃度摻雜區(qū)和激光摻雜損傷層，高濃度摻雜區(qū)方阻30-40 Ω /sqr,寬度300_400umo之后，將上述處理硅片放入氫氟酸溶液中去除表面磷硅玻璃，并去除背結(jié)。緊接著，將上述處理過的硅片放入氫氟酸和硝酸混合溶液中進(jìn)行回蝕，氫氟酸和硝酸體積比為I 5，回蝕后激光熔融區(qū)域方阻45-50 Ω/sqr，其他區(qū)域100-120 Ω/sqr。然后，利用PECVD設(shè)備在發(fā)射結(jié)表面制作氮化硅層。在此期間，膜厚控制范圍70-80nm，折射率控制范圍2. 0-2. I。最終，利用絲網(wǎng)印刷設(shè)備制備背面電極以及背面電場(chǎng)和正面電極，利用燒結(jié)爐進(jìn)行電極、電場(chǎng)共燒處理。通過上述的文字表述可以看出，采用本實(shí)用新型后，成品硅片擴(kuò)散方阻較低，方阻均勻性好，激光熔融摻雜后金屬化高摻雜濃度區(qū)域摻雜均勻性好。并且，擴(kuò)散后磷硅玻璃和硅片表面磷濃度較高，形成金屬化高摻雜濃度區(qū)域所需激光能量較低，晶格損傷相對(duì)較小。同時(shí)，本實(shí)用新型在不影響金半接觸的前提下提高非金屬覆蓋區(qū)域表面鈍化質(zhì)量，降低表面和發(fā)射層復(fù)合，提高短波光子響應(yīng)，進(jìn)而提升電池性能。并且，在制造期間，采用無(wú)掩膜回 蝕方法，降低金屬柵線間區(qū)域表面濃度，結(jié)合優(yōu)良鈍化工藝實(shí)現(xiàn)低表面復(fù)合和發(fā)射層復(fù)合，從而提高電池性能。再者，本實(shí)用新型整體需要應(yīng)用保護(hù)掩膜，從而節(jié)省耗材、設(shè)備等投入，易于推廣。
權(quán)利要求1.激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池，包括有電池本體，所述的電池本體為娃片層，其特征在于所述的硅片層底部分布有正電極層，所述的硅片層頂部設(shè)置有擴(kuò)散摻雜混合層，所述的擴(kuò)散摻雜混合層上分布有背電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池，其特征在于所述的擴(kuò)散摻雜混合層包括有擴(kuò)散層，所述的擴(kuò)散層上分布有內(nèi)凹區(qū)域，所述的內(nèi)凹區(qū)域?yàn)楦邼舛葥诫s層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池，其特征在于所述擴(kuò)散層的厚度為300-400um。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池，其特征在于所述的硅片層厚度為700-900um。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池，其特征在于所述的擴(kuò)散摻雜混合層頂部分布有SiNx層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池，其特征在于所述的SiNx層厚度為70-80nm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種激光摻雜選擇性發(fā)射極式太陽(yáng)能電池，包括有電池本體，該電池本體為硅片層，其特點(diǎn)是硅片層底部分布有正電極層，在硅片層頂部設(shè)置有擴(kuò)散摻雜混合層，且擴(kuò)散摻雜混合層上分布有背電極。由此，本成品硅片擴(kuò)散方阻較低，方阻均勻性好。同時(shí)，本實(shí)用新型在不影響金半接觸的前提下提高非金屬覆蓋區(qū)域表面鈍化質(zhì)量，降低表面和發(fā)射層復(fù)合，提高短波光子響應(yīng)，進(jìn)而提升電池性能。再者，本實(shí)用新型整體需要應(yīng)用保護(hù)掩膜，從而節(jié)省耗材、設(shè)備等投入，易于推廣。
文檔編號(hào)H01L31/0224GK202678329SQ20122032832
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者魏青竹, 陸俊宇, 黃書斌, 汪燕玲 申請(qǐng)人:中利騰暉光伏科技有限公司