专利名称：选择性发射极高效晶体硅太阳能电池的制备工艺的制作方法
技术领域：
本发 明涉及晶体硅太阳能电池的制备工艺。
背景技术：
我国在2009年7月，财政部、科技部、国家能源局联合发布了《关于实施金太阳示范工程的通知》，决定综合采取财政补助、科技支持和市场拉动方式，加快国内光伏发电的产业化和规模化发展。目前，中国太阳能电池产量占世界总份额的45%以上，俨然是太阳能电池的制造大国，在如何提高太阳能电池转化效率方面，各太阳能电池制造厂商展开了一场效率竞赛，为的是进一步提高本公司的市场竞争力和促进光伏发电成本降低。近年来，选择性发射极技术被认为是晶体硅太阳能电池生产工艺中最为有希望实现高效、低成本制造技术。选择性发射极结构有两个特征1.在电极栅线下及其附近形成高掺杂的重扩散区；2.在其他区域形成轻掺杂的浅扩散区。因此，实现选择性发射极结构的关键是如何形成选择性重掺杂区。过去制备SE太阳能电池通常采用二次扩散的方法，即重扩散和浅扩散分两次进行。两步扩散工艺的优势是可以实现不同掺杂区的精确控制，但是步骤过于复杂，且两次高温扩散给硅片带来的热损伤比较大，尤其是多晶硅影响更严重，因此SE电池一直难以大规模产业化生产，由于传统的SE高效电池技术要求比较高和工艺比较复杂，使得电池制造成本太高。2008年金融危机造成整个太阳能行业经济萧条，各电池制造厂商逐渐加快了开发 SE高效低成本电池的步伐，促进了高效SE太阳能电池片从实验室走向商业化生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种选择性发射极高效晶体硅太阳能电池的制备工艺，该种生产工艺完全适合于大规模生产。选择性发射极高效晶体硅太阳能电池的制备工艺，包括步骤如下(1)将硅片进行浓磷扩散形成表面重掺杂区(即重扩散，采用正常工艺，形成高浓度掺杂区)，硅片的方块电阻控制在30 Ω/□ 40 Ω/□；(2)用喷墨打印机打印正电极图形，制备电极掩膜，保护电极重掺杂区；(3)用湿法链式刻蚀机腐蚀电极掩膜区以外的区域，形成90Ω/ □ 100Ω/ □的薄层电阻；(4)对硅片边缘刻蚀，去电极掩膜，去磷硅玻璃；(5)镀减氮化硅反射膜；(6)丝网印刷印电极，烧结。上述工艺中，步骤(5)所述的膜厚控制在85 士 0. 5nm，折射率控制在2. 05 士 0. 05。步骤(6)所述的丝网印刷，细栅线高度控制在20士3μπι，细栅线宽度控制在 70 士 3μπι;所述的烧结温度为(烘干区150°C 200°C、烧结区500°C 560°C、600°C 700°C、750°C 850)
本发明就是利用喷墨打印技术制作电极掩膜，保护电极重掺杂区，通过反刻法将掩膜以外区域进行腐蚀形成浅结，提高电池的蓝光效应，提高短路电流，最后丝印烧结后电极区形成良好的欧姆接触，大大降低串联电阻，从而提高填充因子，最终提高电池转换率。 该工艺不需要两次扩散、不要二次印刷，只需要在扩散后增加一台喷墨打印机，喷墨打印技术已十分成熟，所以该工艺完全适合于大生产。本发明制备的选择性发射极晶体硅太阳能电池的优点电池转换率高，多晶平均转换在17. 5% 18. 5%，单晶平均转换效率在18. 5% 19. 5%，填充因子均大于79%，串联电阻在0. 5 1. 5m Ω。
具体实施方式
选择性发射极高效晶体硅太阳能电池的制备工艺，步骤如下①正常硅片清洗制绒；②利用传统扩散炉，对硅片进行浓磷重掺杂，扩散薄层电阻控制在30Ω/ □ 40 Ω / □；③喷墨打印机打印电极掩膜，对重掺杂区进行保护，主电极宽约2. 5mm，细栅宽约 200 μ m ；④湿法链式刻蚀机腐蚀掩膜区以外的区域，即对重掺杂区以外区域进行腐蚀形成浅结，形成90 Ω / □ 100 Ω / 口的薄层电阻；腐蚀液温度8°C，滚轮速度0. 72m/min,氢氟酸 35L，硝酸65L，去离子水98L。⑤对硅片边缘刻蚀，去除电极掩膜，去除磷硅玻璃；⑥镀减氮化硅反射膜，膜厚控制在85 士 0. 5nm，折射率控制在2. 05 士 0. 05 ；⑦丝网印刷印电极，细栅线高度控制在20 士 3 μ m，细栅线宽度控制在70 士 3 μ m ；⑧烧结，烧结温度为(烘干区150°C 200°C、烧结区500°C 560°C、600°C 700°C、750°C 850°C )。
权利要求
1.选择性发射极高效晶体硅太阳能电池的制备工艺，其特征是，包括步骤如下(1)将硅片进行浓磷扩散形成表面重掺杂区(即重扩散，采用正常工艺，形成高浓度掺杂区)，硅片的方块电阻控制在30 Ω / □ 40 Ω / □；(2)用喷墨打印机打印正电极图形，制备电极掩膜，保护电极重掺杂区；(3)用湿法链式刻蚀机腐蚀电极掩膜区以外的区域，形成90Ω/□ 100Ω/ □的薄层电阻；(4)对硅片边缘刻蚀，去电极掩膜，去磷硅玻璃；(5)镀减氮化硅反射膜；(6)丝网印刷印电极，烧结。
2.根据权利要求1所述的选择性发射极高效晶体硅太阳能电池的制备工艺，其特征是，步骤(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.根据权利要求1所述的选择性发射极高效晶体硅太阳能电池的制备工艺，其特征是，步骤(6)所述的丝网印刷，细栅线高度控制在20士3 μ m，细栅线宽度控制在70 士 3μπι。
4.根据权利要求1所述的选择性发射极高效晶体硅太阳能电池的制备工艺，其特征是，所述的烧结温度为烘干区150°C 200°C、烧结区500°C 560°C、600°C 700°C、 750 850 °C。
全文摘要
本发明涉及一种选择性发射极高效晶体硅太阳能电池的制备工艺，先将硅片进行浓磷扩散形成表面重掺杂，再利用喷墨打印技术制作电极掩膜，保护电极重掺杂区，然后通过反刻法将掩膜以外区域进行腐蚀形成浅结，最后丝网印刷印电极、烧结。本发明工艺不需要两次扩散、不要二次印刷，只需要在扩散后增加一台喷墨打印机，喷墨打印技术已十分成熟，所以该工艺完全适合于大生产；制备的选择性发射极晶体硅太阳能电池转换率高，多晶平均转换在17.5％～18.5％，单晶平均转换效率在18.5％～19.5％，填充因子均大于79％，串联电阻在0.5～1.5mΩ。
文档编号H01L31/18GK102185033SQ20111009858
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者夏俊华, 杨雷, 殷海亭, 王步峰, 钱金梁, 陈阳泉 申请人:润峰电力有限公司