專利名稱：選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽能電池的制備工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā) 明涉及晶體硅太陽能電池的制備工藝。
背景技術：
我國在2009年7月，財政部、科技部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關于實施金太陽示范工程的通知》，決定綜合采取財政補助、科技支持和市場拉動方式，加快國內光伏發(fā)電的產業(yè)化和規(guī)模化發(fā)展。目前，中國太陽能電池產量占世界總份額的45%以上，儼然是太陽能電池的制造大國，在如何提高太陽能電池轉化效率方面，各太陽能電池制造廠商展開了一場效率競賽，為的是進一步提高本公司的市場競爭力和促進光伏發(fā)電成本降低。近年來，選擇性發(fā)射極技術被認為是晶體硅太陽能電池生產工藝中最為有希望實現(xiàn)高效、低成本制造技術。選擇性發(fā)射極結構有兩個特征1.在電極柵線下及其附近形成高摻雜的重擴散區(qū)；2.在其他區(qū)域形成輕摻雜的淺擴散區(qū)。因此，實現(xiàn)選擇性發(fā)射極結構的關鍵是如何形成選擇性重摻雜區(qū)。過去制備SE太陽能電池通常采用二次擴散的方法，即重擴散和淺擴散分兩次進行。兩步擴散工藝的優(yōu)勢是可以實現(xiàn)不同摻雜區(qū)的精確控制，但是步驟過于復雜，且兩次高溫擴散給硅片帶來的熱損傷比較大，尤其是多晶硅影響更嚴重，因此SE電池一直難以大規(guī)模產業(yè)化生產，由于傳統(tǒng)的SE高效電池技術要求比較高和工藝比較復雜，使得電池制造成本太高。2008年金融危機造成整個太陽能行業(yè)經(jīng)濟蕭條，各電池制造廠商逐漸加快了開發(fā) SE高效低成本電池的步伐，促進了高效SE太陽能電池片從實驗室走向商業(yè)化生產。

發(fā)明內容
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能電池的制備工藝，該種生產工藝完全適合于大規(guī)模生產。選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽能電池的制備工藝，包括步驟如下(1)將硅片進行濃磷擴散形成表面重摻雜區(qū)(即重擴散，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)用噴墨打印機打印正電極圖形，制備電極掩膜，保護電極重摻雜區(qū)；(3)用濕法鏈式刻蝕機腐蝕電極掩膜區(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。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，細柵線高度控制在20士3μπι，細柵線寬度控制在 70 士 3μπι;所述的燒結溫度為(烘干區(qū)150°C 200°C、燒結區(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制作電極掩膜，保護電極重摻雜區(qū)，通過反刻法將掩膜以外區(qū)域進行腐蝕形成淺結，提高電池的藍光效應，提高短路電流，最后絲印燒結后電極區(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，最終提高電池轉換率。 該工藝不需要兩次擴散、不要二次印刷，只需要在擴散后增加一臺噴墨打印機，噴墨打印技術已十分成熟，所以該工藝完全適合于大生產。本發(fā)明制備的選擇性發(fā)射極晶體硅太陽能電池的優(yōu)點電池轉換率高，多晶平均轉換在17. 5% 18. 5%，單晶平均轉換效率在18. 5% 19. 5%，填充因子均大于79%，串聯(lián)電阻在0. 5 1. 5m Ω。
具體實施方式
選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽能電池的制備工藝，步驟如下①正常硅片清洗制絨；②利用傳統(tǒng)擴散爐，對硅片進行濃磷重摻雜，擴散薄層電阻控制在30Ω/ □ 40 Ω / □；③噴墨打印機打印電極掩膜，對重摻雜區(qū)進行保護，主電極寬約2. 5mm，細柵寬約 200 μ m ；④濕法鏈式刻蝕機腐蝕掩膜區(qū)以外的區(qū)域，即對重摻雜區(qū)以外區(qū)域進行腐蝕形成淺結，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，細柵線高度控制在20 士 3 μ m，細柵線寬度控制在70 士 3 μ m ；⑧燒結，燒結溫度為(烘干區(qū)150°C 200°C、燒結區(qū)500°C 560°C、600°C 700°C、750°C 850°C )。
權利要求
1.選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽能電池的制備工藝，其特征是，包括步驟如下(1)將硅片進行濃磷擴散形成表面重摻雜區(qū)(即重擴散，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)用噴墨打印機打印正電極圖形，制備電極掩膜，保護電極重摻雜區(qū)；(3)用濕法鏈式刻蝕機腐蝕電極掩膜區(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。
2.根據(jù)權利要求1所述的選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽能電池的制備工藝，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)權利要求1所述的選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽能電池的制備工藝，其特征是，步驟(6)所述的絲網(wǎng)印刷，細柵線高度控制在20士3 μ m，細柵線寬度控制在70 士 3μπι。
4.根據(jù)權利要求1所述的選擇性發(fā)射極高效晶體硅太陽能電池的制備工藝，其特征是，所述的燒結溫度為烘干區(qū)150°C 200°C、燒結區(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能電池的制備工藝，先將硅片進行濃磷擴散形成表面重摻雜，再利用噴墨打印技術制作電極掩膜，保護電極重摻雜區(qū)，然后通過反刻法將掩膜以外區(qū)域進行腐蝕形成淺結，最后絲網(wǎng)印刷印電極、燒結。本發(fā)明工藝不需要兩次擴散、不要二次印刷，只需要在擴散后增加一臺噴墨打印機，噴墨打印技術已十分成熟，所以該工藝完全適合于大生產；制備的選擇性發(fā)射極晶體硅太陽能電池轉換率高，多晶平均轉換在17.5％～18.5％，單晶平均轉換效率在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H01L31/18GK102185033SQ20111009858
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權日2011年4月19日
發(fā)明者夏俊華, 楊雷, 殷海亭, 王步峰, 錢金梁, 陳陽泉 申請人:潤峰電力有限公司