專利名稱：N型太陽能電池及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種N型太陽能電池的制造工藝，本發(fā)明還涉及一種N型太陽能電池。
背景技術(shù)：
晶硅太陽能電池作為太陽能發(fā)電系統(tǒng)的核心部分，已經(jīng)被大規(guī)模地應(yīng)用到各個領(lǐng)域。晶硅太陽能電池已經(jīng)被大規(guī)模應(yīng)用到各個領(lǐng)域，其良好的穩(wěn)定性和成熟的工藝流程是其大規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ)。其中晶體硅太陽電池的90%是P型，如何進一步提高效率，降低成本是國內(nèi)外技術(shù)領(lǐng)域研究的基本目標。隨著工藝技術(shù)的發(fā)展，N型晶硅電池以其成本低效率高的優(yōu)勢，越來越受到市場的重視。與硼摻雜形成的P型太陽能電池不同，N型太陽能電池是在純凈的硅晶體中摻入V族元素(如磷、砷、銻等)，使之取代晶格中硅原子的位置所形成的N型晶硅，所以N型太陽能電池不能采用P型太陽能電池的鋁背場的結(jié)構(gòu)，而是采用磷擴散的方式生成背場。傳統(tǒng)的N型太陽能電池的背場是在硅片表面均勻擴散一層磷原子形成均勻的異質(zhì)結(jié)。請參閱附圖1，該圖為傳統(tǒng)的N型太陽能電池的制造工藝的流程示意圖。該制造工藝包括以下步驟101)硅片清洗制絨對硅片進行化學清洗及表面結(jié)構(gòu)化處理；102)磷、硼擴散形成背場和PN結(jié)；103)化學清洗表面并激光刻邊，使上下兩面絕緣；104)雙面鍛膜平板 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,等離子體增強化學氣相淀積設(shè)備)雙面鍍膜；105)印刷正背面電極；106)燒結(jié)。但是，由于磷擴散形成的背場中，如果摻雜較多的磷雜質(zhì)會增加電池表面復(fù)合，如果摻雜的磷雜質(zhì)太少又會增大金屬柵線與背場的接觸電阻，影響了電池的轉(zhuǎn)換效率。為了提高N型太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，人們將N型太陽能電池的背場設(shè)計為選擇性背場。選擇性背場是把背場形成高低濃度的異質(zhì)結(jié)，使背場形成高摻雜深擴散區(qū)(簡稱高摻雜區(qū))和低摻雜淺擴散區(qū)(簡稱低摻雜區(qū))，并且將電極制作在高摻雜區(qū)，有利于減少金屬與硅的接觸電阻，能夠產(chǎn)生良好的歐姆接觸；低摻雜區(qū)設(shè)置為光照的地方，低的表面濃度可以更好地發(fā)揮表面鈍化效果，解決了摻雜過重產(chǎn)生“死層”的矛盾。這種結(jié)構(gòu)的太陽能電池使過剩的多數(shù)載流子更容易被電極收集，大大減少了載流子的復(fù)合，降低暗電流，所以短路電流和開路電壓都會得到增加，進而提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。目前獲得選擇性背場的方法是在上述步驟102)與步驟103)之間增加以下步驟在硅片的背場非柵線區(qū)印刷高濃度腐蝕漿料，然后進行烘干和特殊水洗操作。由于在背場非電極區(qū)印刷高濃度腐蝕漿料能夠腐蝕掉一部分已擴入的磷雜質(zhì)，故能形成高低濃度分布的異質(zhì)結(jié)，從而獲得選擇性背場。
但是上述獲得選擇性背場的方法中所使用的腐蝕性漿料的價格很高，會使生產(chǎn)成本增加。而且，腐蝕漿料印刷烘干后，必須采用特殊的化學清洗才能保證把背場殘留的漿料去除干凈，導(dǎo)致N型太陽能電池的制造工藝復(fù)雜化。綜上所述，如何提供一種N型太陽能電池的制造工藝，以實現(xiàn)在獲得選擇性背場的同時，降低生產(chǎn)成本，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種N型太陽能電池的制造工藝，以實現(xiàn)在獲得選擇性背場的同時，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明還提供了一種N型太陽能電池。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案 一種N型太陽能電池的制造工藝，包括以下步驟I)硅片清洗制絨；2)在硅片的背場面需要印刷柵線的位置處印刷磷漿，所述背場面為摻雜磷雜質(zhì)的面；3)磷、硼擴散；4)化學清洗表面并激光刻邊，使上下兩面絕緣；5)雙面鍍膜；6)印刷正背面電極；7)燒結(jié)。優(yōu)選的，上述N型太陽能電池的制造工藝中，所述步驟I)與所述步驟2)之間還包括步驟在硅片的背場面需要印刷柵線的位置處進行激光刻槽；且所述步驟2)具體為在所述槽內(nèi)印刷磷漿。優(yōu)選的，上述N型太陽能電池的制造工藝中，所述磷漿的印刷量為10g_30g。優(yōu)選的，上述N型太陽能電池的制造工藝中，所述步驟3)具體為通過POCl3液態(tài)源擴散的方法進行磷擴散，通過BBr3液態(tài)源擴散的方法進行硼擴散。優(yōu)選的，上述N型太陽能電池的制造工藝中，所述步驟5)具體為平板PECVD雙面鍍膜。優(yōu)選的，上述N型太陽能電池的制造工藝中，所述步驟7)通過共燒工藝形成金屬接觸完成燒結(jié)。優(yōu)選的，上述N型太陽能電池的制造工藝中，所述步驟7)之后還包括步驟對電池片進行檢驗和分級。從上述的技術(shù)方案可以看出，與背景技術(shù)中介紹的傳統(tǒng)的N型太陽能電池的制造工藝相比，本發(fā)明提供的N型太陽能電池的制造工藝在步驟3)前增加了步驟2)，即在進行磷、硼擴散之前，首先在硅片的背場面需要印刷柵線的位置處印刷磷漿，使得擴散結(jié)束后的電池片上的印刷磷漿區(qū)即背場電極柵線下及其四周形成高摻雜深擴散區(qū)，其他區(qū)域(活性區(qū))形成低摻雜淺擴散區(qū)，硅片表面形成高低異質(zhì)結(jié)，降低了表面的電荷復(fù)合，使N型太陽能電池獲得選擇性背場，提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。同時，由于與腐蝕漿料相比，磷漿價格便宜,能夠降低生產(chǎn)成本。此外，由于磷是電池背場的重要組成，故本發(fā)明提供的N型太陽能電池的制造工藝不需要對印刷烘干后殘留的磷漿進行清洗，工藝操作簡單，適用于N型太陽能電池的大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明還提供了一種N型太陽能電池，其由上述任意一項技術(shù)方案所述的N型太陽能電池的制造工藝制成。由于上述N型太陽能電池的制造工藝具有上述技術(shù)效果，其制成N型太陽能電池亦具有上述效果，故本文不再贅述。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖。圖I為傳統(tǒng)的N型太陽能電池的制造工藝的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的N型太陽能電池的制造工藝的流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例提供了一種N型太陽能電池的制造工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)在獲得選擇性背場的同時，降低生產(chǎn)成本。為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。請參考附圖2，該圖為本發(fā)明實施例提供的N型太陽能電池的制造工藝的流程示意圖。本發(fā)明實施例提供的N型太陽能電池的制造工藝，包括以下步驟SI、硅片清洗制絨對硅片進行清洗即對其表面處理，目的是清除硅片表面的油污和金屬雜質(zhì)，以及去除硅片表面的切割損壞層；制絨即在硅片表面制作絨面，形成減反射織構(gòu)，絨面具有受光面積大，反射率低的特點。可提高太陽能電池的短路電流，從而提高太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率；S2、在硅片的背場面需要印刷柵線的位置處印刷磷漿，背場面為摻雜磷雜質(zhì)的面采用印刷的方式在硅片的背場面印刷一定量的磷漿，且磷漿的圖案與背場需要印刷柵線的圖案一致，此時印刷磷漿處的磷濃度比未印刷磷漿處的高，即硅片背場的磷濃度不均勻；S3、磷、硼擴散進行磷、硼擴散工藝是為了形成背場和PN結(jié)，由于POCl3是目前磷擴散用得較多的一種雜質(zhì)源，且POCl3液態(tài)源擴散的方法具有生產(chǎn)效率較高，得到PN結(jié)均勻、平整和擴散層表面良好等優(yōu)點，所以在本實施例中，優(yōu)選的采用通過POCl3液態(tài)源擴散的方法進行磷擴散，即通一定量POCl3 (三氯氧磷)，使硅片的背場面擴入一層磷，該方法通過將POCl3液態(tài)分子在N2載氣的攜帶下進入爐管，在高溫下經(jīng)過一系列化學反應(yīng)磷原子被置換，并擴入硅片表面；可以理解的是，還可以采用噴涂磷酸水溶液后鏈式擴散的方法或者其他的鏈式擴散的方法完成磷擴散，本發(fā)明實施例對此不做限定；在本實施例中，具體采用通入BBr3 (三溴化硼)，使硅片的發(fā)射極擴入硼原子，形成PN結(jié)，當然還可以通過其他方法實現(xiàn)硼擴散；S4、化學清洗表面并激光刻邊，使上下兩面絕緣；S5、雙面鍍膜由于PECVD淀積SiN (氮化硅)時，生成的SiN薄膜中含有大量的原子氫，這些氫原子可以很好地鈍化硅中的表面懸掛鍵，對硅片具有表面鈍化作用，從而提高了載流子遷移率，提高了太陽能電池的發(fā)電效率，可用于大批量生產(chǎn)高效太陽能電池，故，本發(fā)明實施例優(yōu)選地采用平板PECVD雙面鍍膜；·本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除了可以采用本實施例中的PECVD沉積減反射膜夕卜，還可以采用常壓化學氣相淀積(APCVD)或低壓化學氣相淀積(LPCVD)的方法來制備減反射膜；S6、印刷正背面電極采用絲網(wǎng)印刷的方法，完成背場、背電極、正柵線電極的制作，以便引出產(chǎn)生的光生電流，給硅片表面印刷一定圖形的銀漿或銀鋁漿，通過燒結(jié)后形成歐姆接觸，使電流有效輸出；S7、燒結(jié)用于烘干硅片上的漿料、去除漿料中的有機成分，完成晶硅與柵線的合金化，優(yōu)選的，由于共燒工藝只需一次燒結(jié)，就可形成上下電極的歐姆接觸，是高效晶體硅太陽能電池的一項重要關(guān)鍵工藝，故本發(fā)明實施例通過共燒工藝形成金屬接觸完成燒結(jié)，當然，也可以通過傳統(tǒng)的工藝進行二次燒結(jié)以形成良好的帶有金屬電極歐姆接觸。綜上可知，與背景技術(shù)中介紹的傳統(tǒng)的N型太陽能電池的制造工藝相比，本發(fā)明實施例提供的N型太陽能電池的制造工藝在步驟S3前增加了步驟S2，即在進行磷、硼擴散之前，首先在硅片的背場面需要印刷柵線的位置處印刷磷漿，使得擴散結(jié)束后的電池片上的印刷磷漿區(qū)即背場電極柵線下及其四周形成高摻雜深擴散區(qū)，其他區(qū)域(活性區(qū))形成低摻雜淺擴散區(qū)，硅片表面形成高低異質(zhì)結(jié)，降低了表面的電荷復(fù)合，使N型太陽能電池獲得選擇性背場，提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。同時，由于與腐蝕漿料相比，磷漿價格便宜，能夠降低生產(chǎn)成本。此外，由于磷是電池背場的重要組成，故本發(fā)明實施例提供的N型太陽能電池的制造工藝不需要對印刷烘干后殘留的磷漿進行清洗，工藝操作簡單，適用于N型太陽能電池的大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明另一實施例提供的N型太陽能電池的制造工藝中，在上述實施例提供的N型太陽能電池的制造工藝的步驟SI與步驟S2之間增加了步驟S2’ 在硅片的背場面需要印刷柵線的位置處進行激光刻槽對制絨后N型硅片進行激光刻槽(只刻蝕背場面)，刻蝕的圖案與背場印刷柵線的圖案一致；且步驟S2具體為在所述槽內(nèi)印刷磷漿。將磷漿印刷在激光所刻的槽內(nèi)，能夠拉大磷擴散后的異質(zhì)結(jié)濃度的高低差，更好地提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。具體的，上述實施例提供的N型太陽能電池的制造工藝中，磷漿的印刷量為10g-30g。根據(jù)實際生產(chǎn)過程中的測試可得，當磷漿的印刷量為10g-30g時，擴散后背場的高摻雜區(qū)方阻為15 Ω -40 Ω，低摻雜區(qū)方阻為30 Ω -55 Ω，此時，背場電極制作在高摻雜區(qū)上減少了金屬與硅的接觸電阻，產(chǎn)生良好的歐姆接觸，低摻雜區(qū)可使表面鈍化效果更好的發(fā)揮，解決了摻雜過重產(chǎn)生“死層”的矛盾。這種結(jié)構(gòu)的太陽能電池使過剩的多數(shù)載流子更容易被電極收集，減少了少數(shù)載流子的復(fù)合，降低了暗電流，所以增加了短路電流和開路電壓。磷漿的印刷量為印刷磷漿前的硅片與印刷磷漿后的硅片之間的質(zhì)量差，該印刷量與印刷絲網(wǎng)的圖案、印刷壓力以及印刷速度有關(guān)，其具體的數(shù)值不局限于10g-30g，應(yīng)根據(jù)實際的硅片種類以及硅片效率的需求來選擇磷漿的印刷量。優(yōu)選的，上述實施例提供的N型太陽能電池的制造工藝中，步驟S7之后還包括對電池片進行檢驗和分級，主要通過測試N型太陽能電池的基本特性，如開路電壓Vre、短路電 流1%、填充因子FF和能量轉(zhuǎn)化效率η，用自動分選機將電池按轉(zhuǎn)化率分級，并進行包裝，便于工作人員根據(jù)不同效率的太陽能產(chǎn)品需求選擇合適等級的電池片。本發(fā)明實施例還提供了一種N型太陽能電池，其由上述任意一項實施例所提供的N型太陽能電池的制造工藝制成。由于本發(fā)明實施例提供的N型太陽能電池由上述的N型太陽能電池的制造工藝制成，故N型太陽能電池能夠?qū)崿F(xiàn)在獲得選擇性背場的同時，降低生產(chǎn)成本，其優(yōu)點是由N型太陽能電池的制造工藝帶來的，具體的請參考上述實施例中相關(guān)的部分，在此就不再贅述。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種N型太陽能電池的制造工藝，其特征在于，包括以下步驟 1)硅片清洗制絨； 2)在硅片的背場面需要印刷柵線的位置處印刷磷漿，所述背場面為摻雜磷雜質(zhì)的面； 3)磷、硼擴散； 4)化學清洗表面并激光刻邊,使上下兩面絕緣； 5)雙面鍍膜； 6)印刷正背面電極； 7)燒結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的N型太陽能電池的制造工藝，其特征在于，所述步驟I)與所述步驟2)之間還包括步驟 在硅片的背場面需要印刷柵線的位置處進行激光刻槽； 且所述步驟2)具體為在所述槽內(nèi)印刷磷漿。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的N型太陽能電池的制造工藝，其特征在于，所述磷漿的印刷量為 10g-30g。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的N型太陽能電池的制造工藝，其特征在于，所述步驟3)具體為通過POCl3液態(tài)源擴散的方法進行磷擴散，通過BBr3液態(tài)源擴散的方法進行硼擴散。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的N型太陽能電池的制造工藝，其特征在于，所述步驟5)具體為平板PECVD雙面鍍膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的N型太陽能電池的制造工藝，其特征在于，所述步驟7)通過共燒工藝形成金屬接觸完成燒結(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的N型太陽能電池的制造工藝，其特征在于，所述步驟7)之后還包括步驟 對電池片進行檢驗和分級。
8.—種N型太陽能電池，其特征在于，其由如權(quán)利要求1-7任意一項所述的N型太陽能電池的制造工藝制成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種N型太陽能電池的制造工藝，包括步驟1)硅片清洗制絨；2)在硅片的背場面需要印刷柵線的位置處印刷磷漿，所述背場面為摻雜磷雜質(zhì)的面；3)磷、硼擴散；4)化學清洗表面并激光刻邊，使上下兩面絕緣；5)雙面鍍膜；6)印刷正背面電極；7)燒結(jié)。該制造工藝在進行磷、硼擴散之前，在硅片的背場面需要印刷柵線的位置處印刷磷漿，使得擴散結(jié)束后的電池片上的印刷磷漿區(qū)形成高摻雜深擴散區(qū)，其他區(qū)域形成低摻雜淺擴散區(qū)，硅片表面形成高低異質(zhì)結(jié)，使N型太陽能電池獲得選擇性背場，提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。由于與腐蝕漿料相比，磷漿價格便宜，故能夠降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明還提供了一種N型太陽能電池。
文檔編號H01L31/18GK102800757SQ201210309888
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者王英超, 劉大偉, 李高非, 胡志巖, 熊景峰 申請人:英利集團有限公司