[发明专利]一种背接触太阳能电池的制备技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池的制备技术，特别是一种应用于背接触电池的制备技术。

背景技术

背接触电池是一种结构较为特殊的晶体硅太阳能电池。其典型特征为：电池的两个电极全部制作在电池的背表面。与常规的晶体硅电池相比，背接触太阳能电池有明显的优点：(1)正面没有电极，避免了电极遮光，减少了对光的反射；(2)发射区电极的面积不受限制，减少了电极电阻及接触电阻；(3)两个电极在同一表面上，方便了电池互联，使电池的封装更容易。

目前，常见的背接触电池有：美国Sunpower公司的背面叉指状电极的背接触电池(IBC电池)；发射区穿通电池(EWT电池，包括常规的EWT电池以及RISE-EWT、POWER-EWT等其它结构的电池)；金属穿通(MWT)电池以及金属环绕(MWA)电池等。这些不同结构的背接触电池都有各自的优点，但与常规电池相比，突出的弱点是制备工艺较为复杂。以IBC电池为例，由于电池的发射区、基区电极和发射区电极全部在电池的背表面，制备过程中需要进行多次掩蔽、扩散、光刻(或精细丝网印刷)等工艺步骤，工艺成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单的制备背接触太阳能电池的技术，简化背接触太阳能电池的制备工艺。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：选择P型或N型晶体硅硅片为衬底，在所述硅片的背表面淀积掺杂源，然后利用激光对欲形成掺杂区的区域进行加热，使掺杂源中的杂质扩散进入硅片中。而没有激光加热的区域温度较低，掺杂源不会进入硅片。激光处理结束后，残留的掺杂源可以很容易清除掉。这样，就在限定的区域形成了掺杂区。采用这种方法，可以简单地实现背表面限定区域内的掺杂，从而明显简化背接触电池的制备工艺。

该方法具体包括以下步骤：

(1)采用厚度为100～500μm，电阻率为0.2～500Ωcm的P型或N型晶体硅作为衬底；

(2)用常规方法在所述硅衬底正表面作表面织构化；然后作常规清洗；

(3)在所述硅衬底背表面，淀积掺杂源。所述掺杂源为含磷、或锑、或硼、或铝、或镓等III族或V族掺杂剂的化合物或混合物。淀积方法包括喷涂、印刷以及其它常规的淀积方法；

(4)利用激光对欲形成掺杂区的区域进行加热形成掺杂区。所用激光的波长为400～1200nm，通过控制激光参数，可以将该区域内所述硅衬底的温度加热至850～1400℃。该区域内所述掺杂源中的掺杂剂受热向所述硅衬底中扩散，从而形成掺杂区。如果掺杂剂与所述硅衬底中的掺杂剂类型相同(同为III族掺杂剂或同为V族掺杂剂)，则掺杂区和所述硅衬底的导电类型相同，掺杂区可作为高掺杂的基区接触区；如果掺杂剂与所述衬底中的掺杂剂类型不同(掺杂源中含III族掺杂剂，而所述硅衬底含V族掺杂剂；或掺杂源中含V族掺杂剂，而所述硅衬底含III族掺杂剂)，则掺杂区和所述硅衬底的导电类型相反，掺杂区可作为电池的发射区。掺杂区的表面掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3～3×10²⁰cm^-3，掺杂深度为0.05～2微米，薄层电阻为5～500Ω/□；

(5)激光处理结束后，用水或其它溶剂清洗的方法除去残留的掺杂源；

(6)采用常规的丝网印刷、真空蒸发或溅射方法，在所述掺杂区上制备基区或发射区金属电极。

本发明由于采取以上技术方案，具有以下优点：1、通常的背接触电池基区电极和发射区电极全部在电池的背表面，如果采用常规的扩散方法形成发射区和高掺杂的基区接触区，就需要进行多次扩散、掩蔽(或刻蚀)工艺。而采用激光加热掺杂源实现掺杂的方法后，可以通过选择激光加热的区域，实现特定区域内的掺杂。这样就避免了多次掩蔽(或刻蚀)工艺，大大简化了背接触电池的制作步骤；2、利用激光加热掺杂源实现掺杂的方法精度高，可以达到精细丝网印刷的水平；3、激光加热工艺与常规扩散工艺相比，对环境洁净度的要求低；而且除掺杂区外，硅片的其它部分温度低，避免了硅衬底在高温过程中可能的沾污或其它因素导致的质量下降。

具体实施方式