[发明专利]一种发射极卷包晶体硅太阳能电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池的制作方法，具体地说是一种发射极卷包晶体硅太阳能电池的制作方法。 

技术背景

光伏发电行业是最具可持续发展理想特征的可再生能源发电技术，受到全球、全社会的普遍高度重视。以太阳能电池产量为代表，世界光伏产业最近10年平均增长率为48.5％(截止到2009年)，最近5年平均增长率为55.2％(截止到2009年)，2009年世界太阳能电池产量达到10.66GWp，比上年增长近35％。经过金融危机的洗礼，光伏发电战略前景愈显的突出和重要。2009年中国大陆太阳能电池产量超过4GWp，占世界产量的37.6％，显居世界首位，预计2010年将接近50％。在各类太阳能电池中，晶体硅(单晶、多晶)太阳能电池占有极其重要的地位，目前占据了光伏市场的75％以上的份额。从发展的观点来看，晶体硅太阳能电池在未来很长的一段时间仍将占据主导地位。 

发射极卷包晶体硅太阳能电池早在上世纪90年代就有文献报道过，后来得到人们的重视并应用在高效电池的研究当中，例如德国IFSH(Institute for Solar Energy Research Hameln)研究所研发的RISE-EWT就是采用了此种结构，创造了21.4％的效率。目前，在发射极卷包太阳能电池研究进程中，国际上一般采用如下三种方法： 一是丝网印刷、蒸镀与激光刻槽相结合，此方法中运用蒸镀的办法需要相对复杂和昂贵的设备，激光刻槽也会引入一定的损伤同时增加碎片率；另外一种就是二次扩散法与丝网印刷法相结合，此方法主要就是二次高温不可避免带来很多损害且对扩散掩膜要求比较高；还有一种就是化学镀敷法，此方法虽然避免了高温以及效率较高，但工序复杂，成本高。尽管发射极卷包太阳能电池有一定时间的研究历史，但上述几种方法或多或少存在这样或那样的问题。因此，单步扩散法与丝网印刷法等常规手段实现的低成本、与标准电池工艺相兼容的新型类发射极卷包晶体硅太阳能电池工艺技术在时间和成本上有较好控制，适合产业化。 

发明内容

本发明的目的是提供一种发射极卷包晶体硅太阳能电池制备方法，采用该方法可以制作性价比高的晶体硅太阳能电池，并且具有产业化前景。 

本发明通过采取以下技术方案予以实现： 

一种发射极卷包晶体硅太阳能电池制作方法，其利用激光在硅片表面密集开孔或刻槽直至贯穿，随后采用化学方法进行表面清洗以及损伤层的处理，然后通过单步扩散法对其进行重掺杂，并在重掺杂硅片的上下表面孔或槽区域及附近通过丝网印刷高分子聚合物材料作为耐腐蚀阻挡层，硅片其余部分经过化学腐蚀变为轻掺杂或再经过进一步的腐蚀而抛光，随后除去耐腐蚀的阻挡层，即制备选择性发射极卷包结构，最后采用太阳能电池常规制备方法即制备得选择性发射极 卷包晶体硅太阳能电池。 

一种发射极卷包晶体硅太阳能电池制备方法，包括以下步骤： 

(1)采用单步高温磷源或硼源为液态POCl₃或BBr₃制备p-n结； 

(2)采用平均功率15～80W、波长1100～330nm的脉冲或连续激光束，在经过聚焦后达到微米量级直径的光斑照射到硅片表面开孔或刻槽直至贯穿，形成交叉状的栅线图案；； 

(3)化学方法清洗激光损伤层：采用化学腐蚀液对孔或槽及内部进行清洗并去除损伤层； 

(4)耐腐蚀阻挡层的制备：在重掺杂的硅片的上下表面孔或槽区域及附近通过丝网印刷高分子聚合物材料作为耐腐蚀阻挡层，以阻止化学腐蚀液对孔或槽重扩散区的腐蚀； 

(5)选择发射极卷包结构制备的化学腐蚀：采用化学腐蚀液对硅片非耐腐蚀阻挡层区进行腐蚀； 

(6)耐腐蚀阻挡层的去除：采用化学试剂将耐腐蚀阻挡层剥离； 

(7)选择发射极卷包晶体硅太阳能电池的制备：基于太阳电池的常规工艺包括制绒、丝网印刷、烧结制成选择性发射极卷包晶体硅太阳能电池。 

步骤(1)中的硅片为p型晶体硅片或n型晶体硅片。 

步骤(1)中采用高温磷或硼扩散制备的方块电阻为10～30Ω/□。 

步骤(2)中采用的激光是选用脉冲重复频率(Q)，脉冲能量平均功率(P)(通过调节电流I)，激光束扫描速度(V)以及离焦量(Δf) 和打标次数(N)作为参数进行实验。 

步骤(2)中在晶硅片表面所形成的微米级的孔或槽的宽度可达20～110um，交叉状的栅线的间距为1mm～4mm。 

步骤(3)中开孔或刻槽后采用碱液清洗硅片表面的残渣，并腐蚀孔或槽区表面以及内部的损伤层，使其恢复正常的电学性能。