[实用新型]一种选择性发射极

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳电池的掺杂结构，尤其涉及一种选择性发射极。

背景技术

目前国内外的晶体硅太阳电池制造企业大都采用传统结构的太阳电池，技术比较成熟，但是其成本限制了太阳电池的大规模应用。局部工艺优化对提高太阳电池光电转换效率、降低单位发电成本的贡献十分有限。很多公司和研究机构都在开发新型高效的选择性发射极结构太阳电池。选择性发射极技术是在电池的不同区域实现不同的掺杂浓度，提高太阳电池的短波响应能力，同时保证电极与硅形成良好的欧姆接触，从而获取更高的光电转换效率。

选择性发射极结构太阳电池的关键技术是实现分区掺杂，目前国内外文献报道中，主要利用以下方法来制造晶体硅太阳电池的选择性发射极结构：

（1）二步扩散法：首先对硅片进行氧化形成一层SiO₂作为掩膜，再利用光刻技术对电极区域进行处理；对处理后的硅片进行第一次重掺杂扩散；去除SiO₂掩膜层后，在整个发射区进行第二次轻掺杂扩散；由此对栅线区域进行局部重掺杂。这种方法成结的质量较低，硅片少子寿命损失较大，且工艺复杂、成本较高，不利于生产应用。

（2）掩膜去除法：首先在硅衬底表面扩散形成重掺杂发射区；利用保护胶遮掩电极处区域后，用蚀刻技术（如自对准等离子体刻蚀的方法）对非电极区进行腐蚀，从而降低该区域的表面杂质浓度和结深。这种方法同样因工艺复杂、成本较高，不利于生产应用。

（3）掩膜扩散法：利用丝网印刷在金属电极以外的区域印刷掩膜；然后进行扩散。电极区域由于没有掩膜形成了重掺，而电极以外的区域由于掩膜的阻挡形成轻掺杂。目前存在的主要问题是丝印机对位精度不能满足要求使得工艺效果受到影响。

（4）机械织构法：首先对硅片表面的非电极区域进行机械织构；以氧化物作为磷扩散源。扩散过程中磷源在单位时间和单位面积上挥发的量一定，因此在没有织构的电极区域会有更多的磷沉积，在非电极区由于织构使得有效面积增大，导致单位面积上有较少的磷沉积，从而形成选择性发射极结构。扩散过程中必须保证扩散源在垂直于扩散面的方向上有很好的均匀性，才能有效实现该工艺。

（5）浆料掺杂法：在印刷正电极时，采用含磷的金属浆料印刷正面电极，然后进行烧结，正面电极栅线下的区域在获得高掺杂的同时形成合金结。此方法由于烧结过程较短，磷原子并不能有效扩散到硅片深处，因此重掺杂区的深扩散效果并不明显。

（6）激光刻槽法：利用激光在硅片表面栅线区域刻槽，通过丝网印刷或旋涂的方法在硅片表面涂覆磷源，由于刻槽区域的磷源量较大，扩散后在刻槽附近就可以形成高掺杂深扩散区，而在其它地方形成低掺杂浅扩散区。这种方法成本贵、工艺复杂，由于硅片厚度较薄，容易破片。

（7）激光化学同步掺杂法：首先对硅片表面进行磷扩散；将含磷的化学液体通过喷嘴涂覆到硅片表面的同时，采用激光在电池正面进行扫描，通过激光与硅片表面的局部物理化学反应将含磷化学液体中的磷源扩散到栅线区域，从而形成重掺杂。这种方法存在的主要问题是栅线区域掺杂均匀性不佳、晶格损伤较大、载流子复合较明显。

采用上述方法制备得出的选择性发射极由于各种原因，造成了掺杂均匀性不佳，重掺杂区的深扩散效果不明显，硅片少子寿命损失大，晶格损伤较大以及载流子复合较明显。 

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种选择性发射极，可提高晶体硅电池的短波响应能力、增加电池的开路电压和短路电流，解决激光化学同步掺杂方法均匀性不佳、晶格损伤大及载流子符合较严重的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种选择性发射极，包括：重掺杂区和低掺杂区；

其中，所述重掺杂区包括主栅重掺杂区和细栅重掺杂区，所述主栅重掺杂区与所述细栅重掺杂区垂直相连；

所述重掺杂区还设置有点槽。

所述主栅重掺杂区包括直线区和设置于所述主栅重掺杂区两端的收窄区；

所述收窄区为梯形收窄区，所述梯形收窄区的上底为0.3~0.6mm；

所述梯形收窄区的下底与所述直线区相连，且所述梯形收窄区的下底与所述直线区宽度均为1.3~1.7mm；

所述细栅重掺杂区宽度为0.29~0.32mm。

优选地，所述主栅重掺杂区覆盖在所述细栅重掺杂区之上。

优选地，所述点槽的直径为0.18~0.22mm。

优选地，所述点槽之间的径向距离和轴向距离均为0.325~0.395mm。