[发明专利]太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池及其制备方法。更具体而言，本发明涉及一种显示低的接触电阻和高效率的太阳能电池，及其制备方法。

本申请要求于2011年12月9日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2011-0132202号的优先权和权益，其公开的内容以引用的方式全部并入到本文中。

背景技术

近来，预期常规的能源(如石油或煤炭)将会枯竭，寻找替代能源的兴趣日益增加。作为替代能源之一，太阳能电池(下一代电池)使用将太阳能直接转化为电能的半导体装置，而因此其为关注的焦点。太阳能电池主要分为硅太阳能电池、化合物半导体太阳能电池和叠层太阳能电池，其中，硅太阳能电池为主流。

另一方面，为了实现硅太阳能电池的高效率，已经开发了许多装置，如浅结发射极、选择性发射极等。浅结发射极指的是具有60至120Ω/平方的高表面电阻的发射极层，其具有低复合率和使用具有短波长的太阳光的优点。

在晶体硅太阳能电池中，在基板上形成的发射极层使使用基板作为基底形成pn结。高Rs电池具有60至120Ω/平方的表面电阻，其高于早期的晶体硅太阳能电池的发射层的表面电阻(40至50Ω/平方)，而因此其显示优异的光电转化效率。换言之，所述高效的太阳能电池在所述太阳能电池基板前面上形成的发射极层的表面中提供窄的死层(dead layer)(其中由形成的电子形成的电流被浓度过量的半导体杂质所中断的区域)，这提高了太阳能电池的效率。

这种高效率太阳能电池的发射极层具有100nm至500nm的厚度，以及在所述发射极层中的半导体杂质可以具有1×10¹⁶至1×10²¹原子/cm³的浓度。在之前的太阳能制备工艺中，通过形成具有这样的超薄厚度的发射极和通过控制在发射极层中的所述半导体杂质具有低的掺杂浓度来制备所述发射极层。

然而，在常规太阳能电池中的发射极层的厚度为600nm以上，然而，在高效率太阳能电池中的发射极层的厚度是超薄的，如100nm至500nm。因此，当在高效率太阳能电池中形成电极时，其通过薄发射极层与基底基板接触，因而具有容易短路的问题。也就是，为了商业利用包括薄发射极层的高效率太阳能电池，需要额外的步骤使得所述电极容易地与薄发射极层接触，并且防止由所述电极与基底硅基板接触导致的短路。

Ag膏被用于形成所述薄发射极的正面电极，其包含银粉、有机粘合剂、玻璃粉等。然而，由于所述Ag膏的玻璃粉，欧姆接触性能差，并且在苛刻情况下甚至可能发生短路现象。特别地，形成正面电极的接触需要进行短期的大约800℃的高温工艺。如果没有正确地调整所述高温工艺，将导致高的串联电阻和/或低的并联电阻。

作为保持薄发射极的优点和克服其缺点的途径之一，公开了加入具有低接触电阻的镍层，并且烧制形成硅化镍的方法(韩国专利申请第2010-7022607号)。在韩国专利申请2010-7022607中，所述方法进一步使具有n型掺杂部分的无电镀选择性镍层退火以形成硅化镍层，以及在所述硅化镍层上电镀多个接触点，从而形成用于光伏器件的低电阻接触路径。上述文献1的方法具有这样的缺点：由于用于形成所述镍层的无电镀工艺和单独的选择性电镀工艺导致该方法复杂，且成本昂贵。此外，所述方法应该包括额外的步骤以使具有p型掺杂的体硅(bulk silicon)的太阳能装置的铝背面退火以建立更密集的p型掺杂区域(称作BSF(背面场(Back Surface Field))，所述背面场向p-n结驱赶电子。

提供了通过使用硅基板掺杂膏经由在顶部选择性地形成更密集的杂质掺杂区域形成选择性发射极来增加在p-n结区域的电势差和提高短波响应来增加光伏功率的效率的方法(韩国专利申请第2010-0068987号)。在第2010-0068987号的情况下，所述方法包括如下步骤：加入第二导体型杂质并扩散至硅基板中以在所述硅基板的上部上形成第二导体型半导体层；利用掺杂膏印刷所述硅基板表面，并且加热它以在所述第二导体型半导体层上形成更密集的掺杂区域；使用所述掺杂膏作为屏障蚀刻所述硅基板表面；除去印刷在所述硅基板表面上的掺杂膏，并且图形化金属材料以与所述更密集掺杂的区域接触，由此形成电极；和进行额外的扩散步骤以延伸所述更密集掺杂的区域。然而，即使这种方法，也是复杂且成本高昂的。

发明内容

技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明的目的是提供具有低接触电阻的太阳能电池。

本发明的另一目的是提供用于制备太阳能电池的方法。

技术方案