[发明专利]一种晶体硅太阳能电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体地说涉及一种采用离子注入方式制备p-n结的晶体硅太阳能电池的制备方法。

背景技术

晶体硅太阳能电池的核心部分为p-n结，在现有技术中，通常采用POCl3热扩散，将P扩散入硅片而获得p-n结。但上述方法的执行过程中掺杂浓度难以控制，p-n结的深度均一性不好，因此导致太阳能电池的光电转换效率很难提高。离子注入技术能够将各种掺杂物质注入基底材料，还能对注入的深度和浓度实现精确的控制。因此目前不少企业已经将离子注入技术应用于晶体硅太阳能电池的制备过程中，采用这种方法可以获得高质量的p-n结，从而大幅度提高太阳能电池的光电转换效率。

在硅片制备过程中会带来一些深能级杂质，如Cu、Zn、S和Fe等，这些杂质会在硅片中形成复合中心，严重影响太阳能电池的光电转换效率。磷吸杂是利用重掺杂硅中金属杂质固溶度远高于轻掺硅中金属杂质固溶度的特点，将硅片中金属杂质吸到硅片表面的重掺杂磷扩散层中，然后通过刻蚀去除此扩散层而达到去除杂质的目的。重掺杂P的吸杂作用能减少硅片内部杂质的含量，提高少数载流子寿命，提高材料和器件的性能，因此，硅片背面的磷掺杂非常重要。

但是采用离子注入制备p-n结时是对硅片正面进行的单面注入，在硅片背面没有形成掺杂层，因此，背面无法实现磷吸杂，硅片中的金属杂质不能吸出表面，以金属杂质为主的复合中心会降低电池的转换效率。如果对硅片进行双面P离子注入，电池的制备成本太高而无法实现；如果注入后对硅片进行双面重扩，又会破坏离子注入获得的高质量p-n结，电池效率会下降。

因此，如何开发一种既具有优异的背面吸杂效果又尽量不增加成本的离子注入高效太阳能电池制备技术是目前亟待解决的热点问题。

发明内容

为了解决在通过离子注入技术制备高质量p-n结时，无法实现硅片背面磷吸杂的问题，本发明采用单面扩散技术来对硅片背面进行高浓度磷扩散，以实现硅片背面的磷吸杂。本方法既可以获得高质量的p-n结，又不会因为硅片内部的金属杂质无法吸出而影响太阳能电池的光电转换效率。

根据本发明的一个方面，提供一种晶体硅太阳能电池的制备方法，其中，包括以下步骤：

a）在硅片正面形成绒面；

b）在所述硅片正面进行P离子注入；

c）在所述硅片的背面进行重掺杂，并对所述硅片进行退火；

d）去除重掺杂区P扩散层和磷硅玻璃；

e）在所述硅片正面形成减反膜；

f）在所述硅片背面形成背电极和铝背场；

g）在所述硅片正面形成正电极。

本发明采用单面扩散用的石英舟对离子注入后的硅片进行磷扩散：在一个卡槽内插入两片硅片，将这两片硅片的离子注入面挨紧，而其非离子注入面暴露在外侧；然后在退火炉中通入高浓度POCl₃进行重掺杂。由于两片硅片的离子注入面紧紧挨在一起，POCl₃不能对离子注入面进行掺杂，这样既保护了离子注入形成的p-n结，又能够在非离子注入面进行重掺杂，从而形成高浓度P扩散层。另外，离子注入面的退火和非离子注入面的重掺杂同时完成，过程简单易于操作，且由于采用一个槽插两片硅片的单面退火形式，电池的产能也可以大大提高。因此，本发明不仅能够大大提高离子注入太阳能电池背面的吸杂效果，提高电池转换效率，又可以提高太阳能电池的产能。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1所示为根据本发明的一种晶体硅太阳能电池的制备方法的一个具体实施方式的流程示意图；

图2所示为单面扩散用标准石英舟的一个具体实施方式的照片；

图3所示为采用本发明的方法将硅片插入标准石英舟的一个具体实施方式的照片。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

参考图1，图1所示为根据本发明的一种晶体硅太阳能电池的制备方法的一个具体实施方式的流程示意图。