[发明专利]一种利用P型硅球作为硼源制备局部背场的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池制备工艺，具体涉及一种利用P型硅球作为硼源制备局部背场的工艺方法。

 

背景技术

在当今的太阳能研究中热点问题中，背场对电池表面的钝化和吸杂作用的研究一直受到太阳能光伏科研人员的关注。研究主要集中在以下三个方面：(1)铝背场制备工艺方法以及热处理方法；(2)制备背场的材料；(3)在太阳电池中，铝背场的吸杂作用和钝化作用。本发明涉及一种制备背场的新材料。

全铝背场虽然已经大大降低了电池背表面载流子复合速率，但是由于电池基片越来越薄，铝背场的不均匀等问题，导致其已经不能满足制备高效太阳电池的要求。所以研究者开始研究制备局部铝背场，特别是运用硼背场和背面纯化层的方法，发现电池背表面的载流子复合速度得到了进一步降低。

为弥补全铝背场的不足，制备更高效的太阳能电池，局域背场工艺的出现成为必然, 由于硼在晶体硅中的最大饱和固溶度远大于铝, 跟常规局部铝背场相比，研究者发现硼背场对于提高太阳能电池少数载流子寿命以及硅基太阳能电池表面纯化作用方面效果更好。很多学者对局域硼背场的制备做了大量研究，例如赵建华博士（24.5% Effciency Silicon PERT Cells on MCZ Substrates and 24.7% Effciency PERL Cells on FZ Substrates,Prog. Photovolt: Res. Appl.1999）提出的PREL结构利用BBr3作为硼源进行背场局部掺杂，实现了24.7%的电池转化效率，是迄今为止报道的硅基太阳能电池最高的电池转化效率；德国的Sven Kluska（High-Efficiency Silicon Solar Cells With Boron Local Back Surface Fields Formed by Laser Chemical Processing,IEEE,2011）提出采用激光化学加工的方法实现局部硼背场的掺杂，实现电池效率20.9%；无锡尚德的Zhenjiao Wang, Peiyu Han（Advanced PERC and PERL production cells with 20.3%record efficiency for standard commercial p-type silicon wafers,Prog. Photovolt: Res. Appl. 2012）等提出采用局部硼扩散的方法能制备效率超过20%的Pluto cell电池也已经得到证实。

综上所述，目前报道的背场硼掺杂工艺主要采用：1）利用激光化学的方法；2）采用液态或气态硼源高温扩散；3）沉积掺硼氧化硅薄膜等方法。但是，由于以上工艺中硼的扩散均要在1000℃以上的高温下完成，激光化学方法的局部温度也极高，导致晶体内部结构发生变化，产生二次缺陷，对硅片质量影响较大，从而降低太阳能电池的性能；再次以上方法均面临着设备昂贵，工艺的生产成本过高，不能与现行的工艺兼容等问题，均导致背场硼掺杂工艺一直不适用于现代工业化生产。

 

发明内容

本发明提供一种低成本，与现行工艺兼容的，可工业化生产，高生产率的采用P型硅球作为硼源制造局部背场的方法，克服现有技术中成本高、需要特殊的生产设备以及硼扩散带来的高温热损伤、进而解决约束太阳能电池性能提升的问题。主要是通过将P型硅球配制为印浆之后，印刷于背场而制得。具体的技术方案是：

一种利用P型硅球作为硼源制备局部背场的方法，包括如下步骤：

第1步、将硅片进行制绒、清洗、扩散、边缘刻蚀及去磷硅玻璃，得到前工艺硅片；

第2步、将P型硅球混合于印浆中，再印刷于第1步所得的前工艺硅片背面，烘干后再进行退火，得到带硼掺杂局部背场的硅片；

第3步、在第2步所得的硼掺杂局部背场的硅片的背面沉积钝化膜；

第4步、背面将银浆套印于烘干后的印浆表面，再进行烘干；

第5步、对硅片进行烧结，使银浆和硅硼掺杂区域形成欧姆接触。

本发明的技术方案中，第1步中所使用的硅片可以是太阳能电池使用的单晶硅片，也可以采用多晶硅片，采用常规的前处理工艺即可。