[发明专利]一种背接触太阳能电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种背接触太阳能电池的制备方法。

背景技术

太阳能电池是一种将光能转化为电能的半导体器件，较低的生产成本和较高的能量转化效率一直是太阳能电池工业追求的目标。对于目前常规太阳能电池，其p+掺杂区域接触电极和n+掺杂区域接触电极分别位于电池片的正反两面。电池的正面为受光面，正面金属接触电极的覆盖必将导致一部分入射的太阳光被金属电极所反射，造成一部分光学损失。普通晶硅太阳能电池的正面金属电极的覆盖面积在7%左右，减少金属电极的正面覆盖可以直接提高的电池的能量转化效率。

背接触电池，是一种将p+掺杂区域和n+掺杂区域均放置在电池背面（非受光面）的电池，该电池的受光面无任何金属电极遮挡，从而有效增加了电池片的短路电流，使电池片的能量转化效率得到提高。

背接触结构的太阳能电池是目前能工业化批量生产的晶硅太阳能电池中能量转化效率最高的一种电池，它的高转化效率，低的组件封装成本，一直深受人们所青睐。但是，背接触电池制作工艺比较复杂，其中包含多道制作掩膜的工艺，该工艺要求很高的对准精度，在以往的制作方法中，大都采用半导体集成电路中所使用的光刻技术来制作背接触电池的掩膜，然而光刻技术的成本非常昂贵，就目前而言很难应用于大规模的背接触电池生产。因此，采用低成本的工艺流程制作高效的背接触电池，一直以来都是一个巨大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种背接触太阳能电池的制备方法，该制备方法工艺流程相对较为简单，所有制作过程都可以在当前工业化产线完成，不需要引入新设备，工艺合理、安全可靠，且成本低。

本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：一种背接触太阳能电池的制备方法，含以下步骤：

（1）使用N型晶体硅基体，在硅基体前表面制备一层薄介质膜，以形成扩散缓冲层；

（2）进行硅基体前后表面双面磷扩散或硅基体背表面单面硼扩散；

（3）在硅基体背表面制作图案化的介质掩膜用作扩散阻挡层，所述介质掩膜图案化覆盖在硅基体背表面；

（4）用化学溶液刻蚀硅基体背表面以去除图案化介质掩膜所镂空的磷扩散区域或硼扩散区域；

（5）对于步骤（2）中采用双面磷扩散的硅基体，在硅基体背面进行单面硼扩散，对于步骤（2）中采用背表面单面硼扩散的硅基体，在硅基体前后表面进行双面磷扩散，扩散结束后，硅基体背表面将会形成图案化的相互补的p+掺杂区域和n+掺杂区域，硅基体前表面将会形成低表面浓度的n+掺杂区域；

（6）在硅基体背表面p+掺杂区域和n+掺杂区域交界处进行电绝缘；

（7）用化学溶液去除硅基体前表面的薄介质膜和硅基体背表面的图案化介质掩膜；

（8）在硅基体前表面制备钝化减反膜，在硅基体背表面制备钝化膜；

（9）通过丝网印刷和共烧结的工艺实现p+掺杂区域和n+掺杂区域的金属化接触，完成背接触电池的制作。

本发明步骤（1）中所述的N型晶体硅基体为N型单晶硅基体，其电阻率优选为1～30Ω·cm，厚度优选为50～300μm，所述的N型晶体硅基体使用前先经表面制绒处理。

本发明步骤（1）中用作扩散缓冲层的薄介质膜优选为氧化硅SiOx薄膜，其厚度为5～20nm，其中硅基体前表面是指阳光入射面，该SiOx介质膜可以采用PECVD的方式制备，此处仅作列举，不作限定。

本发明步骤（2）中双面磷扩散时，磷源优选采用液态的三氯氧磷POCl₃，环境气源为N₂和O₂，扩散温度优选为500～1200℃，扩散时间优选为30～200min，扩散结束后在晶体硅基体前后表面分别形成掺磷的扩散层，由于硅基体前表面受到扩散缓冲层SiOx介质膜的作用，硅基体前表面的磷掺杂浓度会远低于其背表面的磷掺杂浓度；单面硼扩散时，硼源优选采用液态的BBr₃，扩散温度优选为500～1200℃，扩散时间优选为30～200min，环境气源为N₂和O₂，通过将硅片以背靠背的方式装入扩散炉，实现单面硼扩散。

本发明步骤（3）中所述的图案化的介质掩膜优选为SiOx或SiNx介质膜，其厚度优选为100～200nm，其制备过程是先在硅基体背表面沉积一层该介质掩膜，然后利用激光选择性去除部分介质掩膜，以形成图案化的介质掩膜。