[发明专利]一种太阳能电池发射极及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏技术领域，涉及太阳电池的制作，尤其涉及一种太阳能电池发射极及其制作方法。

背景技术

常规的晶体硅太阳电池制备过程通常包括硅片清洗、表面制绒、扩散制结、边缘刻蚀、沉积减反射层、印刷电极、共烧等步骤。其中，对表面制绒之后的硅片进行扩散制结，从而形成P-N结，该P-N结所靠近的表面通常被称为正面或发射极。与正面所对应的另外一面被称为背面。目前，晶体硅太阳电池所用的主要热扩散方法是液态源扩散，这种工艺通过气体携带扩散源的方法将扩散杂质带入扩散炉内。为了使硅片成为太阳电池，还必须在正面和背面分别制作正面栅极和背电极。正面栅极和背电极的作用是收集和导出太阳电池在受到光辐射后所产生的电能。

在实际的制作过程中，较高的表面掺杂浓度(或称重掺杂或深扩散)可以减小电极和硅片之间的接触电阻，较低的掺杂浓度(或称轻掺杂或浅扩散)可以进行较好的表面钝化，降低少子的复合几率，从而提高电池的开路电压和短路电流。而越靠近电池的表面，光生载流子的产生率越高，越靠近P-N结光生载流子的收集率越高，因此浅扩散可以在高载流子产生率的区域获得高的收集率，提高电池的短路电流。但是，浅扩散会使电池和硅片形成高的接触电阻，横向电阻也会随之增大，导致电池的串联电阻增大，填充因子降低。因此，对于常规的晶体硅太阳电池制造工艺而言，扩散的浓度要求适应印刷电极的需要。通常使用控制扩散后方阻为40-80Ω/sq左右的高浓度掺杂，但由此会带来顶层的高复合，从而限制电池的转换效率。

选择性发射极技术是晶体硅太阳电池生产工艺中有希望解决上述问题的方法之一。选择性发射极是在对应正面栅极的部分或全部的预设区域进行低方阻的重掺杂，在其他区域进行高方阻的轻掺杂，这样的结构同时兼顾了开路电压，短路电流和填充因子的需要。

实现选择性发射极结构的关键是如何形成上面所说的两个不同的掺杂区域。常见的做法是进行两次热扩散来形成该结构。一种具体的工艺流程包括：首先在硅片表面高温热氧化生长二氧化硅层，然后在二氧化硅层上光刻预设区域对应的窗口，接着在以POCl3为扩散源的扩散炉中进行深扩散，随后去除二氧化硅层并再在以POCl3为扩散源的扩散炉中进行浅扩散。用此工艺，结合SiN4/MgF2双层减反射膜已在100cm2多晶硅上实现15.9％的转换效率。但由于这种进行两次热扩散形成选择性发射极的方法中硅片有两次高温热过程，对硅片的损害较大而且热耗也很大，导致P-N结的质量和工艺成本的控制均不太理想。

由此可见，在大规模的生产上，对高效并且低成本的制作太阳能电池发射极的方法有很大的需求。

发明内容

本发明的目的是要提供一种太阳能电池发射极及其制作方法，该电池及其制作方法可以提高太阳电池的转换效率，并且工艺简单，成本低廉，适于大规模的工业生产。

为实现上述目的，本发明提供了一种太阳能电池发射极的制作方法，所述方法包括：在硅片表面上的预定区域覆盖扩散浆料，随后烘干扩散浆料使其固定在硅片上；然后将所述硅片置入扩散炉中进行扩散制结，所述扩散炉中扩散源的扩散杂质与扩散浆料的扩散杂质为同族杂质；接着在所述预定区域上形成电极。

优选地，可以通过丝网印刷或者喷墨(ink-jet)来覆盖所述扩散浆料。

优选地，所述扩散浆料含有一种或者多种第五族元素，即所述掺杂为N型掺杂。

优选地，所述扩散浆料包括磷浆。

在本发明的实施例中，通过丝网印刷将太阳电池的电极印刷在所述预定区域上，即高浓度掺杂区。优选地，在印刷电极之前，利用对准技术以使电极形成在所述预定区域上，即高浓度掺杂区上，所述对准技术包括光源照射和CCD技术。

在本发明的实施例中，所述预定区域的形状与电极的图形相匹配。优选地，所述预定区域的线宽比电极的栅线宽5％-100％。

优选地，所述电极为正面电极的主栅线和副栅线。

优选地，所述电极为正面电极的副栅线。

优选地，所进行的扩散制结的扩散温度范围为800℃～950℃，扩散时间范围为10～60分钟。

本发明还提供了通过前述的太阳能电池发射极的制作方法制备的太阳电池。