專利名稱：印刷磷源單步擴(kuò)散法制作選擇性發(fā)射結(jié)太陽(yáng)電池工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及選擇性發(fā)射結(jié)太陽(yáng)能電池工藝的實(shí)現(xiàn)方法和電池的制備，尤其是涉及 一種印刷磷源單步擴(kuò)散法制作選擇性發(fā)射結(jié)晶體硅太陽(yáng)電池工藝。
背景技術(shù)：
選擇性發(fā)射結(jié)太陽(yáng)電池，即在電極接觸部位進(jìn)行重?fù)诫s，在電極之間位置進(jìn)行輕 摻雜。這樣的結(jié)構(gòu)可降低擴(kuò)散層復(fù)合提高短波響應(yīng)，同時(shí)減少前金屬電極與硅的接觸電阻， 使得短路電流、開(kāi)路電壓和填充因子都得到較好的改善，從而提高轉(zhuǎn)換效率。由于選擇性發(fā) 射極太陽(yáng)電池獨(dú)特的電池結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，已成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)工藝有光刻掩 膜技術(shù)(lithographic masking)、反腐蝕技術(shù)(etching back)，以及二次擴(kuò)散法和其他掩 膜方法。光刻掩模技術(shù)以及反腐蝕技術(shù)，復(fù)雜的工藝影響了工藝效率，提高了生產(chǎn)成本，是 不能被強(qiáng)調(diào)簡(jiǎn)約和低成本的太陽(yáng)電池企業(yè)所接受的，而其他的方法如二次擴(kuò)散法和其他掩 膜方法，也使工藝的復(fù)雜性大大增加，成本的增加和效率的下降不足以彌補(bǔ)電池效率增加 的收益，限制了其工業(yè)化的應(yīng)用，越來(lái)越多的研究取向于簡(jiǎn)化的工藝和實(shí)現(xiàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種印刷磷源單步擴(kuò)散 法制作選擇性發(fā)射結(jié)晶體硅太陽(yáng)電池工藝，單次擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)射極的制作，提高電壓 電流以及效率。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種印刷磷源單步擴(kuò)散法制作選 擇性發(fā)射結(jié)太陽(yáng)電池工藝，將硅片清洗制絨之后進(jìn)行絲網(wǎng)印刷含磷的納米漿料，在200 350°C下烘干約20分鐘，脫除溶劑后，得到的含磷的氧化層的厚度為30 100納米；擴(kuò)散 前實(shí)施BOE和RCA清洗去除70%的表面磷漿；將硅片放入擴(kuò)散爐中，加入POCL3氣源，加熱 到800 1000°C的溫度范圍，硅片在含磷的納米漿料的柵線地方形成重?cái)U(kuò)散，形成較高表 面濃度的重?fù)诫s區(qū)，在其他區(qū)域形成淺擴(kuò)散區(qū)。進(jìn)一步地，所述的含磷的納米漿料為含磷的納米Si漿料。這樣就在單步擴(kuò)散中實(shí)現(xiàn)高低摻雜，得到在柵線處重?fù)诫s及柵線之間輕摻雜的擴(kuò) 散效果，從而實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)射極的結(jié)構(gòu)，而不附加其他的工藝步驟，形成選擇性發(fā)射結(jié)。本發(fā)明的有益效果是絲網(wǎng)印刷含磷的納米漿料，通過(guò)高溫加熱進(jìn)行擴(kuò)散，在與柵 線接觸位置形成重?fù)剑谄渌鼌^(qū)域進(jìn)行輕摻。在擴(kuò)散均勻性控制較好的前提下，效率可達(dá) 18. 5%以上。選擇性發(fā)射結(jié)電池結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可以提高太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓Voc，短路電流 Isc和填充因子F. F.，從而使電池獲得高的光電轉(zhuǎn)換效率。而這樣的好處正是在太陽(yáng)電池 不同的區(qū)域中形成摻雜濃度高低不同、擴(kuò)散深淺不同所帶來(lái)的。1)在活性區(qū)形成低摻雜淺擴(kuò)散區(qū)在此區(qū)低摻雜可以降低少數(shù)載流子的體復(fù)合幾率，且可以進(jìn)行較好的表面鈍化，降低少數(shù)載流子的表面復(fù)合幾率，從而減小電池的反向飽和電流，提高電池的開(kāi)路電壓Voc和短路電流Isc。另外，因越靠近太陽(yáng)電池的表面，光生載流子的產(chǎn)生率越高，而越靠近擴(kuò)散 結(jié)光生載流子的收集率越高，故淺擴(kuò)散結(jié)可以在高載流子產(chǎn)生率的區(qū)域獲得高的收集率， 提高電池的短路電流Isc。2)在電極柵線底下及其附近形成高摻雜深擴(kuò)散區(qū)在此區(qū)高摻雜，做電極時(shí)容易形成歐姆接觸，且此區(qū)域的體電阻較小，從而降低太 陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻，提高電池的填充因子F.F.。雜質(zhì)深擴(kuò)散可以加深加大橫向n+/p結(jié)，而 橫向n+/p結(jié)和在低摻雜區(qū)和高摻雜區(qū)交界處形成的橫向n+/n高低結(jié)可以提高光生載流子 的收集率，從而提高電池的短路電流Isc。另外，深結(jié)可以防止電極金屬向結(jié)區(qū)滲透，減少電 極金屬在禁帶中引入雜質(zhì)能級(jí)的幾率。
具體實(shí)施例方式一種印刷磷源單步擴(kuò)散法制作選擇性發(fā)射結(jié)晶體硅太陽(yáng)電池工藝，將硅片清洗制 絨之后，將硅片清洗制絨之后進(jìn)行絲網(wǎng)印刷含磷的納米Si漿料，在230°C下烘干約20分鐘， 脫除溶劑后，得到的含磷的氧化層的厚度為30 100納米；擴(kuò)散前實(shí)施BOE和SCl清洗去 除70%的表面磷漿；將硅片放入擴(kuò)散爐中，加入POCL3氣源，加熱到800°C 1000°C的溫度 范圍，擴(kuò)散后場(chǎng)區(qū)方阻為70 lOOohm/sq，在印刷磷漿的柵線部分的方阻為30 50ohm/ sq。擴(kuò)散完成之后將硅片表面的PSG去掉，然后采用CVD設(shè)備在硅片表面鍍一層氮化硅的 薄膜，鍍膜溫度為200°C 500°C，膜厚為80nm，然后用絲網(wǎng)印刷技術(shù)做精準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)印刷Ag電 極，形成選擇性發(fā)射結(jié)電池結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
印刷磷源單步擴(kuò)散法制作選擇性發(fā)射結(jié)太陽(yáng)電池工藝，其特征在于將硅片清洗制絨之后進(jìn)行絲網(wǎng)印刷含磷的納米漿料，在200～350℃下烘干約20分鐘，脫除溶劑后，得到的含磷的氧化層的厚度為30～100納米；擴(kuò)散前實(shí)施BOE和RCA清洗去除70％的表面磷漿；將硅片放入擴(kuò)散爐中，加入POCL3氣源，加熱到800～1000℃的溫度范圍，硅片在含磷的納米漿料的柵線地方形成重?cái)U(kuò)散，形成較高表面濃度的重?fù)诫s區(qū)，在其他區(qū)域形成淺擴(kuò)散區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷磷源單步擴(kuò)散法制作選擇性發(fā)射結(jié)太陽(yáng)電池工藝，其特 征在于所述的含磷的納米漿料為含磷的納米Si漿料。
全文摘要
本發(fā)明涉及印刷磷源單步擴(kuò)散法制作選擇性發(fā)射結(jié)太陽(yáng)電池工藝，將硅片清洗制絨之后進(jìn)行絲網(wǎng)印刷含磷的納米Si漿料，在200～350℃下烘干約20分鐘，脫除溶劑后，得到的含磷的氧化層的厚度為30～100納米；擴(kuò)散前實(shí)施BOE和RCA清洗去除70％的表面磷漿；將硅片放入擴(kuò)散爐中，加入POCL3氣源，加熱到800～1000℃的溫度范圍，硅片在含磷的納米漿料的柵線地方形成重?cái)U(kuò)散，形成較高表面濃度的重?fù)诫s區(qū)，在其他區(qū)域形成淺擴(kuò)散區(qū)。本發(fā)明采用絲網(wǎng)印刷含磷的納米漿料，通過(guò)高溫加熱進(jìn)行擴(kuò)散，在與柵線接觸位置形成重?fù)?，在其它區(qū)域進(jìn)行輕摻。在擴(kuò)散均勻性控制較好的前提下，效率可達(dá)18.5％以上。
文檔編號(hào)H01L31/18GK101937940SQ20101026362
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者馮志強(qiáng), 鄧偉偉 申請(qǐng)人:常州天合光能有限公司