專利名稱：選擇性發(fā)射極電池的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池制備技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種選擇性發(fā)射極電池的制備方法。
背景技術(shù)：
作為清潔環(huán)保的新能源，太陽(yáng)能電池的應(yīng)用越來(lái)越多。但是這種電池的成本比較高，限制了它的快速普及。太陽(yáng)能的電池的制備工藝流程如圖I所示，包括損傷層的去除及絨面制備、擴(kuò)散制作p-n結(jié)、表面PSG的去除及周邊P-η的去除、鈍化減反射層的制備、金屬化(背電極，背電場(chǎng)和正電極的印刷燒結(jié))、以及分選。為了降低成本，就需要不斷采用新的技術(shù)來(lái)提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。其中選 擇性發(fā)射極電池就是一種工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，且能有效提升太陽(yáng)能電池效率的新工藝。根據(jù)選擇性發(fā)射極電池的原理，有多種方法可以實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。但是，其中的許多方法是工藝步驟繁瑣，增加成本高，是不適合工業(yè)化生產(chǎn)的。例如與本發(fā)明最接近的技術(shù)方案包括以下步驟損傷層的去除及絨面制備、絲網(wǎng)印刷磷源、化學(xué)清洗及擴(kuò)散、表面PSG的去除及周邊P-n的去除、鈍化減反射層的制備、金屬化(背電極，背電場(chǎng)和正電極的印刷燒結(jié))、及分選。但是，這種方法存在以下技術(shù)缺陷1)在制絨后，需要在硅片上進(jìn)行印刷磷源、烘干，再進(jìn)行化學(xué)清洗、擴(kuò)散，此種技術(shù)，引入了許多道工序，尤其是制絨后，硅片易受到外圍環(huán)境的影響，此操作容易造成硅片的損傷；2)在完成磷源印刷后，需要進(jìn)行化學(xué)清洗，由于化學(xué)藥液本身的不穩(wěn)定性，造成過(guò)程不易控制，即不利于工業(yè)化自動(dòng)化推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種選擇性發(fā)射極電池的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中選擇性發(fā)射極電池的制備工藝步復(fù)雜，不利用工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種選擇性發(fā)射極電池的制備方法。該方法依次包括損傷層的去除及絨面制備、擴(kuò)散制作P-n結(jié)、表面PSG的去除及周邊p-n結(jié)的去除、鈍化減反射層的制備、金屬化、以及分選，在擴(kuò)散制作p-n結(jié)步驟與表面PSG的去除及周邊p-n結(jié)的去除步驟之間進(jìn)一步包括激光摻雜制作選擇性發(fā)射極的步驟。進(jìn)一步地，激光摻雜制作選擇性發(fā)射極的步驟包括利用激光照射硅片上欲金屬化的區(qū)域，使區(qū)域內(nèi)所摻雜的磷元素富集，形成選擇性發(fā)射極。進(jìn)一步地，激光的功率為40 60W，脈沖寬度為50 200ns，波長(zhǎng)為532nm，頻率為O 260KHz，光斑的直徑為 10Χ190μπι* 270Χ270μπι。進(jìn)一步地，激光的照射的時(shí)間為O. 5 2s。進(jìn)一步地，擴(kuò)散制作p-n結(jié)的步驟中控制硅片的擴(kuò)散方阻在90 100歐姆。進(jìn)一步地，通過(guò)調(diào)整激光能量的大小及頻率控制經(jīng)過(guò)激光輻射后的硅片方阻相對(duì)于激光輻照前降低35 45歐姆。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，只需在現(xiàn)有的常規(guī)太陽(yáng)能電池的制備工藝基礎(chǔ)上僅僅添加一步激光摻雜制作選擇性發(fā)射極的步驟，就可以完成選擇性發(fā)射極電池的制備，工藝步驟簡(jiǎn)單，而且操作參數(shù)容易控制，適宜大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。


說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中選擇性發(fā)射極電池的制備工藝流程圖；以及圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的選擇性發(fā)射極電池的制備工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。 根據(jù)本發(fā)明一種典型的實(shí)施方式，如圖2所示，選擇性發(fā)射極電池的制備方法依次包括損傷層的去除及絨面制備、擴(kuò)散制作P-n結(jié)、表面PSG的去除及周邊p-n結(jié)的去除、鈍化減反射層的制備、金屬化、以及分選，在擴(kuò)散制作P-n結(jié)步驟與表面PSG的去除及周邊P-n結(jié)的去除步驟之間進(jìn)一步包括激光摻雜制作選擇性發(fā)射極的步驟。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，只需在現(xiàn)有的常規(guī)太陽(yáng)能電池的制備工藝基礎(chǔ)上僅僅添加一步激光摻雜制作選擇性發(fā)射極的步驟，就可以完成選擇性發(fā)射極電池的制備，工藝步驟簡(jiǎn)單，而且操作參數(shù)容易控制，適宜大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。優(yōu)選地，激光摻雜制作選擇性發(fā)射極的步驟包括利用激光照射硅片上欲金屬化的區(qū)域，使區(qū)域內(nèi)所摻雜的磷元素富集，形成選擇性發(fā)射極。其中，金屬化是指背電極，背電場(chǎng)和正電極的印刷燒結(jié)。本工藝是原理為在擴(kuò)散制作P-n結(jié)的步驟中，在硅片表面生成了一層厚厚的PSG層，里邊含有P原子，在激光摻雜時(shí)，利用激光的局部高溫特性，使磷硅玻璃(PSG)里面的磷原子進(jìn)一步推進(jìn)至接觸區(qū)形成再擴(kuò)散的效果，從而提高該區(qū)域磷的濃度，沒有照射的區(qū)域則方阻相對(duì)較低，這樣就能最終得到良好的歐姆接觸。生產(chǎn)過(guò)程中，激光摻雜工序的控制尤其重要，能量小，不能達(dá)到摻雜效果，能量大，破壞P/N結(jié)。激光的功率為40 60W，脈沖寬度為50 200ns，波長(zhǎng)為532nm，頻率為O 260KHz，光斑的直徑為10Χ190μπι* 270Χ270μπι。優(yōu)選地，激光的功率為45W，脈沖寬度為50ns，波長(zhǎng)為532nm，頻率為200KHz，光斑的直徑為10 X 190 μ m。優(yōu)選地，激光的照射的時(shí)間為O. 5 2s，更優(yōu)選地為Is。優(yōu)選地，在生產(chǎn)過(guò)程中，激光摻雜前，擴(kuò)散制作p-n結(jié)的步驟中控制硅片的擴(kuò)散方阻在90 100歐姆；這樣非摻雜區(qū)的表面磷濃度低，有利于減少死層及表面復(fù)合，對(duì)電壓及電流的增益有好處。優(yōu)選地，通過(guò)調(diào)整激光能量的大小及頻率控制經(jīng)過(guò)激光輻射后的硅片方阻相對(duì)于激光輻照前降低35 45歐姆，這樣激光摻雜后，就可以按照現(xiàn)有技術(shù)中的步驟直接進(jìn)行后續(xù)的生產(chǎn)。下面將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的有益效果。對(duì)比例為采用市售的通過(guò)常規(guī)工藝制備的選擇性發(fā)射極。實(shí)施例I片源采用156X156多晶硅片，厚度為180μπι，均分2組，每組500片(分兩組，一組進(jìn)行激光摻雜制作選擇性發(fā)射極，一組省略此步驟，其他制備工藝相同)。
制備工藝依次通過(guò)損傷層的去除及絨面制備、擴(kuò)散制作p-n結(jié)、激光摻雜制作選擇性發(fā)射極、表面PSG的去除及周邊p-n結(jié)的去除、鈍化減反射層的制備、金屬化、以及分選步驟制備選擇性發(fā)射極電池。上述步驟中，兩組硅片均采用相同的設(shè)備進(jìn)行。其中，擴(kuò)散制作p-n結(jié)的步驟中控制所述硅片的擴(kuò)散方阻在90 100歐姆；利用激光照射硅片上欲金屬化的區(qū)域，使所述區(qū)域內(nèi)所摻雜的磷元素富集，形成所述選擇性發(fā)射極，激光的功率為45W，脈沖寬度為50ns，波長(zhǎng)為532nm，頻率為250KHz，光斑的直徑為10*190 μ m ;所述激光的照射的時(shí)間為O. 5s ;經(jīng)過(guò)所述激光輻射后的硅片方阻相對(duì)于所述激光輻照前降低35歐姆。對(duì)比例方阻為77. 64歐姆，實(shí)施例I擴(kuò)散工藝的方阻為90. 58，通過(guò)激光摻雜后，實(shí)施例I正銀下的方阻達(dá)到55. 29歐姆。對(duì)實(shí)施例I制備的選擇性發(fā)射極電池進(jìn)行性能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到17. 24%，
表I
權(quán)利要求
1.一種選擇性發(fā)射極電池的制備方法，依次包括損傷層的去除及絨面制備、擴(kuò)散制作p-n結(jié)、表面PSG的去除及周邊p-n結(jié)的去除、鈍化減反射層的制備、金屬化、以及分選，其特征在于，在所述擴(kuò)散制作P-n結(jié)步驟與所述表面PSG的去除及周邊p-n結(jié)的去除步驟之間進(jìn)一步包括激光摻雜制作選擇性發(fā)射極的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述激光摻雜制作選擇性發(fā)射極的步驟包括 利用激光照射硅片上欲金屬化的區(qū)域，使所述區(qū)域內(nèi)所摻雜的磷元素富集，形成所述選擇性發(fā)射極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述激光的功率為40 60W，脈沖寬度為50 200ns，波長(zhǎng)為532nm，頻率為O 260KHz，光斑的直徑為10Χ190μπι或270 X 270 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述激光的照射時(shí)間為O.5 2s。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述擴(kuò)散制作P-n結(jié)的步驟中控制所述硅片的擴(kuò)散方阻在90 100歐姆。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，通過(guò)調(diào)整所述激光能量的大小及頻率控制經(jīng)過(guò)所述激光輻射后的硅片方阻相對(duì)于所述激光輻照前降低35 45歐姆。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種選擇性發(fā)射極電池的制備方法。該方法依次包括損傷層的去除及絨面制備、擴(kuò)散制作p-n結(jié)、表面PSG的去除及周邊p-n結(jié)的去除、鈍化減反射層的制備、金屬化、以及分選，在擴(kuò)散制作p-n結(jié)步驟與表面PSG的去除及周邊p-n結(jié)的去除步驟之間進(jìn)一步包括激光摻雜制作選擇性發(fā)射極的步驟。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，只需在現(xiàn)有的常規(guī)太陽(yáng)能電池的制備工藝基礎(chǔ)上添加一步激光摻雜制作選擇性發(fā)射極的步驟，就可以完成選擇性發(fā)射極電池的制備，工藝步驟簡(jiǎn)單，而且操作參數(shù)容易控制，適宜大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102881770SQ201210369890
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者胡海波, 楊偉光, 賈財(cái)良, 翁浩 申請(qǐng)人:英利能源(中國(guó))有限公司