專利名稱：一種摻鎵單晶硅太陽電池及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及單晶硅太陽電池及其制造方法，特別涉及一種采用摻 鎵單晶硅太陽電池及其制造方法。
背景技術：
傳統(tǒng)太陽能技術中 一般采用摻硼單晶硅片作為制作太陽電池的基 質(zhì)材料。這種摻硼單晶硅材料的摻雜工序較為方便易行，并且所制造 的單晶硅棒的電阻率分布較為均勻。但是，采用摻硼單晶硅，尤其是采用電阻率較低(在0. 5~1. 5。-CM 范圍內(nèi))的摻硼單晶硅作為基質(zhì)材料制得的太陽電池，其電池效率在 太陽光光照下或在載流子注入下會衰減，這種現(xiàn)象稱為光致衰減(LID， Light Induced Degradat ion )。目前市場上商業(yè)化的摻硼單晶硅太陽電池的效率衰減約為3°/。~7%。 這種電池效率的光致衰減特性的本質(zhì)原因是，由于摻硼單晶硅中的替 位硼原子和單晶硅中間隙態(tài)的氧原子在光照下或載流子注入下會形成 硼氧復合體，而硼氧復合體是深能級復合中心，這將會降低少數(shù)載流 子的壽命，從而降低少數(shù)載流子的擴散長度，導致太陽電池的效率降 低。這種光致衰減現(xiàn)象在最近硅材料市場緊張、硅材料質(zhì)量良莠不齊 的情況下顯得尤為突出。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術中摻硼單晶硅太陽電池材料所存 在的較為嚴重的光致衰減問題。為此，本發(fā)明提出 一種利用摻^^家單晶硅制備太陽電池的制造方法，所述方法包括對摻鎵單晶硅片根據(jù)電阻率進行分類； 對所述,單晶硅片進行制絨及清洗；對根據(jù)電阻率分類并經(jīng)過制絨及清洗后的所述摻鎵單晶硅片進行 擴散；對經(jīng)過擴散的所述4參鎵單晶硅片進行刻蝕及沉積；及 對經(jīng)過刻蝕及沉積的所述#4家單晶硅片進行金屬化制程。本發(fā)明還提出 一 種利用上述制造方法制成的摻鎵單晶硅太陽電 池，利用所述制造方法制備的太陽電池的方塊電阻為40-45Q/sq。本發(fā)明采用摻鎵單晶硅作為太陽電池的基質(zhì)材料，可降低或基本 抑制單晶硅太陽電池的光致衰減現(xiàn)象，能將單晶硅太陽電池的光致效率衰減控制在1%以內(nèi)，從而有效、經(jīng)濟并且方便地解決了單晶硅太陽 電池的衰減問題。同時調(diào)整單晶硅太陽電池的制作工藝，以降低摻鎵 單晶硅電阻率分布比摻硼單晶硅電阻率分布較為不均對電池工藝帶來 的影響。


圖1為本發(fā)明實施例的摻鎵單晶硅太陽電池的制造方法的流程示 意圖。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。由于摻鎵單晶硅的硅棒的軸向電阻率分布相比摻硼單晶硅較為不 均勻，其相對較寬的電阻率分布給太陽電池制作帶來困難，這要求在 太陽電池制造過程中進行適當?shù)恼{(diào)整和改進，以降低摻鎵單晶硅較寬 的電阻率分布對初始效率產(chǎn)生的影響。在本發(fā)明的實施例中，通過在太陽電池的制造過程中對擴散條件 和金屬化燒結(jié)溫度的適當調(diào)整和改進，使用不同電阻率的摻鎵單晶硅片制造的摻鎵單晶硅太陽電池可以具有40~45D/sq范圍內(nèi)的方塊電 阻，極大地降低了摻鎵單晶硅較寬的電阻率分布不均產(chǎn)生的影響，該 摻一家單晶硅太陽電池的光致效率衰減率可在1°/ 以內(nèi)。圖1為本發(fā)明實施例的摻鎵單晶硅太陽電池的制造方法的流程示 意圖。如圖所示，該流程包括步驟SOl，對,單晶硅片根據(jù)電阻率進行分類；步驟S02，對#^家單晶硅片進行制絨及清洗；步驟S03，對根據(jù)電阻率分類并經(jīng)過制絨及清洗后的所述摻鎵單晶 硅片進行擴散；步驟S04，對經(jīng)過擴散的所述單晶硅片進行刻蝕及沉積；及 步驟S05，對經(jīng)過刻蝕及沉積的所述單晶硅片進行金屬化制程。
在步驟S01中，對斜家單晶硅片進行電阻率測量后，根據(jù)電阻率 進行分類，例如在本實施例中將揭"鎵單晶硅片分為電阻率大于等于0. 5 歐姆-厘米的摻鎵單晶硅片和電阻率為0. 2至0. 5歐姆-厘米的摻鎵單 晶娃片。完成步驟S02的制絨清洗后，接著通過步驟S03，針對所述兩類不 同電阻率的摻鎵單晶硅片分別選擇適當?shù)臄U散條件進行擴散。其中， 對于電阻率大于或等于0. 5歐姆-厘米的摻鎵單晶硅片，采用的擴散溫 度為849-851攝氏度，擴散時間為20至25分鐘；對于對電阻率大于 或等于0. 2歐姆-厘米并且小于0. 5歐姆-厘米的滲家單晶硅片，采用 的擴散溫度為840至845攝氏度，擴散時間為20至25分鐘。然后通過步驟S04,對經(jīng)過擴散的所述摻鎵單晶硅片進行通常的刻 蝕、沉積等工序，接著通過步驟S05，采用適當?shù)臒Y(jié)溫度對摻鎵單晶 硅片進行金屬化，使其串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻正常，在本實施例中，所 采用的適當?shù)臒Y(jié)溫度為817-823攝氏度。經(jīng)過上述工序制得的摻鎵 單晶硅太陽電池的方塊電阻為40~45Q/sq,轉(zhuǎn)換效率在17. 5%左右，4 小時一個太陽光強下平均電池效率光致衰減低于0.7%， 4 5天(每天 5~6小時1個太陽光強下)穩(wěn)定的組件效率衰減低于0. 5%。
權利要求
1、一種摻鎵單晶硅太陽電池的制造方法，包括對摻鎵單晶硅片根據(jù)電阻率進行分類；對摻鎵單晶硅片進行制絨及清洗；對根據(jù)電阻率分類并經(jīng)過制絨及清洗后的所述摻鎵單晶硅片進行擴散；對經(jīng)過擴散的所述摻鎵單晶硅片進行刻蝕及沉積；及對經(jīng)過刻蝕及沉積的所述摻鎵單晶硅片進行金屬化制程。
2、 如權利要求1所述的制造方法，其特征在于，將所述摻鎵單晶 硅片按照電阻率大于等于0. 5歐姆-厘米及電阻率為0. 2-0. 5歐姆-厘 米進行分類。
3、 如權利要求2所述的制造方法，其特征在于，在所述根據(jù)電阻 率分類后的所述摻鎵單晶硅片進行擴散的步驟中，其具體擴散條件為 當電阻率大于等于0. 5歐姆-厘米時，其擴散溫度為849至851攝氏度， 擴散時間為20至25分鐘；當電阻率為0. 2至0. 5歐姆-厘米時，其擴 散溫度為840至845攝氏度，擴散時間為20至25分鐘。
4、 如權利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述金屬化制 程步驟中，所采用的燒結(jié)溫度為817至823攝氏度。
5、 一種摻鎵單晶硅太陽電池，其特征在于，采用如權利要求1-4 中任一項所述的制造方法制成。
6、 如權利要求5所述的太陽電池，其特征在于，所述的太陽電池 的方塊電阻為40~45Q/sq。
全文摘要
本發(fā)明同時公開了一種摻鎵單晶硅太陽電池的制造方法，包括對摻鎵單晶硅按照電阻率的不同進行分類；對摻鎵單晶硅片進行制絨及清洗；對根據(jù)電阻率分類并經(jīng)過制絨及清洗后的所述摻鎵單晶硅片進行擴散；刻蝕及沉積；金屬化制程。本發(fā)明還公開了一種利用上述制造方法制造的摻鎵單晶硅太陽電池。本發(fā)明的有益效果在于，可有效、經(jīng)濟并且方便地降低或基本抑制光致衰減現(xiàn)象，能將單晶硅太陽電池的光致效率衰減控制在1％以內(nèi)，同時降低了摻鎵單晶硅電阻率分布不均對電池工藝帶來的影響。
文檔編號H01L31/042GK101399297SQ20081017192
公開日2009年4月1日 申請日期2008年10月24日 優(yōu)先權日2008年10月24日
發(fā)明者劍 李 申請人:無錫尚德太陽能電力有限公司