專利名稱：一種低成本n型雙面太陽(yáng)電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種η型雙面太陽(yáng)電池及其制備方法。
背景技術(shù)：
η型雙面太陽(yáng)電池具有效率高、衰減低、雙面發(fā)電和外觀漂亮的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在光伏市場(chǎng)上受到越來(lái)越多的重視。目前，一些廠家的η型雙面太陽(yáng)電池基本上都是常規(guī)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1)，前表面為硼摻雜的硼發(fā)射極1，以及在其上面的鈍化層2和減反射層3，另一面為磷摻雜背場(chǎng)10和在其上面的鈍化層6，雙面制備前電極7和背電極8。采用常規(guī)技術(shù)路線制備η型雙面太陽(yáng)電池，需要多次高溫?cái)U(kuò)散、氧化掩膜、去結(jié)刻蝕等復(fù)雜工藝，使得制備成本較高，市場(chǎng)難以開(kāi)拓。為了提高該電池的競(jìng)爭(zhēng)力，有必要開(kāi)發(fā)一些新工藝，并對(duì)該工藝流程進(jìn)行簡(jiǎn)化，從而降低成本
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的η型雙面太陽(yáng)電池，該太陽(yáng)電池在轉(zhuǎn)換效率提高的同時(shí)可降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明的另一目的是提供上述η型雙面太陽(yáng)電池的制備方法，利用激光局部摻雜和單次擴(kuò)散制備η型雙面電池，從而簡(jiǎn)化雙面電池的制備工藝，有效降低電池的制備成本。本發(fā)明提供的一種低成本η型雙面太陽(yáng)電池，其特征在于，所述太陽(yáng)電池前表面為硼擴(kuò)散形成的硼發(fā)射極，硼發(fā)射極上面沉積有鈍化層和減反射層，太陽(yáng)電池背表面的背電極接觸位置為局部磷背場(chǎng)，其余為非摻雜區(qū)域，非摻雜區(qū)域上面沉積有鈍化層，前表面制備有金屬前電極，背表面制備有金屬背電極。與常規(guī)η型雙面太陽(yáng)電池的背面采用摻雜型全表面場(chǎng)不同，本發(fā)明將電池背面的背電極接觸位置設(shè)計(jì)為局部磷摻雜背場(chǎng)，其它仍然為非摻雜區(qū)域。如此，不僅給制備工藝帶來(lái)了很大簡(jiǎn)化，而且由于背摻雜面積大為減少，背表面的復(fù)合速率可得到很大降低，這將使得η型雙面太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率得到進(jìn)一步提高。本發(fā)明提供的一種η型雙面太陽(yáng)電池的制備方法，工藝步驟如下:
(1)硅片表面制絨；
(2)前表面硼擴(kuò)散形成硼發(fā)射極；
(3)去除背表面的擴(kuò)散繞射層和硼硅玻璃層；
(4)前表面硼發(fā)射極沉積鈍化層和減反射層；
(5)背表面沉積摻磷的鈍化層，或先沉積鈍化層然后噴涂磷源；
(6)背表面激光局部磷摻雜，形成局部η+層；
(7)雙面制備金屬電極。所述步驟(I)中，采用堿性溶液腐蝕硅片在硅片表面形成絨面。所述步驟(2)中，硼擴(kuò)散方阻為4(Γ200 Ω/sq ;擴(kuò)散方式為BBr3源管式擴(kuò)散，或離子注入法，或噴涂硼源在線式擴(kuò)散。所述步驟(3)中，采用化學(xué)腐蝕溶液去除背面的擴(kuò)散繞射層和硼硅玻璃層。
所述步驟(4)中，前表面硼發(fā)射極的鈍化層為AlOx薄膜或SiOx薄膜，薄膜厚度為2nnT50nm，采用PECVD、ALD或PVD方式生長(zhǎng)；覆蓋鈍化層的減反射層為SiN薄膜，厚度為30nnTl00nm，采用PECVD或PVD方式生長(zhǎng)。所述步驟(5)中，背表面沉積含磷的SiN(p)薄膜，SiN(p)薄膜厚度為30nnT200nm，磷摻雜量為lE19Cm_3飛E22Cm_3;或沉積含磷的Si0X(p)/SiN疊層膜，SiOx(p)薄膜厚度為IOnnTlOOnm,磷摻雜量為lE19cnT3 5E22cnT3, SiN薄膜厚度為30nnTl50nm ;或采用沉積SiN薄膜然后噴涂磷源方式，SiN薄膜厚度為30nnT200nm，磷源濃度為0.1% 70%。所述步驟(6)中，采用激光進(jìn)行局部磷摻雜，形狀為點(diǎn)陣列或線排布；對(duì)于點(diǎn)陣列，點(diǎn)直徑為15 u m^OO u m,點(diǎn)之間的距離為300 ii nT2500 ii m ;對(duì)于線排布，線寬度為15 u nT800 u m，線間距為 500 u m 3000 u m。所述步驟(7 )中，制備金屬電極采用常規(guī)的絲網(wǎng)印刷方式或采用電鍍方式或采用派射金屬化方式。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用激光摻雜含磷薄膜或涂敷的磷源，形成局部n+摻雜區(qū)域，同時(shí)保持鈍化效果，無(wú)需二次高溫磷擴(kuò)散和其它掩膜過(guò)程，就可同時(shí)形成前表面場(chǎng)和背表面場(chǎng)，簡(jiǎn)化雙面n型太陽(yáng)電池的制備工藝和降低制造成本。同時(shí)，由于背摻雜面積大為減少，背表面的復(fù)合速率可得到很大降低，這將使得n型雙面太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率得到進(jìn)一步提聞。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為常規(guī)n型雙面太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明n型雙面太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)示意圖(沉積摻磷薄膜后激光摻雜)；
圖3為本發(fā)明n型雙面太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)示意圖(噴涂磷源后激光摻雜)；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的工藝路線 圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的工藝路線 圖中，1、硼發(fā)射極，2、鈍化層，3、減反射層，4、局部磷背場(chǎng)，5、摻磷鈍化層，6、鈍化層，7、前電極，8、背電極，9、磷源，10、磷摻雜背場(chǎng)。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例僅用于闡述本發(fā)明，而本發(fā)明的保護(hù)范圍并非僅僅局限于以下實(shí)施例。所述技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依據(jù)以上本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容和各參數(shù)所取范圍，均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。實(shí)施例1
如圖2所示，本發(fā)明提供的一種低成本n型雙面太陽(yáng)電池，前表面為硼擴(kuò)散形成的硼發(fā)射極I，硼發(fā)射極上面沉積有鈍化層2和減反射層3，太陽(yáng)電池背表面的背電極接觸位置為局部磷背場(chǎng)4，其余為非摻雜區(qū)域，非摻雜區(qū)域上面沉積有摻磷鈍化層5，前表面制備有金屬前電極7，背表面制備有金屬背電極8。上述n型雙面太陽(yáng)電池的制備方法，包括以下步驟(如圖4所示):
(I)米用體少子壽命大于50Ps、電阻率為0.5^15.0 Q cm的n型娃片，化學(xué)腐蝕去除娃片表面損傷層和制絨；
(2)前表面硼擴(kuò)散形成硼發(fā)射極1，擴(kuò)散方式可以為BBr3源管式擴(kuò)散，或采用離子注入法，或噴涂硼源在線式擴(kuò)散，擴(kuò)散方阻為4(T200 ohm/sq ；
(3)采用化學(xué)腐蝕溶液，去除背面的擴(kuò)散繞射層和硼硅玻璃層；
(4)前表面硼發(fā)射極沉積鈍化層2和減反射層3，鈍化層2為AlOx薄膜或SiOx薄膜，減反射層3為SiN薄膜，鈍化層2的薄膜厚度為2nnT50nm，可采用PECVD、ALD或PVD方式生長(zhǎng)；減反射層3為SiN薄膜，厚度為30nnTl00nm，可采用PECVD或PVD方式生長(zhǎng)；
(5)背表面沉積摻磷SiN(p)鈍化層5或SiOx(p)/SiN雙層鈍化膜；SiN(p)薄膜厚度為30nnT200nm，磷摻雜量為lE19cnT3 5E22cnT3 ;Si0x (p)/SiN疊層膜中SiOx (p)薄膜厚度為10nm 100nm,憐慘雜量為lE19cm 3 5E22cm 3, SiN薄膜厚度為30nm 150nm ；
(6)背表面采用激光進(jìn)行局部磷摻雜形成局部磷背場(chǎng)4，形狀為點(diǎn)陣列或線排布；對(duì)于點(diǎn)陣列，點(diǎn)直徑為15 u nT600 u m,點(diǎn)之間的距離為300 u nT2500 u m ;對(duì)于線排布，線寬度為15 u nT800 u m，線間距為 500 u m 3000 u m ；
(7)雙面制備前電極7和背電極8，可采用常規(guī)的絲網(wǎng)印刷，如前表面印刷Ag/Al漿料，背表面對(duì)準(zhǔn)印刷Ag漿，并燒結(jié)；或采用電鍍方式和濺射金屬化方式。實(shí)施例2
如圖3所示，本發(fā)明提供的一種低成本n型雙面太陽(yáng)電池，前表面為硼擴(kuò)散形成的硼發(fā)射極I，硼發(fā)射極上面沉積有鈍化層2和減反射層3，太陽(yáng)電池背表面的背電極接觸位置為局部磷背場(chǎng)4，其余為非摻雜區(qū)域 ，非摻雜區(qū)域上面沉積有鈍化層6，鈍化層6上面噴涂有磷源9,前表面制備有金屬前電極7,背表面制備有金屬背電極8。上述n型雙面太陽(yáng)電池的制備方法，包括以下步驟(如圖5所示):
(1)米用體少子壽命大于50Ps、電阻率為0.5^15.0 Q cm的n型娃片，化學(xué)腐蝕去除娃片表面損傷層和制絨；
(2)前表面硼擴(kuò)散形成硼發(fā)射極1，擴(kuò)散方式可以為BBr3源管式擴(kuò)散，或采用離子注入法，或噴涂硼源在線式擴(kuò)散，擴(kuò)散方阻為4(T200 ohm/sq ；
(3)采用化學(xué)腐蝕溶液，去除背面的擴(kuò)散繞射層和硼硅玻璃層；
(4)前表面硼發(fā)射極I沉積鈍化層2和減反射層3，鈍化層2為AlOx薄膜或SiOx薄膜，減反射層3為SiN薄膜；鈍化層2的薄膜厚度為2nnT50nm，可采用PECVD、ALD或PVD方式生長(zhǎng)；減反射層3為SiN薄膜，厚度為30nnTl00nm，可采用PECVD或PVD方式生長(zhǎng)；
(4)背表面先沉積SiN鈍化層6然后噴涂磷源，SiN薄膜厚度為30nnT200nm，磷源濃度為 0.1% 70% ；
(5)背表面采用激光進(jìn)行局部磷摻雜形成局部磷背場(chǎng)4，形狀為點(diǎn)陣列或線排布；對(duì)于點(diǎn)陣列，點(diǎn)直徑為15 u nT600 u m,點(diǎn)之間的距離為300 u nT2500 u m ;對(duì)于線排布，線寬度為15 u nT800 u m，線間距為 500 u m 3000 u m ；
(6)雙面制備前電極7和背電極8，可采用常規(guī)的絲網(wǎng)印刷，如前表面印刷Ag/Al漿料，背面對(duì)準(zhǔn)印刷Ag漿，并燒結(jié)；或采用電鍍方式和濺射金屬化方式。
權(quán)利要求
1.一種低成本n型雙面太陽(yáng)電池，其特征在于，所述太陽(yáng)電池前表面為硼擴(kuò)散形成的硼發(fā)射極，硼發(fā)射極上面沉積有鈍化層和減反射層，太陽(yáng)電池背表面的背電極接觸位置為局部磷背場(chǎng)，其余為非摻雜區(qū)域，非摻雜區(qū)域上面沉積有鈍化層，前表面制備有金屬前電極，背表面制備有金屬背電極。
2.—種權(quán)利要求1所述的低成本n型雙面太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)硅片表面制絨； (2)前表面硼擴(kuò)散形成硼發(fā)射極； (3)去除背表面的擴(kuò)散繞射層和硼硅玻璃層； (4)前表面硼發(fā)射極沉積鈍化層和減反射層； (5)背表面沉積摻磷的鈍化層，或先沉積鈍化層然后噴涂磷源； (6)背表面激光局部磷摻雜，形成局部n+層； (7)雙面制備金屬電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低成本n型雙面太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中，采用堿性溶液腐蝕硅片在硅片表面形成絨面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低成本n型雙面太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，硼擴(kuò)散方阻為 4(T200 Q/sq ;擴(kuò)散方式為BBr3源管式擴(kuò)散，或離子注入法，或噴涂硼源在線式擴(kuò)散。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低成本n型雙面太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，采用化學(xué)腐蝕溶液去除背面的擴(kuò)散繞射層和硼硅玻璃層。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低成本n型雙面太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，前表面硼發(fā)射極的鈍化層為AlOx薄膜或SiOx薄膜，薄膜厚度為2nnT50nm，采用PECVD、ALD或PVD方式生長(zhǎng)；覆蓋鈍化層的減反射層為SiN薄膜，厚度為30nnTl00nm，采用PECVD或PVD方式生長(zhǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低成本n型雙面太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中，背表面沉積含磷的SiN(p)薄膜，SiN(p)薄膜厚度為30nnT200nm，磷摻雜量為lE19c^^3 5E22c^^3;或沉積含磷的Si0x(p)/SiN疊層膜，SiOx(p)薄膜厚度為 IOnnTlOOnm,磷摻雜量為lE19cnT3 5E22cnT3，SiN薄膜厚度為30nnTl50nm ;或采用沉積SiN薄膜然后噴涂磷源方式，SiN薄膜厚度為30nnT200nm，磷源濃度為0.1% 70%。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低成本n型雙面太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，所述步驟(6 )中，采用激光進(jìn)行局部磷摻雜，形狀為點(diǎn)陣列或線排布。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低成本n型雙面太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，對(duì)于點(diǎn)陣列，點(diǎn)直徑為15 y nT600 ii m，點(diǎn)之間的距離為300 ii nT2500 ii m ;對(duì)于線排布，線寬度為15 u nT800 u m，線間距為 500 u m 3000 u m。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低成本n型雙面太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，所述步驟(7 )中，制備金屬電極采用常規(guī)的絲網(wǎng)印刷方式或采用電鍍方式或采用濺射金屬化方式。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低成本n型雙面太陽(yáng)電池，所述太陽(yáng)電池前表面為硼擴(kuò)散形成的硼發(fā)射極，硼發(fā)射極上面沉積有鈍化層和減反射層，太陽(yáng)電池背表面的背電極接觸位置為局部磷背場(chǎng)，其余為非摻雜區(qū)域，非摻雜區(qū)域上面沉積有鈍化層，前表面制備有金屬前電極，背表面制備有金屬背電極。本發(fā)明還公開(kāi)了該低成本n型雙面太陽(yáng)電池的制備方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明利用激光摻雜含磷薄膜或涂敷的磷源，形成局部n+摻雜區(qū)域，同時(shí)保持鈍化效果，無(wú)需二次高溫磷擴(kuò)散和其它掩膜過(guò)程，就可同時(shí)形成前表面場(chǎng)和背表面場(chǎng)，簡(jiǎn)化雙面n型太陽(yáng)電池的制備工藝和降低制造成本。
文檔編號(hào)H01L31/18GK103077975SQ20131000183
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者汪保衛(wèi), 沈輝 申請(qǐng)人:中山大學(xué)