[发明专利]一种选择性发射极太阳能电池的制备方法

摘要

本发明专利涉及一种太阳能电池的制备方法，尤其涉及一种在正电极栅线下及其附近重掺杂，在电极之间位置进行轻掺杂的选择性发射极太阳能电池的制备方法。经过：印刷电极时在电极浆料中掺入高浓度磷浆→电极栅线状丝网印刷高浓度磷浆后在三氯氧磷气氛中进行扩散→快速扩散与常规扩散的结合。提高了晶体硅太阳能电池的转化效率，这主要得益于选择性发射极技术对开路电压、短路电流和填充因子的改善；降低了电池的内阻，减少了发电过程中的内损耗和发热，也一定程度提高了电池片的使用寿命；降低了反向电流；弱光下性能极佳；这也得益于低的扩散浓度提高了电池的光量子响应，电池一致性好，工艺稳定。

主权项

一种选择性发射极太阳能电池的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：    (1)、印刷电极时在电极浆料中掺入高浓度磷浆：      首先在硅片表面用5%的磷酸水溶液进行均匀涂源，磷酸水溶液的厚度为40～50μm，磷酸水溶液在硅片表面进行扩散，然后在丝网印刷电极时往电极浆料中以质量比10:1掺入含磷30%的磷浆，在烧结电极后在电极接触区获得高掺杂区方块，高掺杂区方块的电阻为15～25Ω，形成欧姆接触；    (2)、电极栅线状丝网印刷高浓度磷浆后在三氯氧磷气氛中进行扩散：      ①、扩散开始时通入携POCl3气体：     将磷浆印刷到电极栅线状硅片的表面，磷浆的厚度为20～25μm，然后将硅片放入扩散炉中进行扩散，磷浆在扩散过程中从印刷区挥发沉积到非印刷区，在扩散开始时通入氮气携POCl3 的气体，氮气和POCl3二者的含量比为20:1，通入的时间为2～3分钟，在这段时间内POCl3会分解出P2O5，其反应方程式是：5POCl3=3PCl5+P2O5和4PCl5+5O2=2P2O5+10Cl2，P2O5沉积到硅片表面与硅反应，而在硅片表面得到一层大约0.5μm厚的磷原子，P2O5与硅的反应方程式是：2 P2O5+5Si=5SiO2+4P，当关掉气源后，磷原子会进一步往硅片深处扩散，而降低其在硅片表面的浓度，扩散结束后会在非印刷区域得到相对低的表面杂质浓度和相对浅的扩散结，而在印刷区得到高掺杂深扩散区，形成选择性发射极结构；    ②、扩散结束前通入携POCl3气体：     在扩散炉中的扩散过程中，往扩散炉中加入充足的氧气，对硅片表面进行氧化，氧化时间为80～120s，在非印刷区得到0.2μm的氧化层，然后持续通入携POCl3 气体，时间为750～850s，通入的POCl3会分解出P2O5，P2O5沉积到这一氧化层表面得到一层厚度为10～20μm的磷硅玻璃，氧化层对磷硅玻璃中的磷原子往硅片深处的扩散有消弱的作用，继续扩散300s～400s后，得到比印刷区域低的表面杂质区方块，表面杂质区方块的电阻为80～90Ω，扩散结束后用质量浓度为9%～11%的氢氟酸漂洗150s～180s，去除磷硅玻璃和氧化层形成轻掺杂浅扩散区，在扩散结束后便得到选择性发射极结构；  (3)、快速扩散与常规扩散的结合：   步骤(1)后，在硅片表面电极栅线状印刷磷浆，将硅片放入快速扩散炉中进行扩散1000～1300s，快速扩散结束后，硅片表面出现浓度不一致，再进行步骤(2)。