专利名称：一种晶体硅太阳电池选择性发射结的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池选 择性发射结的实现方法和电池的制备，尤其是涉及一种 晶体硅太阳电池选择性发射结的制作方法。
背景技术：
传统的太阳能电池的制备方法如
图1所示，其工艺流程为清洗制绒、扩散、去磷硅 玻璃及刻边、镀SiNx膜、印刷电极、烧结和电性能测试。此传统的工艺决定了太阳能电池效 率不能有很大的提高，而选择性发射结的实现可以很大幅度的提高效率，现有的选择性发 射结的实现方法有(1)激光刻槽法先在硅片表面生长一层掩膜，然后用激光将栅线的地方刻槽，通 过扩散工艺实现选择性发射结；(2)印刷磷浆直接在栅线的地方印刷磷浆，通过高温炉实现选择性发射结；(3)银浆掺杂P 在正电极银浆中掺杂含磷的化合物，通过高温实现选择性发射结。(4)掩膜两次扩散法在硅片表面沉积或生长一层掩膜，利用刻蚀的方法在掩膜 上形成重扩散的窗口，进行一次高温扩散和一次低温扩散，形成选择性发射结。(5)溶液法刻蚀Si的方法先将硅片进行一次重扩散，然后在硅片表面沉积一层 选择性的掩膜，之后配制溶液将场区的Si刻蚀一部分，则该区域由原来的重扩散转变为浅 扩散区域。但是，激光刻槽法成本较高，产能较小；磷浆印刷的方法不容易控制栅线扩散的 宽度，磷的挥发严重，不能形成完美的选择性发射结；银浆掺杂磷印刷的方法中，银的烧结 温度和磷的扩散温度难以匹配；两次扩散的方法在单晶硅电池上应用较多，且取得了高的 电池效率，但由于此工艺要经历两次扩散，其中一次为高温扩散，对多晶硅的体寿命影响较 大，直接降低了电池的寿命，从而不能得到高的电池效率。溶液法刻蚀Si的方法形成选择性扩散的过程中，溶液刻蚀的速率是很关键的一 个参数，溶液浓度的稍微变化和温度的波动都可能引起刻蚀的不均勻性，并且重复性较低， 所形成的浅扩散区域的方阻偏差大，均勻性较差，影响了开路电压和短路电流，从而降低了 选择性电池的效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种晶体硅太阳电池选 择性发射结的制作方法，采用本发明的方法所形成的轻掺杂区域方阻均勻性好，且表面浓 度低，有利于选择性发射结电池的效率的提高；而且此制作方法不仅能够适用于单晶硅太 阳能电池，对于多晶硅太阳能电池也能够适用。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种晶体硅太阳电池选择性发射结 的制作方法，采用两种技术方案。
技术方案一将硅片清洗制绒后进行一次重扩散，在一次重扩散后的硅片表面镀 一层氮化硅薄膜，然后在硅片表面场区部分印刷刻蚀Si的刻蚀浆料，刻蚀时间为20min 120min，硅片表面形成重掺杂区和轻掺杂区。所述的镀氮化硅薄膜的温度为200°C 500°C，膜厚为5nm 20nm。技术方案二 所述的制作方法为将硅片清洗制绒后进行一次重扩散，重扩散后 在硅片表面场区部分印刷刻蚀Si的刻蚀浆料，刻蚀时间为20min 120min，硅片表面形成 重掺杂区和轻掺杂区。技术方案一和 技术方案二中所述的硅片重扩散的温度为800°C 1000°C，扩散 后方阻为lOohm/sq 50ohm/sq。所述的刻蚀Si的刻蚀浆料含有 50%的氟化氢胺。本发明的有益效果是本发明的方法不仅适用于单晶硅太阳能电池，而且适用于 多晶硅太阳能电池，硅片只经过一次扩散，通过刻蚀浆料将场区的Si刻蚀掉一部分，场区 的Si被刻蚀形成轻扩散区域，其他部分没有刻蚀仍为重扩散。同时，在刻蚀过程中可以去 掉场区的一部分损伤层，有利于提高电池的效率，并且形成的轻掺杂区域的方阻均勻性好， 表面浓度较低，有利于选择性发射结电池的效率的提高。选择性发射结太阳电池具有以下两个特征1)在电池栅线下面及其附近形成高掺杂重扩散区；2)在场区(活性区)形成轻掺杂浅扩散区。这样便在低掺杂区和高掺杂区交界处获得的一个横向n+/n高低结，并在电极栅 线下获得一个n+/p结，而在非电极区形成与常规无选择性发射结太阳电池一样的p-n结。 所以与常规无选择性发射结太阳电池相比，选择性发射结太阳电池电极栅线处多一个横向 n+/n高低结和一个横向n+/p结。因此选择性发射结太阳电池更有利于提高光生载流子的 收集，尤其提高短波光生载流子的收集率，所以可以大幅度的提高太阳能电池的短路电流 和开路电压。太阳电池的串联电阻由电极金属的体电阻、金属与半导体的接触电阻、扩散层的 薄层电阻、基区的体电阻组成。其中，要求金属与半导体之间形成良好的欧姆接触。金属和 半导体的接触电阻和半导体的掺杂浓度有密切的关系，掺杂浓度越高，接触电阻越小。因此 在太阳电池中，在半导体与金属接触处，采用高的表面浓度和相对较深的结深，相比在其他 各处都采用一样的较低的表面杂质浓度和结深是可以获得更低的接触电阻的。这就是说， 相对于传统的无选择性发射结太阳电池来说(其扩散的方块电阻为50ohm/Sq)，选择性发 射结太阳电池可以获得更低的串联电阻(栅线下扩散的方阻为30ohm/Sq)，从而减小因串 联而损失的功率。与常规无选择性发射结太阳电池相比较，选择性发射结太阳电池的表面扩散浓度 低，表面的复合相对较小，所以开路电压和短路电流都有很大的提升.具体数据如表1所 示表1
权利要求
一种晶体硅太阳电池选择性发射结的制作方法，其特征在于所述的制作方法为将硅片清洗制绒后进行一次重扩散，在一次重扩散后的硅片表面镀一层氮化硅薄膜，然后在硅片表面场区部分印刷刻蚀Si的刻蚀浆料，刻蚀时间为20min～120min，硅片表面形成重掺杂区和轻掺杂区。
2.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳电池选择性发射结的制作方法，其特征在 于所述的镀氮化硅薄膜的温度为200°C 500°C，膜厚为5nm 20nm。
3.一种晶体硅太阳电池选择性发射结的制作方法，其特征在于所述的制作方法为 将硅片清洗制绒后进行一次重扩散，重扩散后在硅片表面场区部分印刷刻蚀Si的刻蚀浆 料，刻蚀时间为20min 120min，硅片表面形成重掺杂区和轻掺杂区。
4.根据权利要求1或3所述的一种晶体硅太阳电池选择性发射结的制作方法，其特征 在于所述的硅片重扩散的温度为800°C 1000°C，扩散后方阻为lOohm/sq 50ohm/sq。
5.根据权利要求1或3所述的一种晶体硅太阳电池选择性发射结的制作方法，其特征 在于所述的刻蚀Si的刻蚀浆料含有 50%的氟化氢胺。
全文摘要
本发明涉及一种晶体硅太阳电池选择性发射结的制作方法，其制作方法为将硅片清洗制绒后进行一次重扩散，在一次重扩散的硅片表面镀一层氮化硅薄膜，然后在硅片表面场区部分印刷刻蚀Si的刻蚀性浆料，或者，重扩散后直接在硅片表面场区部分印刷刻蚀Si的刻蚀性浆料，刻蚀时间20min～120min，硅片重扩散的温度为800℃～1000℃，扩散后方阻为10ohm/sq～50ohm/sq。刻蚀Si的刻蚀性浆料含有1％～50％的氟化氢胺。本发明的方法在刻蚀过程中可以去掉场区的一部分损伤层，有利于提高电池的效率，并且形成的轻掺杂区域的方阻均匀性好，表面浓度较低，有利于选择性发射结电池的效率的提高。
文档编号H01L31/042GK101937941SQ20101026364
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者刘亚峰, 邓伟伟, 金浩 申请人:常州天合光能有限公司