专利名称：一种太阳能电池选择性发射极的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池的制备方法，具体涉及一种晶体硅太阳能电池选择性发射极结构的制备方法。
背景技术：
目前，常规能源的持续使用带来了能源紧缺以及环境恶化等一系列 经济和社会问题，发展太阳能电池是解决上述问题的途径之一。因此，世界各国都在积极开发太阳能电池，而高转换效率、低成本是太阳能电池发展的必然趋势。在各类太阳能电池中，晶体硅太阳能电池占了 90%的市场份额，其中单晶硅电池的转化效率超过了 18%，多晶电池转化效率也超过了 17%。如何在成本追加不太多的前提下，较大幅度提高转化效率是大家关注的目标。其中，选择性发射极结构是一个非常好的选择，其电池结构为(I)在电极栅线以下及其附近区域形成重掺杂区，以提高开路电压，降低接触电阻，提高填充因子；(2)在非栅线形成轻掺杂区域，以优化表面钝化效果，提高短波响应和载流子收集率，从而提闻短路电流。目前实际应用于工业生产的晶体硅太阳能电池选择性发射极结构的制备方法如硅墨及磷扩散等技术，都是在扩散前印刷浆料，以分别形成高方阻和低方阻区域。然而，在进行高温扩散前印刷浆料，易对扩散炉引入污染，同时也可能引入污染源，造成选择性发射极太阳能电池的漏电，限制了转化效率的进一步提升。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，操作流程简单，可利用现有的设备实现，工艺时间短，具有良好的工业实用性，转化效率高，适用于制备选择性发射极结构。一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，制备工艺步骤为
(1)采用POCI3为液态的磷扩散源对P型硅片进行重掺杂，重掺杂硅片的方块电阻为20-40Q/sq ；
(2)把重掺杂后的硅片在电池非栅线区域采用丝网印刷的方式印刷一层可腐蚀硅的腐蚀性浆料层，以形成浅掺杂区；
(3)将印有腐蚀性浆料层的硅片放入温度为280-420°C的反应炉内反应25s-15min；
(4)在20-80°C温度下超声清洗高温反应后的电池片30-50min，超声清洗液为0.03-5%的KOH或NaOH溶液，去除残余的化学溶液及残留物，电池非栅线区域被腐蚀形成低掺杂浅扩散区，电池栅线区域未被腐蚀保留成高掺杂深扩散区，得到选择性发射极太阳能电池。其中腐蚀性浆料为磷酸和乙二醇丁醚，体积比为50 :22_30。本发明的优点在于只需要一次重扩散，然后采用丝网印刷的方式印刷腐蚀性浆料层来形成低掺杂浅扩散区，电池非栅线区域的方块电阻即可达到60-160 Q/sq ;工艺时间短，转化效率比现有工艺高，腐蚀浆料的清洗只需配低浓度的KOH或NaOH溶液，所排废液较清洁，对环境无污染。
具体实施例下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，以助于理解本发明的内容。实施例I :
一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，制备工艺步骤为
(1)采用POCI3为液态的磷扩散源对P型硅片进行重掺杂，重掺杂硅片的方块电阻为20Q/sq ；
(2)把重掺杂后的硅片在电池非栅线区域采用丝网印刷的方式印刷一层可腐蚀硅的腐 蚀性浆料层，以形成浅掺杂区；
(3)将印有腐蚀性浆料层的硅片放入温度为280°C的反应炉内反应25s；
(4)在20°C温度下超声清洗高温反应后的电池片30min，超声清洗液为0.03%的KOH或NaOH溶液，去除残余的化学溶液及残留物，电池非栅线区域被腐蚀形成低掺杂浅扩散区，电池栅线区域未被腐蚀保留成高掺杂深扩散区，得到选择性发射极太阳能电池。其中腐蚀性浆料为磷酸和乙二醇丁醚，体积比为50 :22。实施例2:
一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，制备工艺步骤为
(1)采用POCI3为液态的磷扩散源对P型硅片进行重掺杂，重掺杂硅片的方块电阻为30Q/sq ；
(2)把重掺杂后的硅片在电池非栅线区域采用丝网印刷的方式印刷一层可腐蚀硅的腐蚀性浆料层，以形成浅掺杂区；
(3)将印有腐蚀性浆料层的硅片放入温度为350°C的反应炉内反应7min；
(4)在50°C温度下超声清洗高温反应后的电池片40min，超声清洗液为2.5%的KOH或NaOH溶液，去除残余的化学溶液及残留物，电池非栅线区域被腐蚀形成低掺杂浅扩散区，电池栅线区域未被腐蚀保留成高掺杂深扩散区，得到选择性发射极太阳能电池。其中腐蚀性浆料为磷酸和乙二醇丁醚，体积比为50 :26。实施例3
一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，制备工艺步骤为
(1)采用POCI3为液态的磷扩散源对P型硅片进行重掺杂，重掺杂硅片的方块电阻为40 Q/sq ；
(2)把重掺杂后的硅片在电池非栅线区域采用丝网印刷的方式印刷一层可腐蚀硅的腐蚀性浆料层，以形成浅掺杂区；
(3)将印有腐蚀性浆料层的硅片放入温度为420°C的反应炉内反应15min；
(4)在80°C温度下超声清洗高温反应后的电池片50min，超声清洗液为5%的KOH或NaOH溶液，去除残余的化学溶液及残留物，电池非栅线区域被腐蚀形成低掺杂浅扩散区，电池栅线区域未被腐蚀保留成高掺杂深扩散区，得到选择性发射极太阳能电池。其中腐蚀性浆料为磷酸和乙二醇丁醚，体积比为50 :30。实施例4:
一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，制备工艺步骤为(1)采用POCI3为液态的磷扩散源对P型硅片进行重掺杂，重掺杂硅片的方块电阻为15 Q/sq ；
(2)把重掺杂后的硅片在电池非栅线区域采用丝网印刷的方式印刷一层可腐蚀硅的腐蚀性浆料层，以形成浅掺杂区；
(3)将印有腐蚀性浆料层的硅片放入温度为250°C的反应炉内反应20s；
(4)在20-80°C温度下超声清洗高温反应后的电池片20min，超声清洗液为0.02%的KOH或NaOH溶液，去除残余的化学溶液及残留物，电池非栅线区域被腐蚀形成低掺杂浅扩散区，电池栅线区域未被腐蚀保留成高掺杂深扩散区，得到选择性发射极太阳能电池。其中腐蚀性浆料为磷酸和乙二醇丁醚，体积比为50 :20。实施例5:
一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，制备工艺步骤为
(1)采用POCI3为液态的磷扩散源对P型硅片进行重掺杂，重掺杂硅片的方块电阻为50 Q/sq ；
(2)把重掺杂后的硅片在电池非栅线区域采用丝网印刷的方式印刷一层可腐蚀硅的腐蚀性浆料层，以形成浅掺杂区；
(3)将印有腐蚀性浆料层的硅片放入温度为450°C的反应炉内反应16min；
(4)在20-80°C温度下超声清洗高温反应后的电池片60min，超声清洗液为6%的KOH或NaOH溶液，去除残余的化学溶液及残留物，电池非栅线区域被腐蚀形成低掺杂浅扩散区，电池栅线区域未被腐蚀保留成高掺杂深扩散区，得到选择性发射极太阳能电池。其中腐蚀性浆料为磷酸和乙二醇丁醚，体积比为50 :35。实施例6
采用授权公告号为CN101740661B —种晶体硅太阳能电池选择性发射区的制备方法的发明专利中的实施例I的制备工艺
1、对晶体硅片表面进行常规清洗和表面组织结构处理；
2、在晶体硅片的表层生长一层二氧化硅，厚度控制在5nm；
3、在生长的二氧化硅层上采用丝网印刷方式进行涂印遮掩膜，形成电极窗口框架；
4、去除电极窗口处的氧化层，即去除未被遮掩膜覆盖的二氧化规层；选用10%浓度的氢氟酸溶液去除未被遮掩覆盖的二氧化硅层；
5、选用5%浓度的氢氧化钠溶液去除遮掩膜；
6、采用三氯氧磷液态转化为气态，在870°C的高温进行55分钟的高浓度扩散掺杂；
7、进行氧化层清洗，即将原先受遮掩膜覆盖的二氧化硅层进行去除。也就是常规工艺上的PSG清洗(磷硅玻璃清洗)；
8、采用三氯氧磷液态源转化为气态，在810°C的高温下进行55分钟的低浓度扩散掺
杂；
9、刻边；
10、SiNX制备；
11、印刷正反面电极及背面电场、烧结；
12、测试；
各实施例制得的选择性发射极太阳能电池性能如下表所示
权利要求
1.一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征为 制备工艺步骤为 (1)采用POCI3为液态的磷扩散源对P型硅片进行重掺杂，重掺杂硅片的方块电阻为.20-40 Ω/sq ； (2)把重掺杂后的硅片在电池非栅线区域采用丝网印刷的方式印刷一层可腐蚀硅的腐蚀性浆料层，以形成浅掺杂区； (3)将印有腐蚀性浆料层的硅片放入温度为280-420°C的反应炉内反应25s-15min； (4)在20-80°C温度下超声清洗高温反应后的电池片30-50min，超声清洗液为O.03-5%的KOH或NaOH溶液，去除残余的化学溶液及残留物，电池非栅线区域被腐蚀形成低掺杂浅扩散区，电池栅线区域未被腐蚀保留成高掺杂深扩散区，得到选择性发射极太阳能电池。
2.如权利要求I所述的一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征为腐蚀性浆料为磷酸和乙二醇丁醚，体积比为50 :22-30。
3.如权利要求I所述的一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征为 制备工艺步骤为 (1)采用POCI3为液态的磷扩散源对P型硅片进行重掺杂，重掺杂硅片的方块电阻为.30 Ω/sq ； (2)把重掺杂后的硅片在电池非栅线区域采用丝网印刷的方式印刷一层可腐蚀硅的腐蚀性浆料层，以形成浅掺杂区； (3)将印有腐蚀性浆料层的硅片放入温度为350°C的反应炉内反应7min； (4)在50°C温度下超声清洗高温反应后的电池片40min，超声清洗液为2.5%的KOH或NaOH溶液，去除残余的化学溶液及残留物，电池非栅线区域被腐蚀形成低掺杂浅扩散区，电池栅线区域未被腐蚀保留成高掺杂深扩散区，得到选择性发射极太阳能电池。
4.如权利要求3所述的一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征为腐蚀性浆料为磷酸和乙二醇丁醚，体积比为50 :26。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，只需要一次重扩散，然后采用丝网印刷的方式印刷腐蚀性浆料层来形成低掺杂浅扩散区，电池非栅线区域的方块电阻即可达到60-160Ω/sq；操作流程简单，可利用现有的设备实现，工艺时间短，具有良好的工业实用性，转化效率高，腐蚀浆料的清洗只需配低浓度的KOH或NaOH溶液，所排废液较清洁，对环境无污染，适用于制备选择性发射极结构。
文档编号H01L31/18GK102637772SQ201210086038
公开日2012年8月15日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者刘颖丹, 杨丽琼, 柳杉, 梅超, 王琳, 王鹏, 黄治国 申请人:上饶光电高科技有限公司