一种激光SE电池的制备方法与流程

文档序号:11543571阅读:1582来源:国知局
本发明涉及太阳能电池领域,具体涉及一种激光SE电池的制备方法。
背景技术
:目前,发展高效电池技术是提高太阳能电池效率的关键。比较成熟的高效电池技术以选择性发射极(selectiveemitter,SE)电池为主,其特征为:1)在电极栅线下及其附近形成高掺杂深扩散区;2)在光照区域形成低掺杂浅扩散区。通过对发射区选择性掺杂,在栅线接触区域和其他区域实现不同扩散方阻的效果,降低了串联电阻。常规P型硅片电池片制程包括以下工艺步骤:硅片制绒一扩散一刻蚀一镀膜一印刷一烧结。选择性发射机扩散的常规技术主要为扩散炉扩散,需要高温,热能耗大,成本高,且效率低。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种激光SE电池的制备方法,能够利用激光打点的方式,低成本高效率地加大二次扩散的深浅差异,提高选择性。本发明的技术方案是:一种激光SE电池的制备方法,它包括以下步骤:1)用金刚线切割硅片至所需形状;2)置于NaOH、乙二醇、SnCl2混合液中制绒;3)利用激光打点的方式在硅片制绒表面均匀地进行打盲孔处理;4)涂抹磷墨在打过盲孔的硅片表面上;5)置于扩散炉,300~500℃通入POCl3混合物2~3min;6)冷却,取出硅片,涂抹有机溶剂,对硅片表面进行激光扫描;7)将激光扫描过的硅片用酸性混合液刻蚀;8)在刻蚀后的硅片表面镀减反射膜、丝网印刷,完成正面栅线和背面铝背场的烧结。优选地,所述步骤1)硅片为P型多晶硅片。用金刚线切割硅片,不仅成本降低,使用周期延长,而且硅片表面平整,薄片化效果好。优选地,所述步骤2)混合液由以下重量百分比的组分组成:NaOH24%、乙二醇5~10%、SnCl21~3%,余量为水。常规碱性制绒液中添加SnCl2,可提高制绒效果和均匀度,有利于附着在多晶硅表面的气泡脱离。优选地,所述步骤3)中盲孔的孔深为100~150μm,盲孔的孔径为50~100μm。通过激光打点的方式,硅片表面形成均匀的盲孔结构,对应的盲孔周围形成有凸点,这样在涂抹扩散时,孔内实现磷的重掺杂深扩散,凸点部分形成轻掺杂浅扩散。这样的表面不仅可以实现高效率选择性发射,而且吸光效率提高,光电转化效率提高。优选地,所述步骤5)POCl3混合物由以下重量百分比的组分组成:POCl350~70%,O25~10%,余量为N2。优选地,所述步骤6)中有机溶剂由以下重量百分比的组分组成:三乙基氧化磷1~5%,磷酸三辛基酯10~15%,余量为异丙醇。涂抹的有机溶剂大多沉积在硅片表面的孔内,有助于激光扫描时孔内磷扩散的进一步加深,而与凸点的浅扩散差异进一步增大,提高电池发射的选择性。优选地,所述步骤6)扫描所用仪器为飞秒激光器。使用飞秒激光器,可将各物质分子变为等离子体,快速、高效、低能耗地实现二次扩散。优选地,所述步骤7)酸性混合液由以下重量百分比的组分组成:HF1~3%、H2O25~10%,NH4F5~15%,余量为水。将激光扫描过的硅片用酸性混合液刻蚀,去除硅片表面的磷硅玻璃及边缘形成的自扩散层,刻蚀效率高,去除后规则整洁。本发明具有以下有益的技术效果:1)利用激光打点的方式,低成本高效率地促进二次扩散的深浅差异,提高选择性;2)使用飞秒激光器,可将各物质分子变为等离子体,快速、高效、低能耗地实现二次扩散;3)分别使用磷墨、POCl3和有机溶剂在不同阶段,提升各阶段磷扩散的效率。【具体实施方式】以下结合具体实施例,对本发明做进一步描述。以下所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围,所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进,亦落入本发明要求的保护范围之内。实施例一一种激光SE电池的制备方法,它包括以下步骤:1)用金刚线切割P型多晶硅片至所需形状;2)置于NaOH、乙二醇、SnCl2混合液中制绒;所述混合液由以下重量百分比的组分组成:NaOH2%、乙二醇5%、SnCl21%,余量为水;3)利用激光打点的方式在硅片制绒表面均匀地进行打盲孔处理;所述盲孔的孔深为100μm,盲孔的孔径为50μm;4)涂抹磷墨在打过盲孔的硅片表面上;5)置于扩散炉,300℃通入POCl3混合物3min;所述POCl3混合物由以下重量百分比的组分组成:POCl350%,O25%,余量为N2;6)冷却,取出硅片,涂抹有机溶剂,使用飞秒激光器对硅片表面进行激光扫描;所述有机溶剂由以下重量百分比的组分组成:三乙基氧化磷1%,磷酸三辛基酯10%,余量为异丙醇;7)将激光扫描过的硅片用酸性混合液刻蚀;所述酸性混合液由以下重量百分比的组分组成:HF1%、H2O25%,NH4F5%,余量为水;8)在刻蚀后的硅片表面镀减反射膜、丝网印刷,完成正面栅线和背面铝背场的烧结。实施例二一种激光SE电池的制备方法,它包括以下步骤:1)用金刚线切割P型多晶硅片至所需形状;2)置于NaOH、乙二醇、SnCl2混合液中制绒;所述混合液由以下重量百分比的组分组成:NaOH4%、乙二醇10%、SnCl23%,余量为水;3)利用激光打点的方式在硅片制绒表面均匀地进行打盲孔处理;所述盲孔的孔深为150μm,盲孔的孔径为100μm;4)涂抹磷墨在打过盲孔的硅片表面上;5)置于扩散炉,500℃通入POCl3混合物2min;所述POCl3混合物由以下重量百分比的组分组成:POCl370%,O210%,余量为N2;6)冷却,取出硅片,涂抹有机溶剂,使用飞秒激光器对硅片表面进行激光扫描;所述有机溶剂由以下重量百分比的组分组成:三乙基氧化磷5%,磷酸三辛基酯15%,余量为异丙醇;7)将激光扫描过的硅片用酸性混合液刻蚀;所述酸性混合液由以下重量百分比的组分组成:HF3%、H2O210%,NH4F15%,余量为水;8)在刻蚀后的硅片表面镀减反射膜、丝网印刷,完成正面栅线和背面铝背场的烧结。实施例三一种激光SE电池的制备方法,它包括以下步骤:1)用金刚线切割P型多晶硅片至所需形状;2)置于NaOH、乙二醇、SnCl2混合液中制绒;所述酸性混合液由以下重量百分比的组分组成:NaOH2%、乙二醇8%、SnCl22%,余量为水;3)利用激光打点的方式在硅片制绒表面均匀地进行打盲孔处理;所述盲孔的孔深为120μm,盲孔的孔径为80μm;4)涂抹磷墨在打过盲孔的硅片表面上;5)置于扩散炉,400℃通入POCl3混合物2.5min;所述POCl3混合物由以下重量百分比的组分组成:POCl360%,O28%,余量为N2;6)冷却,取出硅片,涂抹有机溶剂,使用飞秒激光器对硅片表面进行激光扫描;所述有机溶剂由以下重量百分比的组分组成:三乙基氧化磷3%,磷酸三辛基酯12%,余量为异丙醇;7)将激光扫描过的硅片用酸性混合液刻蚀;所述混合液由以下重量百分比的组分组成:HF2%、H2O28%,NH4F10%,余量为水;8)在刻蚀后的硅片表面镀减反射膜、丝网印刷,完成正面栅线和背面铝背场的烧结。对比例一一种激光SE电池的制备方法,它包括以下步骤:1)用金刚线切割P型多晶硅片至所需形状;2)置于NaOH、乙二醇、SnCl2混合液中制绒;所述酸性混合液由以下重量百分比的组分组成:NaOH2%、乙二醇8%、SnCl22%,余量为水;3)涂抹磷墨在制绒后的硅片表面上;4)置于扩散炉,400℃通入POCl3混合物2.5min;所述POCl3混合物由以下重量百分比的组分组成:POCl360%,O28%,余量为N2;5)冷却,取出硅片,涂抹有机溶剂,使用飞秒激光器对硅片表面进行激光扫描;所述有机溶剂由以下重量百分比的组分组成:三乙基氧化磷3%,磷酸三辛基酯12%,余量为异丙醇;6)将激光扫描过的硅片用酸性混合液刻蚀;所述混合液由以下重量百分比的组分组成:HF2%、H2O28%,NH4F10%,余量为水;7)在刻蚀后的硅片表面镀减反射膜、丝网印刷,完成正面栅线和背面铝背场的烧结。对比例二一种激光SE电池的制备方法,它包括以下步骤:1)用金刚线切割P型多晶硅片至所需形状;2)置于NaOH、乙二醇、SnCl2混合液中制绒;所述酸性混合液由以下重量百分比的组分组成:NaOH2%、乙二醇8%、SnCl22%,余量为水;3)涂抹磷墨在制绒后的硅片表面上;4)使用飞秒激光器对硅片表面进行激光局部扫描,在激光扫描区域实现磷的重掺杂;5)置于扩散炉,400℃通入POCl3混合物2.5min;所述POCl3混合物由以下重量百分比的组分组成:POCl360%,O28%,余量为N2;6)用酸性混合液刻蚀;所述混合液由以下重量百分比的组分组成:HF2%、H2O28%,NH4F10%,余量为水;7)在刻蚀后的硅片表面镀减反射膜、丝网印刷,完成正面栅线和背面铝背场的烧结。表1:实施例三、对比例一、对比例二的电池性能参数转换效率(%)反射率(%)实施例三22.64.2对比例一18.76.7对比例二20.913.8从上表可以看出,采用激光打点后扩散炉扩散、涂抹有机溶剂激光扫描制备的激光SE电池转换效率高,反射率低,性能最佳。当前第1页1 2 3 
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