N型双面电池的制作方法_2

文档序号:10056840阅读:来源:国知局
,扫描功率为5-100W。激光为绿光或紫外光等。
[0036]S3:在N型硅片的第二表面上形成磷掺杂源层,采用第三激光参数,对第二表面进行激光处理,在第二表面上形成η+掺杂区域,并采用第四激光参数,对第二表面进行激光处理,在第二表面上形成η++重掺杂区域,η+掺杂区域和η++掺杂区域构成第二掺杂层。
[0037]具体地,第二表面为Ν型硅片110的背面,在Ν型硅片110的背面旋涂磷掺杂源或通过气相沉积法在Ν型硅片110的背面沉积磷掺杂源,形成磷掺杂源层,磷掺杂源为磷酸溶液干燥后所形成的膜层、磷硅玻璃、含磷氮化硅薄膜、含磷氧化硅薄膜或含磷非晶硅薄膜等,磷掺杂源的量为0.5-1克。当磷掺杂源为溶液时,通过旋涂的方法将磷掺杂源旋涂在正面上;当磷掺杂源为磷硅玻璃等时,通过气相沉积的方法,将磷掺杂源沉积在正面上。将旋涂或气相沉积的磷掺杂源烘干,烘干之后,对背面进行激光处理,在背面上形成η+掺杂区域131,并在背面上形成η++重掺杂区域132,η++重掺杂区域132和η+掺杂区域131构成第二掺杂层130,且η++重掺杂区域132中的部分区域位于Ν型硅片110内,在η+掺杂层140上有残留磷掺杂源112。
[0038]η++重掺杂区域132可以通过激光重复扫描加工形成,也可以通过自动调整激光工艺参数一次形成。
[0039]在本实施例中,η++重掺杂区域132通过激光重复扫描加工形成。具体地,激光重复扫描加工的过程为:采用第三激光参数,对背面的整面进行激光扫描,在背面形成多个η+结,η+结方块电阻不高于60 Ω / □,多个η+结组成η+掺杂层,η+掺杂层位于背面上,且η+掺杂层的厚度为0.3-0.5微米;接着,采用第六激光参数,对背面的特定区域进行激光扫描,从而η+掺杂层中的磷掺杂源进行二次扩散,自Ν型硅片110的背面向Ν型硅片110内扩散,从而在背面上的特定区域形成η++重掺杂区域132,η++重掺杂区域132包括第二 η++重掺杂区域132a和第一 n++重掺杂区域132b,n++重掺杂区域132的深度要大于n+掺杂区域131的深度,从而第二 n++重掺杂区域132a位于N型硅片110内,第一 n++重掺杂区域132b和n+掺杂区域131相邻,第一 n++重掺杂区域122b为n+掺杂和n++重掺杂的混合区域,n++重掺杂150的深度为0.5-1.5微米,此外,n++重掺杂区域150的方块电阻不高于40 Ω / □,如图3所示。
[0040]在另一个实施例中,通过自动调整激光工艺参数一次形成n+掺杂区域131和n++重掺杂区域132的过程为:先确定N型硅片110的背面的特定区域,在激光扫描之前设置好第三激光参数和第四激光参数,采用第三激光参数对背面进行激光扫描;当激光扫描到特定区域时,自动切换到第四激光参数,采用第四激光参数对该特定区域进行激光扫描,该特定区域中的磷掺杂源自背面向N型硅片110内扩散,在背面上形成n++重掺杂区域132 ;当扫描完特定区域时,自动切换回到第三激光参数,继续进行激光扫描,直至扫描完整个背面,从而在背面的长了特定区域之外的区域上形成n+掺杂区域131,此外,n++重掺杂区域132包括第二 n++重掺杂区域132a和第一 n++重掺杂区域132b,第二 n++重掺杂区域132a位于N型硅片110内,第一 n++重掺杂区域132b和n+掺杂区域131相邻,第一 n++重掺杂区域132b也为n++重掺杂。
[0041]其中,第三激光参数和第四激光参数均为:激光波长为355-1064nm ;模式为脉冲模式、准连续模式或连续模式;脉冲宽度为30-300ns ;扫描速率为1-1.2m/s ;光斑直径为30-100微米,扫描功率为5-100W。激光为绿光或紫外光等。
[0042]需要说明的是,步骤S2和步骤S3可以调换,或者步骤S2和步骤S3合并为一步同时进行。
[0043]使用激光技术对掺杂源进行处理,利用激光的热效应和精确图形化等特点,在不对N型硅片表面造成损伤的情况下,形成指定区域的掺杂和重掺杂,从而避免长时间高温热扩散处理对N型硅片造成影响,如寿命下降等,且可间接减少气态掺杂源所带来的尾气处理和污染等问题,采用激光技术,可以一次性精确实现局部区域重掺杂,简化重掺杂工艺流程,省略边缘隔离处理,且局部重掺杂的形成,可以有效降低接触电阻,提高填充因子,从而提高太阳能电池的转换效率。
[0044]S4:通过化学清洗法,去除第一表面上的残留的硼掺杂源和第二表面上的残留的磷掺杂源。
[0045]具体地,通过RCA标准清洗法、SPM(H2S04、H202以及Η 20的混合溶液)、氢氟酸和臭氧的混合溶液、或盐酸和氢氟酸的混合溶液等化学清洗法,去除Ν型硅片110的正面上残留的硼掺杂源111和背面上的磷掺杂源112,如图4所示,并对Ν型硅片110的正面和背面进行干燥。
[0046]S5:在第一掺杂层和第二掺杂层上分别形成第一钝化减反射膜层和第二钝化减反射膜层。
[0047]具体地,在本实施例中,通过等离子体增强化学气相沉积法或原子层沉积法,在第一掺杂层120上形成第一钝化减反射膜层140,且在第二掺杂层130上形成第二钝化减反射膜层150,如图5所示。该第一钝化减反射膜层140和第二钝化减反射膜层150均为二氧化硅、氮化硅、二氧化钛或氧化铝所形成的单层膜,或为二氧化硅、氮化硅、二氧化钛和氧化铝中任何两种或两种以上所形成的多层膜,第一钝化减反射膜层140和第二钝化减反射膜层150的厚度均为50-80nm,第一钝化减反射膜层140和第二钝化减反射膜层150的折射率均为 2.0-2.Ιο
[0048]S6:在第一钝化减反射膜层和第二钝化减反射膜层上分别制备电极。
[0049]具体地,在本实施例中,通过丝网印刷或诱导电镀的方法,在第一钝化减反射膜层140和第二钝化减反射膜层150上分别形成正电极160和负电极170,并进行烧结处理,如图6所示。栅线电极为若干条,栅线电极分别分布于正面的钝化减反射膜和背面的钝化减反射膜上,以便引出形成的电流。栅线电极具体包括主栅线电极和副栅线电极,优选地,位于正面的钝化减反射膜和位于背面的钝化减反射上的栅线电极对称设置。其中,主栅线电极的根数为2-5根,宽度为0.5mm-2.5mm ;副栅线电极的根数为50-150根,宽度为30um-150umo
[0050]下面结合具体实施例,对N型双面电池的制作方法做进一步的阐述。
[0051]实施例1
[0052]将N型硅片110放入制绒添加剂中反应,控制反应温度为80 °C,反应时间为20min,使得N型硅片110的第一表面和第二表面均呈金字塔形状的绒面结构,制绒添加剂为:碱、异丙醇、添加剂以及水的质量比为2.5:10:0.5:87 ;
[0053]在N型硅片110的第一表面旋涂0.5克含硼氧化硅溶液,并将其烘干,烘干之后,对第一表面的整个表面进行激光扫描,激光扫描条件为:532nm绿光脉冲激光、18W功率、
1.2m/s扫描速度以及50微米光斑直径,在第一表面上形成p+掺杂层,p+掺杂层的方块电阻为50 Ω/ 口,p+掺杂层的厚度为0.4微米,接着,对第一表面上的特定区域进行激光重复扫描,激光重复扫描的条件为:532nm绿光脉冲激光、20W功率、lm/s扫描速度以及50微米光斑直径,P+掺杂层的特定区域中的含硼氧化硅自第一表面向N型硅片110内扩散,形成P++重掺杂122,p++重掺杂122的方块电阻为35Ω/ 口,p++重掺杂122的深度为1微米,P+掺杂层中的除了特定区域之外的区域为P+掺杂区域121 ;
[0054]在N型硅片110的第二表面旋涂0.5克含磷氧化硅薄膜溶液,并将其烘干,烘干之后,对第二表面的整个表面进行激光扫描,激光扫描条件为:532nm绿光脉冲激光、12W功率、1.2m/s扫描速度以及50微米光斑直径,在第二表面上形成n+掺杂层,n+掺杂层的方块电阻为50 Ω/ 口,n+掺杂层的厚度为0.4微米,接着,对第二表面上的特定区域进行激光重复扫描,激光重复扫描的条件为:532nm绿光脉冲激光、16W功率、1.2m/s扫描速度以及50微米光斑直径,n+掺杂层140中的含磷氧化硅自第二表面向N型硅片110内扩散,形成n++重掺杂区域132,n++重掺杂132的方块电阻为35Ω/ 口,n++重掺杂132的深度为1微米,n+掺杂层中的除了特定区域之外的区域为n+掺杂区域131 ;
[0055]通过盐酸和氢氟酸的混合溶液(盐酸和氢氟酸的体积比为1:1)去除N型硅片110的第一表面的残留的含硼氧化硅和第二表面的残留的含磷氧化硅,再用去离子水进行清洗,清洗之后放在烘箱中50°C下干燥;接着,将N型硅片110放入炉管中,进行双面低温氧化,硼掺杂源含硼氧化硅和磷掺杂源含磷氧化硅中的氧化硅形成二氧化硅薄膜,二氧化硅薄膜的厚度为10nm,氧化温度为600°C ;
[0056]通过等离子体增强化学气相沉积法,在第一掺杂层120和第二掺杂层130上分别形成第一氮化硅钝化减反射膜层140和第二氮化硅钝化减反射膜层150,第一氮化硅钝化减反射膜层140和第二氮化硅钝化减反射膜层150的厚度均为75nm,第一氮化硅钝化减反射膜层140和第二氮化硅钝化减反射膜层150的折射率均为2.0 ;
[0057]通过丝网印刷的方法,在第一钝化减反射膜层140和第二钝化减反射膜层150上分别形成正电极160和负电极170,并进行烧结处理,从而得到N型双面电池,且位于第一表面的钝化减反射膜和位于第二表面的钝化减反射上的栅线
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