专利名称：选择性发射极电池的制备方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池制备技术领域，具体而言，涉及一种选择性发射极电池的制备方法。
背景技术：
作为清洁环保的新能源，太阳能电池的应用越来越多。但是这种电池的成本比较高，限制了它的快速普及。太阳能的电池的制备工艺流程如图I所示，包括损伤层的去除及绒面制备、扩散制作p-n结、表面PSG的去除及周边P-η的去除、钝化减反射层的制备、金属化(背电极，背电场和正电极的印刷烧结)、以及分选。为了降低成本，就需要不断采用新的技术来提高太阳能电池的转换效率。其中选 择性发射极电池就是一种工艺相对简单，且能有效提升太阳能电池效率的新工艺。根据选择性发射极电池的原理，有多种方法可以实现这种结构。但是，其中的许多方法是工艺步骤繁琐，增加成本高，是不适合工业化生产的。例如与本发明最接近的技术方案包括以下步骤损伤层的去除及绒面制备、丝网印刷磷源、化学清洗及扩散、表面PSG的去除及周边P-n的去除、钝化减反射层的制备、金属化(背电极，背电场和正电极的印刷烧结)、及分选。但是，这种方法存在以下技术缺陷1)在制绒后，需要在硅片上进行印刷磷源、烘干，再进行化学清洗、扩散，此种技术，引入了许多道工序，尤其是制绒后，硅片易受到外围环境的影响，此操作容易造成硅片的损伤；2)在完成磷源印刷后，需要进行化学清洗，由于化学药液本身的不稳定性，造成过程不易控制，即不利于工业化自动化推广。
发明内容
本发明旨在提供一种选择性发射极电池的制备方法，以解决现有技术中选择性发射极电池的制备工艺步复杂，不利用工业化生产的技术问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种选择性发射极电池的制备方法。该方法依次包括损伤层的去除及绒面制备、扩散制作P-n结、表面PSG的去除及周边p-n结的去除、钝化减反射层的制备、金属化、以及分选，在扩散制作p-n结步骤与表面PSG的去除及周边p-n结的去除步骤之间进一步包括激光掺杂制作选择性发射极的步骤。进一步地，激光掺杂制作选择性发射极的步骤包括利用激光照射硅片上欲金属化的区域，使区域内所掺杂的磷元素富集，形成选择性发射极。进一步地，激光的功率为40 60W，脉冲宽度为50 200ns，波长为532nm，频率为O 260KHz，光斑的直径为 10Χ190μπι* 270Χ270μπι。进一步地，激光的照射的时间为O. 5 2s。进一步地，扩散制作p-n结的步骤中控制硅片的扩散方阻在90 100欧姆。进一步地，通过调整激光能量的大小及频率控制经过激光辐射后的硅片方阻相对于激光辐照前降低35 45欧姆。应用本发明的技术方案，只需在现有的常规太阳能电池的制备工艺基础上仅仅添加一步激光掺杂制作选择性发射极的步骤，就可以完成选择性发射极电池的制备，工艺步骤简单，而且操作参数容易控制，适宜大规模的工业化生产。
说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I示出了根据现有技术中选择性发射极电池的制备工艺流程图；以及图2示出了根据本发明实施例的选择性发射极电池的制备工艺流程图。
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 根据本发明一种典型的实施方式，如图2所示，选择性发射极电池的制备方法依次包括损伤层的去除及绒面制备、扩散制作P-n结、表面PSG的去除及周边p-n结的去除、钝化减反射层的制备、金属化、以及分选，在扩散制作P-n结步骤与表面PSG的去除及周边P-n结的去除步骤之间进一步包括激光掺杂制作选择性发射极的步骤。应用本发明的技术方案，只需在现有的常规太阳能电池的制备工艺基础上仅仅添加一步激光掺杂制作选择性发射极的步骤，就可以完成选择性发射极电池的制备，工艺步骤简单，而且操作参数容易控制，适宜大规模的工业化生产。优选地，激光掺杂制作选择性发射极的步骤包括利用激光照射硅片上欲金属化的区域，使区域内所掺杂的磷元素富集，形成选择性发射极。其中，金属化是指背电极，背电场和正电极的印刷烧结。本工艺是原理为在扩散制作P-n结的步骤中，在硅片表面生成了一层厚厚的PSG层，里边含有P原子，在激光掺杂时，利用激光的局部高温特性，使磷硅玻璃(PSG)里面的磷原子进一步推进至接触区形成再扩散的效果，从而提高该区域磷的浓度，没有照射的区域则方阻相对较低，这样就能最终得到良好的欧姆接触。生产过程中，激光掺杂工序的控制尤其重要，能量小，不能达到掺杂效果，能量大，破坏P/N结。激光的功率为40 60W，脉冲宽度为50 200ns，波长为532nm，频率为O 260KHz，光斑的直径为10Χ190μπι* 270Χ270μπι。优选地，激光的功率为45W，脉冲宽度为50ns，波长为532nm，频率为200KHz，光斑的直径为10 X 190 μ m。优选地，激光的照射的时间为O. 5 2s，更优选地为Is。优选地，在生产过程中，激光掺杂前，扩散制作p-n结的步骤中控制硅片的扩散方阻在90 100欧姆；这样非掺杂区的表面磷浓度低，有利于减少死层及表面复合，对电压及电流的增益有好处。优选地，通过调整激光能量的大小及频率控制经过激光辐射后的硅片方阻相对于激光辐照前降低35 45欧姆，这样激光掺杂后，就可以按照现有技术中的步骤直接进行后续的生产。下面将结合实施例进一步说明本发明的有益效果。对比例为采用市售的通过常规工艺制备的选择性发射极。实施例I片源采用156X156多晶硅片，厚度为180μπι，均分2组，每组500片(分两组，一组进行激光掺杂制作选择性发射极，一组省略此步骤，其他制备工艺相同)。
制备工艺依次通过损伤层的去除及绒面制备、扩散制作p-n结、激光掺杂制作选择性发射极、表面PSG的去除及周边p-n结的去除、钝化减反射层的制备、金属化、以及分选步骤制备选择性发射极电池。上述步骤中，两组硅片均采用相同的设备进行。其中，扩散制作p-n结的步骤中控制所述硅片的扩散方阻在90 100欧姆；利用激光照射硅片上欲金属化的区域，使所述区域内所掺杂的磷元素富集，形成所述选择性发射极，激光的功率为45W，脉冲宽度为50ns，波长为532nm，频率为250KHz，光斑的直径为10*190 μ m ;所述激光的照射的时间为O. 5s ;经过所述激光辐射后的硅片方阻相对于所述激光辐照前降低35欧姆。对比例方阻为77. 64欧姆，实施例I扩散工艺的方阻为90. 58，通过激光掺杂后，实施例I正银下的方阻达到55. 29欧姆。对实施例I制备的选择性发射极电池进行性能测试，发现其光电转换效率达到17. 24%，
表I
权利要求
1.一种选择性发射极电池的制备方法，依次包括损伤层的去除及绒面制备、扩散制作p-n结、表面PSG的去除及周边p-n结的去除、钝化减反射层的制备、金属化、以及分选，其特征在于，在所述扩散制作P-n结步骤与所述表面PSG的去除及周边p-n结的去除步骤之间进一步包括激光掺杂制作选择性发射极的步骤。
2.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述激光掺杂制作选择性发射极的步骤包括 利用激光照射硅片上欲金属化的区域，使所述区域内所掺杂的磷元素富集，形成所述选择性发射极。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述激光的功率为40 60W，脉冲宽度为50 200ns，波长为532nm，频率为O 260KHz，光斑的直径为10Χ190μπι或270 X 270 μ m。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述激光的照射时间为O.5 2s。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述扩散制作P-n结的步骤中控制所述硅片的扩散方阻在90 100欧姆。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，通过调整所述激光能量的大小及频率控制经过所述激光辐射后的硅片方阻相对于所述激光辐照前降低35 45欧姆。
全文摘要
本发明公开了一种选择性发射极电池的制备方法。该方法依次包括损伤层的去除及绒面制备、扩散制作p-n结、表面PSG的去除及周边p-n结的去除、钝化减反射层的制备、金属化、以及分选，在扩散制作p-n结步骤与表面PSG的去除及周边p-n结的去除步骤之间进一步包括激光掺杂制作选择性发射极的步骤。应用本发明的技术方案，只需在现有的常规太阳能电池的制备工艺基础上添加一步激光掺杂制作选择性发射极的步骤，就可以完成选择性发射极电池的制备，工艺步骤简单，而且操作参数容易控制，适宜大规模的工业化生产。
文档编号H01L31/18GK102881770SQ201210369890
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者胡海波, 杨伟光, 贾财良, 翁浩 申请人:英利能源(中国)有限公司