專利名稱：一種一次擴散實現選擇性發射區制備的方法
技術領域：
本發明公開一種一次擴散實現選擇性發射區制備的方法，屬于太陽能電池的生產技術方法領域。
背景技術：
為進一步提高晶體硅太陽能電池的轉換效率，各個科研機構和晶體硅太陽能電池生產廠家都在開發選擇性發射區制造工藝來提高太陽能電池的光學利用和電學性能。目前已有的實現選擇性發射區的方法有
(1)利用光刻技術制作電極窗口。此工藝主要過程在硅片表面熱氧化生長二氧化硅層，然后光刻形成電極窗口，進行高濃度摻雜擴散，然后去掉二氧化硅層，再進行低濃度摻雜擴散，形成選擇性發射區。但此方法所需設備昂貴、成本高。(2)腐蝕氧化膜后擴散形成選擇性發射區。此工藝過程先在生長了二氧化硅薄膜的硅片上印刷腐蝕性漿料，腐蝕出柵線形狀后進行磷重擴散，然后將氧化膜洗掉后再進行淺擴散，形成選擇性發射區。目前此方法已用于工業生產，但是仍需兩次擴散，工藝較為復
ο(3)在電極區印刷高濃度磷漿料后進行擴散。此工藝過程將磷漿按照電極圖案印刷到硅片表面，然后在擴散爐中擴散，高濃度磷漿在擴撒過程會推進到非印刷區，形成高低濃度的摻雜。但是此方法得到的選擇性發射區均勻性較差，離磷漿近的區域擴散濃度高，遠的地方擴散濃度低。
發明內容
為解決上述問題，本發明提供一種工藝簡單、生產成本低、無需增加額外設備且能提高太陽能電池光電轉換效率的一次擴散實現選擇性發射區制備的方法。為實現上述目的，本發明所采用的技術方案為
一種一次擴散實現選擇性發射區制備的方法，包括如下步驟將制絨后的硅片進行均勻的高濃度擴散，在擴散后硅片表面的PSG層(磷硅玻璃層)的非電極區上印刷腐蝕性漿料，加熱后腐蝕性漿料會腐蝕擴散區，然后用堿溶液清洗掉殘余的腐蝕性漿料，用腐蝕性漿料腐蝕掉的非電極區即為低濃度擴散區，而未被腐蝕的電極區即為高濃度擴散區。作為上述方案進一步設置，所述硅片為P型單晶或者多晶硅片，其電阻率是0. 3 10 Ω · cm。所述腐蝕性漿料印刷后的厚度為Γ7 μ m。所述腐蝕性漿料腐蝕作用的加熱溫度為15(T300°C，腐蝕時間為0. 5lmin。所述堿溶液為KOH溶液或者NaOH溶液，濃度為0. lwt%^5wt%,堿溶液的溫度為30 40°C。所述腐蝕性漿料在非電極區上印刷時，采用的網版規格為325目、線徑23μπι。本發明一種一次擴散實現選擇性發射區制備的方法，經腐蝕性漿料腐蝕后的方塊電阻控制在6(Γ120Ω / □，電極區的擴散薄層電阻控制在3(Γ55Ω / 口。本發明采用的技術方案無需增加額外的設備，腐蝕性漿料腐蝕過程精確可控，腐蝕溫度低，工藝簡單，成本低，且能提高太陽能電池光電轉換效率。以下結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。
圖1為本發明一種一次擴散實現選擇性發射區制備的方法的工藝流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明一種一次擴散實現選擇性發射區制備的方法，包括如下步驟將制絨后的硅片進行均勻的高濃度擴散，在擴散后硅片表面的PSG層的非電極區上印刷腐蝕性漿料，加熱后腐蝕性漿料會腐蝕擴散區，然后用堿溶液清洗掉殘余的腐蝕性漿料，用腐蝕性漿料腐蝕掉的非電極區即為低濃度擴散區，而未被腐蝕的電極區即為高濃度擴散區。然后進行后續太陽能電池工藝邊緣刻蝕，去PSG清洗，PECVD沉積減反射和鈍化膜，絲網印刷正面和背面電極，高溫燒結。這里采用的硅片是P型單晶硅或多晶硅，電阻率0.3 10 Ω.Cm。低濃度擴散區的制備利用腐蝕性漿料印刷在PSG層上，腐蝕性漿料印刷后的厚度為Γ7μπι，然后進行加熱腐蝕，腐蝕時間為0.5 3min，腐蝕溫度為150°C 300°C。通過控制溫度和時間，可以精確的控制腐蝕區域的方塊電阻在6(Γ120Ω / □之間。然后用KOH溶液或者NaOH溶液對殘余的腐蝕性漿料進行清洗，溶液的濃度為0. lwt9T0. 5wt%,溫度為3(T40°C。腐蝕性漿料在非電極區上印刷時，采用的網版規格為325目、線徑23μπι。用這種方法制備的選擇性發射區結構，避免了兩次擴散的復雜工藝，省去一次高溫過程，無需增加額外的設備，腐蝕性漿料腐蝕過程精確可控，腐蝕溫度低，工藝簡單，成本低。下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。實施例1
選擇P型單晶硅片，硅片的體電阻率為1 Ω-Cm0硅片經過常規的去損傷層和制絨工序后，進行重擴散得到50Ω / □的方塊電阻。然后通過絲網印刷工藝在硅片的非電極圖案區印刷腐蝕性漿料(腐蝕性漿料制造商為Merck，型號為isishape SmartEtch),印刷采用的網版規格為325目、線徑23 μ m、膜厚5 μ m，腐蝕性漿料印刷后厚度為5 μ m。將印刷了腐蝕性漿料的硅片在210°C環境中恒溫1. 5min，在此過程中，印刷了腐蝕性漿料的區域會被腐蝕掉，被腐蝕區域的方塊電阻110 Ω / 口。之后用30°C的0. 5wt%的NaOH溶液清洗去掉硅片上殘余的腐蝕性漿料，然后用去離子水清洗。再按照工藝要求進行邊緣刻蝕，去PSG，PECVD鍍膜，絲網印刷與燒結等工序。采用該方法制備的選擇性發射區的電池片的光電轉換效率在18. 5-18. 7%，相比僅進行重擴散得到50Ω / □的方塊電阻制備的電池片的光電轉換效率有0. 4-0. 5%左右的提升。實施例2
選擇P型單晶硅片，硅片的體電阻率為3 Ω-Cm0硅片經過常規的去損傷層和制絨工序后，進行重擴散得到45Ω / □的方塊電阻。然后通過絲網印刷工藝在硅片的非電極圖案區印刷腐蝕性漿料(腐蝕性漿料制造商為Merck，型號為isishape SmartEtch),印刷采用的網版規格為325目、線徑23 μ m、膜厚6 μ m，腐蝕性漿料印刷后厚度為6 μ m。將印刷了腐蝕性漿料的硅片在180°C環境中恒溫2min，在此過程中，印刷了腐蝕性漿料的區域會被腐蝕掉，被腐蝕區域的方塊電阻90 Ω / 口。之后用40°C的0. 5wt%的NaOH溶液清洗去掉硅片上殘余的腐蝕性漿料，然后用去離子水清洗。再按照工藝要求進行邊緣刻蝕，去PSG，PECVD鍍膜，絲網印刷與燒結等工序。采用該方法制備的選擇性發射區的硅片的光電轉換效率在18. 3-18.6%，相比僅進行重擴散得到45 Ω / □的方塊電阻制備的電池片的光電轉換效率有0. 4-0. 5%左右的提升。實施例3
選擇P型單晶硅片，硅片的體電阻率為6 Ω -Cm0硅片經過常規的去損傷層和制絨工序后，進行重擴散得到40Ω / □的方塊電阻。然后通過絲網印刷工藝在硅片的非電極圖案區印刷腐蝕性漿料(腐蝕性漿料制造商為Merck，型號為isishape SmartEtch),印刷采用的網版規格為325目、線徑23 μ m、膜厚6 μ m，腐蝕性漿料印刷后厚度為6 μ m。將印刷了腐蝕性漿料的硅片在250°C環境中恒溫lmin，在此過程中，印刷了腐蝕性漿料的區域會被腐蝕掉，被腐蝕區域的方塊電阻80 Ω / 口。之后用40°C的0. 5wt%的NaOH溶液清洗去掉硅片上殘余的腐蝕性漿料，然后用去離子水清洗。再按照工藝要求進行邊緣刻蝕，去PSG，PECVD鍍膜，絲網印刷與燒結等工序。采用該方法制備的選擇性發射區的硅片的光電轉換效率在18. 0-18.4%，相比僅進行重擴散得到40 Ω / □的方塊電阻制備的電池片的光電轉換效率有0. 4-0. 6%左右的提升。實施例4
選擇P型單晶硅片，硅片的體電阻率為10 Ω ·_。硅片經過常規的去損傷層和制絨工序后，進行重擴散得到30Ω / □的方塊電阻。然后通過絲網印刷工藝在硅片的非電極圖案區印刷腐蝕性漿料(腐蝕性漿料制造商為Merck，型號為isishape SmartEtch),印刷采用的網版規格為325目、線徑23 μ m、膜厚7 μ m，腐蝕性漿料印刷后厚度為7 μ m。將印刷了腐蝕性漿料的硅片在150°C環境中恒溫3min，在此過程中，印刷了腐蝕性漿料的區域會被腐蝕掉，被腐蝕區域的方塊電阻60Ω / 口。之后用35°C的2wt%&K0H溶液清洗去掉硅片上殘余的腐蝕性漿料，然后用去離子水清洗。再按照工藝要求進行邊緣刻蝕，去PSG，PECVD鍍膜，絲網印刷與燒結等工序。采用該方法制備的選擇性發射區的硅片的光電轉換效率在17.5-18%，相比僅進行重擴散得到30Ω / □的方塊電阻制備的電池片的光電轉換效率有0.3-0. 6%左右的提升。實施例5
選擇P型單晶硅片，硅片的體電阻率為0. 3 Ω-Cm0硅片經過常規的去損傷層和制絨工序后，進行重擴散得到陽0 / □的方塊電阻。然后通過絲網印刷工藝在硅片的非電極圖案區印刷腐蝕性漿料(腐蝕性漿料制造商為Merck，型號為isishape SmartEtch),印刷采用的網版規格為325目、線徑23 μ m、膜厚4 μ m，腐蝕性漿料印刷后厚度為4 μ m。將印刷了腐蝕性漿料的硅片在300°C環境中恒溫lmin，在此過程中，印刷了腐蝕性漿料的區域會被腐蝕掉，被腐蝕區域的方塊電阻90 Ω / 口。之后用35°C的5wt%&K0H溶液清洗去掉硅片上殘余的腐蝕性漿料，然后用去離子水清洗。再按照工藝要求進行邊緣刻蝕，去PSG，PECVD鍍膜，絲網印刷與燒結等工序。采用該方法制備的選擇性發射區的硅片的光電轉換效率在17. 2-17.8%，相比僅進行重擴散得到55 Ω / □的方塊電阻制備的電池片的光電轉換效率有0. 3-0. 6%左右的提升。 上述實施例僅用于解釋說明本發明的發明構思，而非對本發明權利保護的限定，凡利用此構思對本發明進行非實質性的改動，均應落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種一次擴散實現選擇性發射區制備的方法，其特征在于包括如下步驟將制絨后的硅片進行均勻的高濃度擴散，在擴散后硅片表面的PSG層的非電極區上印刷腐蝕性漿料，加熱后腐蝕性漿料會腐蝕擴散區，然后用堿溶液清洗掉殘余的腐蝕性漿料，用腐蝕性漿料腐蝕掉的非電極區即為低濃度擴散區，而未被腐蝕的電極區即為高濃度擴散區。
2.如權利要求1所述的一種一次擴散實現選擇性發射區制備的方法，其特征在于所述硅片為P型單晶或者多晶硅片，其電阻率是0. 3^10 Ω · cm。
3.如權利要求1所述的一種一次擴散實現選擇性發射區制備的方法，其特征在于所述腐蝕性漿料印刷后的厚度為Γ7 μ m。
4.如權利要求1所述的一種一次擴散實現選擇性發射區制備的方法，其特征在于所述腐蝕性漿料腐蝕作用的加熱溫度為15(T300°C，腐蝕時間為0. 5lmin。
5.如權利要求1所述的一種一次擴散實現選擇性發射區制備的方法，其特征在于所述堿溶液為KOH溶液或者NaOH溶液，濃度為0. lwt%^5wt%,堿溶液的溫度為3(T40°C。
6.如權利要求1所述的一種一次擴散實現選擇性發射區制備的方法，其特征在于所述腐蝕性漿料在非電極區上印刷時，采用的網版規格為325目、線徑23μπι。
全文摘要
本發明涉及太陽能電池的生產方法技術領域，公開一種一次擴散實現選擇性發射區制備的方法。它的工藝步驟如下將制絨后的硅片進行均勻的高濃度擴散，在擴散后硅片表面的PSG層的非電極區上印刷腐蝕性漿料，加熱后腐蝕性漿料會腐蝕擴散區，然后用堿溶液清洗掉殘余的腐蝕性漿料，用腐蝕性漿料腐蝕掉的非電極區即為低濃度擴散區，而未被腐蝕的電極區即為高濃度擴散區。該工藝避免了兩次擴散復雜工藝，省去一次高溫過程，無需增加額外的設備，腐蝕性漿料腐蝕過程精確可控，腐蝕溫度低，工藝簡單，成本低，且能提高太陽能電池光電轉換效率，能夠適用于大規模生產。
文檔編號H01L31/18GK102394257SQ201110364688
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者金若鵬 申請人:浙江向日葵光能科技股份有限公司