一種se太陽能電池的製作方法

2023-05-15 03:13:21

一種se太陽能電池的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種SE太陽能電池，包括：第一類型半導體襯底；第二類型輕摻雜層，形成於所述第一類型半導體襯底表面；第二類型重摻雜層，包括若干分立排列的第二類型重摻雜區；所述第二類型重摻雜區形成於所述第二類型輕摻雜層中並深入所述第二類型輕摻雜層下方的第一類型半導體襯底內；若干上電極，形成於所述重摻雜層表面；減反射膜，形成於所述上電極之間的第二類型輕摻雜層表面；下電極，形成於所述第一類型半導體襯底背面；所述上電極與所述第二類型重摻雜層的接觸面為蜂窩狀絨面結構；所述上電極之間的第二類型輕摻雜層及減反射膜表面為金字塔絨面結構。本實用新型採用蜂窩狀/金字塔複合絨面結構，能同時降低接觸電阻並提高光吸收。
【專利說明】—種SE太陽能電池
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於太陽能電池【技術領域】，涉及一種SE太陽能電池。
【背景技術】
[0002]目前，發展高效電池技術是提高太陽能電池效率的關鍵。比較成熟的高效電池技術以選擇性發射極(selective emitter, SE)電池為主。SE電池是選擇性擴散電池，有兩個特徵:1)在柵線接觸區域(柵線下及其附近)形成高摻雜深擴散區；2)在光照區域形成低摻雜淺擴散區。通過對發射區選擇性摻雜，在柵線接觸區域和其他區域實現不同擴散方阻的效果，降低了串聯電阻。其中，金屬化區域(柵線接觸區)摻雜濃度高，結深大，燒結過程中金屬等雜質不易進入耗盡區形成深能級，反向漏電小，並聯電阻高；光照區域摻雜濃度低，短波響應好，短路電流高；橫向擴散高低結前場作用明顯，利於光生載流子收集等優點。
[0003]常規電池片製程(以P型矽片為例)包括以下工藝步驟:矽片-制絨-擴散-刻蝕-鍍膜-印刷-燒結。現有的幾種製作SE電池的方法如下:
[0004](I)常規擴散(輕擴散，高阻值)後在矽片正面沿細柵線進行雷射處理，使細柵線區域方阻低於其他區域，其他製程不變，以得到SE電池；
[0005](2)常規製程制絨，擴散(輕擴散，高阻值)，刻蝕，鍍膜後，沿細柵線區域噴磷漿，再用雷射處理進行二次擴散，然後絲網印刷，燒結得到SE電池。
[0006](3)常規製程制絨，擴散，刻蝕，鍍膜後，先沿細柵線印刷磷漿，再經過高溫在細柵線區域進行二次擴散，然後絲網印刷，燒結得到SE電池。
[0007]目前單晶電池制絨採用的是鹼制絨技術，形成金字塔結構；多晶電池制絨採用的是酸制絨技術，形成蜂窩狀的絨面結構；這兩種絨面結構對於印刷燒結時漿料和矽片的接觸性來說，多晶的蜂窩狀結構和正銀漿料的歐姆接觸較好，接觸電阻(Rs)較低，而單晶金字塔絨面結構的光吸收更好，轉換效率更高。二者性能不能兼顧。
[0008]因此，提供一種新的SE太陽能電池以同時提高光吸收率和降低接觸電阻，綜合提高電池性能實屬必要。
實用新型內容
[0009]鑑於以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在於提供一種SE太陽能電池，用於解決現有技術中的SE太陽能電池光吸收不好、電極接觸電阻高的問題。
[0010]為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種SE太陽能電池，包括:
[0011]第一類型半導體襯底；
[0012]第二類型輕摻雜層，形成於所述第一類型半導體襯底表面；
[0013]第二類型重摻雜層，包括若干分立排列的第二類型重摻雜區；所述第二類型重摻雜區形成於所述第二類型輕摻雜層中並深入所述第二類型輕摻雜層下方的第一類型半導體襯底內；
[0014]若干上電極，形成於所述重摻雜層表面；[0015]減反射膜，形成於所述上電極之間的第二類型輕摻雜層表面；
[0016]下電極，形成於所述第一類型半導體襯底背面；
[0017]所述上電極與所述第二類型重摻雜層的接觸面為蜂窩狀絨面結構；所述上電極之間的第二類型輕摻雜層及減反射膜表面為金字塔絨面結構。
[0018]可選地，所述第一類型半導體襯底為單晶矽襯底。
[0019]可選地，所述第二類型重摻雜區為長條狀。
[0020]可選地，所述減反射膜為氮化矽層。
[0021]可選地，所述第二類型輕摻雜層與所述第一類型半導體襯底之間形成第一 PN結，所述第二類型重摻雜層與所述第一類型半導體襯底之間形成第二 PN結，所述第二 PN結的結深大於所述第一 PN結的結深。
[0022]可選地，所述上電極的材料包括Ag ;所述下電極的材料包括Ag及Al中的一種或多種。
[0023]如上所述，本實用新型的SE太陽能電池，具有以下有益效果:本實用新型通過改善SE太陽能電池的絨面結構，形成蜂窩狀/金字塔複合絨面結構，從而提高SE太陽能電池的效率。本實用新型的SE太陽能電池中，上電極與半導體襯底的接觸面為蜂窩狀絨面結構，接觸更加良好，接觸電阻低，而光照區域表面為金字塔絨面結構，光吸收更好，從整體上提升電池光電轉換效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1顯示為本實用新型的SE太陽能電池的結構示意圖。
[0025]元件標號說明
[0026]I第一類型半導體襯底
[0027]2蜂窩狀絨面結構
[0028]3金字塔絨面結構
[0029]4第二類型輕摻雜層
[0030]5第二類型重摻雜層
[0031]6減反射膜
[0032]7上電極
[0033]8下電極
【具體實施方式】
[0034]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。
[0035]請參閱圖1。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構想，遂圖式中僅顯示與本實用新型中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為複雜。[0036]本實用新型提供一種SE太陽能電池，請參閱圖1，顯示為所述SE太陽能電池的結構示意圖，包括:
[0037]第一類型半導體襯底I ;
[0038]第二類型輕摻雜層4，形成於所述第一類型半導體襯底I表面；
[0039]第二類型重摻雜層5，包括若干分立排列的第二類型重摻雜區；所述第二類型重摻雜區形成於所述第二類型輕摻雜層4中並深入所述第二類型輕摻雜層4下方的第一類型半導體襯底I內；
[0040]若干上電極7，形成於所述第二類型重摻雜層5表面；
[0041]減反射膜6，形成於所述上電極7之間的第二類型輕摻雜層4表面；
[0042]下電極8，形成於所述第一類型半導體襯底I背面；
[0043]所述上電極7與所述第二類型重摻雜層5的接觸面為蜂窩狀絨面結構2 ;所述上電極7之間的第二類型輕摻雜層4及減反射膜6表面為金字塔絨面結構3。
[0044]具體的，所述半導體襯底I優選為單晶矽襯底。所述第一類型指的是摻雜類型，若第一類型定義為P型，則第二類型為N型，若第一類型定義為N型，則第二類型為P型。本實施例中，所述半導體襯底I以P型單晶矽襯底為例進行說明。
[0045]本實施例中，所述第二類型輕摻雜層4為磷摻雜，可通過對所述第一類型半導體襯底I進行整面輕摻雜得到，所述第二類型重摻雜層5可以利用輕摻雜過程中形成的磷矽玻璃層為雜質源，並利用雷射照射使磷元素被驅入上電極印刷區域實現重摻雜。雷射技術製作SE電池在工序上比常規SE電池工序要簡單，可實現低成本投入製造高效率電池。
[0046]具體的，所述第二類型重摻雜層5包括若干分立的長條狀的第二類型重摻雜區，各個第二類型重摻雜去之間可平行排列，當然，其排列方式可根據產品需求進行調整，此處不應過分限制本實用新型的保護範圍。
[0047]具體的，所述第二類型輕摻雜層4與所述第一類型半導體襯底I之間形成第一 PN結，所述第二類型重摻雜層5與所述第一類型半導體襯底I之間形成第二 PN結，所述第二PN結的結深大於所述第一 PN結的結深。所述第二類型重摻雜層5位於所述上電極7下方，其結深加深有利於降低反向漏電電流，並降低與金屬的接觸電阻。
[0048]具體的，所述下電極8的材料包括Ag及Al中的一種或多種，所述上電極7的材料包括Ag，可採用絲網印刷製作。本實用新型中蜂窩狀絨面結構2與金屬漿料的歐姆接觸較好，有利於降低矽片與所述上電極7之間的接觸電阻。而所述上電極7之間的所述金字塔絨面結構3又有利於提高吸光效率。
[0049]具體的，所述蜂窩狀絨面結構2可通過對所述第一類型半導體襯底I進行酸制絨形成。所述金字塔絨面結構3可在酸制絨後利用石蠟等掩模覆蓋上電極印刷區並對矽片進行鹼制絨形成，從而形成蜂窩狀/金字塔複合絨面結構。絨面結構利用陷光原理減少光的反射，形成對光的二次吸收或多次吸收，在制絨過程中，還可以去除矽片表面的機械損傷層，多孔矽和矽片上殘留的金屬雜質。由於所述減反射膜6形成於所述輕摻雜層表面，其表面也為金字塔絨面結構。
[0050]具體的，所述減反射膜6為氮化矽層，可以在絨面結構的基礎上進一步增加光的吸收，提高SE太陽能電池的效率。需要指出的是，所述減反射膜6可以僅形成於所述第二類型輕摻雜層4的金字塔絨面結構上，也可以不僅形成於所述第二類型輕摻雜層4的金字塔絨面結構上，還繼續往上電極印刷區域略微延伸，形成於所述第二類型重摻雜區兩端，這種情況下，所述減反射膜6兩端表面為蜂窩狀絨面結構，而所述上電極的縱截面為「T」型，依然可以達到降低接觸電阻的作用。
[0051 ] 本實用新型的SE太陽能電池具有蜂窩狀/金字塔複合絨面結構，不僅可以保證電極區域具有較低的接觸電阻，還可以保證光照區域具有良好的光吸收能力，從而在整體上提升SE太陽能電池的效率。
[0052]綜上所述，本實用新型的SE太陽能電池通過改善絨面結構，形成蜂窩狀/金字塔複合絨面結構，從而從整體上提高SE太陽能電池的效率。本實用新型的SE太陽能電池中，上電極與半導體襯底的接觸面為蜂窩狀絨面結構，接觸更加良好，接觸電阻低，而光照區域表面為金字塔絨面結構，光吸收更好，電池光電轉換效率高。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0053]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種SE太陽能電池，包括: 第一類型半導體襯底； 第二類型輕摻雜層，形成於所述第一類型半導體襯底表面； 第二類型重摻雜層，包括若干分立排列的第二類型重摻雜區；所述第二類型重摻雜區形成於所述第二類型輕摻雜層中並深入所述第二類型輕摻雜層下方的第一類型半導體襯底內； 若干上電極，形成於所述重摻雜層表面； 減反射膜，形成於所述上電極之間的第二類型輕摻雜層表面； 下電極，形成於所述第一類型半導體襯底背面； 其特徵在於: 所述上電極與所述第二類型重摻雜層的接觸面為蜂窩狀絨面結構；所述上電極之間的第二類型輕摻雜層及減反射膜表面為金字塔絨面結構。
2.根據權利要求1所述的SE太陽能電池，其特徵在於:所述第一類型半導體襯底為單晶桂襯底。
3.根據權利要求1所述的SE太陽能電池，其特徵在於:所述第二類型重摻雜區為長條狀。
4.根據權利要求1所述的SE太陽能電池，其特徵在於:所述減反射膜為氮化矽層。
5.根據權利要求1所述的SE太陽能電池，其特徵在於:所述第二類型輕摻雜層與所述第一類型半導體襯底之間形成第一 PN結，所述第二類型重摻雜層與所述第一類型半導體襯底之間形成第二 PN結，所述第二 PN結的結深大於所述第一 PN結的結深。
【文檔編號】H01L31/0236GK203607424SQ201320673519
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】童銳, 張小剛, 儲鳳舞, 楊大誼 申請人:太極能源科技（崑山）有限公司