專利名稱：一種太陽能電池制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體制作技術領域，更具體的說是涉及一種太陽能電池制作方法。
背景技術：
太陽能電池是是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置，其通常以硅片為載體，制作材料主要以半導體材料為基礎。太陽能電池制作工藝通常包括制作PN結、正電極、背電極以及背電場等操作，PN 結是指通過摻雜工藝，將P (Positive，帶正電的)型半導體和N(Negative，帶負電的)型半導體制作在同一半導體基片上時，在交界面所形成的空間電荷區，太陽光照在PN結上時， 即形成空穴-電子對，電子由P型區流向N型區，即形成電流。背電場是指通過在太陽能電池中增加一濃摻雜層，形成的內建電場，通過背電場可以提高太陽能電池的轉換效率。現有的一種太陽能電池制作方法中，以選擇P型半導體作為硅片襯底為例，首先通過磷擴散使P型半導體一面變成N型，形成PN結；然后經過刻蝕、鍍膜等操作后，先在硅片襯底背面，也即P型層一面，絲網印刷背電極，然后在絲網印刷背電場，之后硅片襯底正面再絲網印刷正電極；最后經過高溫燒結即形成背電場、背電極以及正電極。現有方法中， 背電場是通過鋁漿印刷燒結形成的，工藝雖然簡單，但是采用鋁漿印刷的方式，由于鋁漿的存在，增加了串聯電阻，且容易導致漏電流增加，使得并聯電阻減少，因此會降低太陽能電池的效率，降低了電池的性能。
發明內容
有鑒于此，本發明提供一種太陽能電池制作方法，用以解決現有技術中采用鋁漿印刷背電場，導致太陽能電池效率較低的問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案一種太陽能電池制作方法，包括將制絨后的硅片襯底的第一表面進行硼擴散，與所第一表面對應的第二表面進行磷擴散；在所述硅片襯底進行硼擴散的一面制作第一電極，以及在所述硅片襯底進行磷擴散的一面制作第二電極。優選地，所述硅片襯底具體為P型硅片，則所述將制絨后的硅片襯底的第一表面進行硼擴散，與所第一表面對應的第二表面進行磷擴散包括將制絨后的P型硅片的第一表面拋光，并進行硼擴散，形成背電場；將形成背電場的P型硅片的第二表面拋光，進行磷擴散，形成PN結；則所述第一電極具體為太陽能電池負電極，所述第二電極具體為太陽能電池正電極。優選地，所述將制絨后的P型硅片第一表面拋光，進行硼擴散具體為將制絨后的P型硅片第一表面拋光，并進行烘片；
在所述P型硅片拋光面上涂覆硼擴乳膠源，并進行烘焙；按照預設的擴散參數值，進行擴散，形成背電場，所述擴散參數包括溫度、時間以
及通氧量。優選地，所述擴散溫度為1100攝氏度，擴散時間為2小時，通氧量為3升每分鐘。優選地，所述烘焙溫度為80攝氏度 85攝氏度，烘焙時間為25秒。優選地，所述在所述硅片襯底進行硼擴散的一面制作第一電極，以及在所述硅片襯底進行磷擴散的一面制作第二電極之前還包括將擴散后的硅片進行邊緣刻蝕，并將硅片沉積減反射膜。優選地，所述在所述硅片襯底進行硼擴散的一面制作第一電極，以及在所述硅片襯底進行磷擴散的一面制作第二電極包括在所述硅片襯底進行硼擴散的一面絲網印刷第一電極，以及在所述硅片襯底進行磷擴散的一面絲網印刷第二電極；將絲網印刷第一電極以及第二電極后的硅片襯底進行燒結。優選地，所述硅片襯底具體為P型硅片，則所述將制絨后的硅片襯底第一表面進行硼擴散，與所第一表面對應的第二表面進行磷擴散包括將制絨后的P型硅片第二表面拋光，并進行磷擴散，形成PN結；將形成PN結的P型硅片上的第一表面拋光，進行硼擴散，形成背電場；則所述第一電極具體為太陽能電池負電極，所述第二電極具體為太陽能電池正電極。優選地，所述硅片襯底具體為N型硅片，則所述將制絨后的硅片襯底第一表面進行硼擴散，與所第一表面對應的第二表面進行磷擴散包括將制絨后的N型硅片第二表面拋光，進行磷擴散，形成背電場；將形成背電場的N型硅片的第一表面拋光，進行硼擴散，形成PN結；則所述第一電極具體為太陽能電池正電極，所述第二電極為太陽能電池負電極。優選地，所述硅片襯底具體為N型硅片，則所述在制絨后的硅片襯底第一表面進行磷擴散，與所第一表面對應的第二表面進行硼擴散包括將制絨后的N型硅片第一表面拋光，進行硼擴散，形成PN結；將形成PN結的N型硅片的第二表面拋光，進行磷擴散，形成背電場；則所述第一電極具體為太陽能電池正電極，所述第二電極為太陽能電池負電極經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明提供了一種太陽能電池制作方法，將制絨后的硅片襯底第一表面進行硼擴散，與所述第一表面對應的第二表面進行磷擴散，形成背電場和PN結，然后在制作太陽能電池的第一電極和第二電極，通過硼擴散或者磷擴散的方式制作背電場，使得所形成的背電場的摻雜濃度要來的更高，從而能阻止更多的光生載流子向背電場摻雜區運動，提高了光生載流子的收集幾率，增加了載流子的擴散長度，提高了電池的效率，避免了采用鋁漿制作背電場使得電池串聯電阻增加、漏電流增加等導致的太陽能電池效率低的問題。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明一種太陽能電池制作方法實施例1的流程圖；圖2為本發明一種太陽能電池制作方法實施例2的流程圖；圖3為本發明一種太陽能電池制作方法實施例3的流程圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發明實施例公開了一種太陽能電池制作方法，將選擇的硅片襯底制絨后，在其第一表面進行硼擴散，對應第一表面的第二表面進行磷擴散，分別形成背電場和PN結，然后在制作電池電極。由于硼以及磷在硅中的固容度較高，因此所形成的背電場的摻雜濃度要來的更高，從而能阻止更多的光生載流子向背電場摻雜區運動，以此提高光生載流子的收集幾率，增加了載流子的擴散長度，因此可以提高電池的效率，且避免了采用鋁漿制作背電場使得電池的串聯電阻增加、漏電流增加等導致太陽能電池效率降低的問題，同時還避免了鋁漿對燒結爐的污染。參見圖1，示出了本發明一種太陽能電磁制作方法實施例1的流程圖，所述方法可以包括步驟101 將制絨后的硅片襯底的第一表面進行硼擴散，與所第一表面對應的第二表面進行磷擴散。所述的硅片襯底可以是指P (Positive，帶正電的)型硅片，也可以是N(Negative， 帶負電的)型硅片。需要說明的是，所述的第一表面以及與所述第一表面對應的第二表面，分別是指硅片襯底相對應的兩個表面，所述的“第一”和“第二”只是用于區分硅片襯底對應的兩個面，并不是對硅片襯底表面的限定。任選硅片襯底的一個表面為第一表面，則對應的另一表面即定義為第二表面。硅片是太陽能電池片的載體，在進行制作前首先對硅片進行質量檢測，之后將硅片表面的損傷污染層刻蝕掉后，進行正常制絨，具體可以利用硅的各向異性腐蝕，在硅表面形成起伏不平的絨面。由于入射光在表面經過多次反射和折射，絨面可以增加光的吸收，提高了電池的短路電流和轉換效率。當所述硅片襯底為P型硅片，在其第一表面進行硼擴散，將硼擴散至硅片內部，形成硼摻雜層，形成背電場。在其第二表面進行磷擴散，將磷擴散至硅片內部，增加磷摻雜層， 形成PN結。PN結是太陽能電池實現光能到電能轉化所必須的，P型硅片通過磷擴散后，可以形成空間電荷區，形成PN結。背電場即為電池片的附加電場，增加背電場可以提高電池的效率。在PN結處形成的是由N區指向P區的電場，N區即是指形成的磷摻雜層，P區為P 型硅片區。而P型硅片進行硼擴散后，增加了硼摻雜層，形成P+區，在硅片襯底第一表面處形成P+-P結構，在P+-P界面處，即會產生由P區指向P+區的背電場，其與PN結形成的電場方向相同，因此可以提高電池的開路電壓。當所述硅片襯底為N型硅片時，在其第一表面進行硼擴散后，增加硼摻雜層，形成的是PN結，在其第二表面進行磷擴散后，增加磷摻雜層，形成的是背電場，PN結處形成由P 區指向N區的電場，背電場處通過磷摻雜，增加磷摻雜層，形成N+區，在硅片襯底第二表面處形成N+-N結構，在N+-N界面處，即會產生由N區指向N+的背電場，其與PN結形成的電場方向相同，因此可以提高電池的開路電壓。需要說明的是，本發明并不限定磷擴散和硼擴散的順序，可以先進行磷擴散，然后在進行硼擴散，也可以先進行硼擴散，在進行磷擴散。通過硼擴散或者磷擴散所形成的背電場，由于硼以及磷在硅中的固容度較高，因此所形成的背電場的摻雜濃度更高，從而能阻止更多的光生載流子向背電場摻雜區運動， 以此提高光生載流子的收集幾率，增加了載流子的擴散長度，因此可以提高電池的效率。步驟102 在所述硅片襯底進行硼擴散的一面制作第一電極，以及在所述硅片襯底進行磷擴散的一面制作第二電極。硅片襯底完成磷擴散以及硼擴散，形成PN結和背電場后，即可絲印電極，以便將轉換的電流導出。制作電極采用絲網印刷漿料并燒結的方式，漿料選用銀漿。絲網印刷后的硅片，不能直接使用，需經燒結爐快速燒結，將有機樹脂粘合劑燃燒掉。當所述硅片襯底為P型硅片時，所述的第一電極為形成的太陽能電池的負電極， 所述的第二電極為形成的太陽能電池的正電極。當所述硅片襯底為N型硅片時，所述的第一電極為形成的太陽能電池的正電極， 所述的第二電極為形成的太陽能電池的負電極。由于無需絲印鋁漿制作背電場，使得背電場處制作的電極和硅片可以直接接觸， 因此降低了電極與硅片的接觸電阻，從而降低了電池的串聯電阻，因此可以提高電池片的效率。在本實施例中，通過硼擴散或者磷擴散的方式形成背電場，增加了形成背電場摻雜層的濃度，因此可以提高太陽能電池的效率，且降低了電池的串聯電阻，進一步提高了太陽能電池的效率。參見圖2，示出了本發明一種太陽能電池制作方法實施例2的流程圖，本實施例2 以硅片襯底為P型硅片為例來詳細描述該太陽能電池的制作過程，所述方法可以包括步驟201 將制絨后的P型硅片的第一表面拋光，并進行硼擴散，形成背電場。太陽光進入電池片后，需要保證光能反射后內部，而不是折射出去，因此將制作背電場的第一表面進行拋光，使得光線能夠較多的反射回電池片內部。進行硼擴散的具體過程為首先制絨后P型硅片的第一表面拋光，并進行烘片。烘片是為了保證硅片表面的干燥，提高硼擴散乳膠與硅片的粘附度。然后將P型硅片的拋光面上涂覆硼擴乳膠源，并進行烘焙。所述涂覆硼擴乳膠源具體是利用涂覆機，采用軌道涂覆的方式。為了將乳膠源中的有機成分揮發出去，涂覆乳膠源后，需要進行烘焙，烘焙溫度選擇80攝氏度 85攝氏度，烘焙時間為25秒。之后按照預設的擴散參數，進行擴散，將硼擴散至硅片內部，形成背電場，所述擴散參數包括溫度、時間以及通氧量。采用硼擴乳膠源，所述的擴散溫度具體可以為1100攝氏度，高溫擴散。擴散時間可以為2小時，通氧量可以為3升每分鐘。需要說明的是，所述預設的擴散參數是根據實際情況具體設定的，其與硼擴散的原料、擴散設備以及太陽能電池的制作工藝順序相關。在進行擴散時，采用面對面擴散方式，即硅片的第一表面對應另一硅片的第一表面，以防止乳膠源揮發，影響硅片第二表面。步驟202 將形成背電場的P型硅片的第二表面拋光，進行磷擴散，形成PN結。制作后背電場后，再將P型硅片中第一表面所對應的第二表面進行拋光，以去除揮發至第二表面的乳膠源，然后進行磷擴散，在第二表面處形成磷摻雜層，制作出PN結。擴散方式也采用面對面方式。制作PN結的具體過程與現有技術相同，在此不再贅述。步驟203 將擴散后的硅片進行邊緣刻蝕，并將硅片沉積減反射膜。由于硅片經過硼擴散和磷擴散后，在硅片的邊緣處不可避免的會擴散上硼和磷， 容易發生短路現象。因此需要對擴散后的硅片進行邊緣刻蝕，去除邊緣擴散上的硼和磷。邊緣刻蝕具體可以采用等離子刻蝕技術。為了減少硅表面的反射，提高電池的轉換效率，還需要將硅片的所有表面沉積一層減反射膜，具體為氮化硅膜。具體可以采用PECVD設備制備減反射膜。PECVD即等離子增強型化學氣相沉積。步驟204:在所述P型硅片進行硼擴散的一面絲網印刷第一電極，以及在所述P型硅片進行磷擴散的一面絲網印刷第二電極。所述P型硅片進行硼擴散和磷擴散，形成背電場和PN結，并沉積減反射膜后，即可制作電池電極，具體采用絲網印刷漿料的方式，漿料選用銀漿。在P型硅片進行硼擴散的一面，即在形成的硼摻雜層上絲網印刷第一電極，形成電池負電極。在進行磷擴散的一面，即在形成的磷摻雜層上絲網印刷第二電極，形成電池正電極。步驟205 將絲網印刷第一電極以及第二電極后的P型硅片進行燒結。將形成第一電極以及第二電極的硅片置于燒結爐中進行快速燒結，將有機樹脂粘合劑燃燒掉，只剩下銀電極，使得電極和硅片形成合金，完成太陽能電池的制作。 在本實施例中，首先選擇P型硅片的一面進行硼擴散，形成背電場。然后再將制作后背電場的P型硅片另一面進行磷擴散，制作PN結，最后再絲印制作第一電極和第二電極， 采用硼擴散的方式形成背電場，由于高溫下，硼在硅中的固容度比鋁在硅中的固容度要高， 例如1200攝氏度時硼的固容度約為鋁的M倍，因此形成的背電場的P+區的摻雜濃度要高，從而可以阻止更多的光生載流子向P+區運動，以此提高收集光生載流子的幾率，同時還降低了制作電極時，銀漿與硅的接觸電阻，降低了串聯電阻，提高了電池片效率。且還避免了對燒結爐的污染。 作為另一個實施例，還可以先將P型硅片進行磷擴散形成PN結，然后在進行硼擴散形成背電場，最后在絲網印刷電池電極，具體的操作過程與實施例2相似，其中進行擴散時選擇的參數值可以不同，以能夠實現最佳擴散即可。參見圖3，示出了本發明一種太陽能電池制作方法實施例3的流程圖，本實施例3 以硅片襯底為N型硅片為例，詳細描述該太陽能電池的制作過程，所述方法可以包括步驟301 將制絨后的N型硅片第二表面拋光，進行磷擴散，形成背電場。為了與上述實施例進行區分，本實施例中仍采用第二表面的描述形式，該第二表面可以是N型硅片對應的兩表面中的任意一表面，所述第二表面并不是具體的限制。其形成背電場的具體過程可以為將制絨后的N型硅片第二表面拋光，并進行烘片；在所述N型硅片拋光面上涂覆磷源，并進行烘焙；按照預設的溫度、時間以及通氧量進行擴散，形成背電場。所述的預設的溫度、時間以及通氧量的具體參數數值根據實際情況具體設定，以能夠滿足最佳擴散。步驟302 將形成背電場的N型硅片的第一表面拋光，進行硼擴散，形成PN結。所述第一表面為與所述第二表面對應的表面。將該第一表面拋光后，進行硼擴散，具體可以是利用涂覆機涂覆硼擴乳膠源，然后烘焙后，按照預設的硼擴散參數進行擴散，以形成PN結。需要說明的是，本實施例與上述實施例2所述的進行磷擴散和進行硼擴散具體的方式可以相同，只是擴散要求的參數值不同，所述的擴散參數值可以根據實際情況具體設定，以能夠實現擴散即可。步驟303 將擴散后的硅片進行邊緣刻蝕，并將硅片沉積減反射膜。步驟304 在所述N型硅片進行硼擴散的一面絲網印刷第一電極，以及在所述N型硅片進行磷擴散的一面絲網印刷第二電極。所述N型硅片進行硼擴散和磷擴散，形成背電場和PN結，并沉積減反射膜后，即可制作電池電極，具體采用絲網印刷漿料的方式，漿料選用銀漿。在N型硅片進行硼擴散的一面，即在形成的硼摻雜層上絲網印刷第一電極，形成電池正電極。在進行磷擴散的一面，即在形成的磷摻雜層上絲網印刷第二電極，形成電池負電極。步驟305 將絲網印刷第一電極以及第二電極后的N型硅片進行燒結。在本實施例中，首先選擇N型硅片的一面進行磷擴散，形成背電場。然后再將制作后背電場的N型硅片另一面進行硼擴散，制作PN結，最后再絲印制作第一電極和第二電極， 采用磷擴散的方式形成背電場，由于磷在硅中的固容度比鋁在硅中的固容度要高，因此所形成的背電場的N+區的濃度要高，因此可以提高電池的效率，同時還降低了制作電極時， 銀漿與硅的接觸電阻，降低了串聯電阻，進一步提高了電池片效率。且還避免了對燒結爐的污染。作為另一個實施例，還可以首先將N型硅片進行磷擴散形成PN結，然后在進行硼擴散形成背電場，最后在絲網印刷電池電極，具體的操作過程與實施例3相似，其中進行擴散時選擇的參數值可以不同，以能夠實現最佳擴散即可。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種太陽能電池制作方法，其特征在于，包括將制絨后的硅片襯底的第一表面進行硼擴散，與所第一表面對應的第二表面進行磷擴散；在所述硅片襯底進行硼擴散的一面制作第一電極，以及在所述硅片襯底進行磷擴散的一面制作第二電極。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅片襯底具體為P型硅片，則所述將制絨后的硅片襯底的第一表面進行硼擴散，與所第一表面對應的第二表面進行磷擴散包括將制絨后的P型硅片的第一表面拋光，并進行硼擴散，形成背電場；將形成背電場的P型硅片的第二表面拋光，進行磷擴散，形成PN結；則所述第一電極具體為太陽能電池負電極，所述第二電極具體為太陽能電池正電極。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述將制絨后的P型硅片第一表面拋光， 進行硼擴散具體為將制絨后的P型硅片第一表面拋光，并進行烘片； 在所述P型硅片拋光面上涂覆硼擴乳膠源，并進行烘焙；按照預設的擴散參數值，進行擴散，形成背電場，所述擴散參數包括溫度、時間以及通氧量。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述擴散溫度為1100攝氏度，擴散時間為 2小時，通氧量為3升每分鐘。
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述烘焙溫度為80攝氏度 85攝氏度， 烘焙時間為25秒。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述硅片襯底進行硼擴散的一面制作第一電極，以及在所述硅片襯底進行磷擴散的一面制作第二電極之前還包括將擴散后的硅片進行邊緣刻蝕，并將硅片沉積減反射膜。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述硅片襯底進行硼擴散的一面制作第一電極，以及在所述硅片襯底進行磷擴散的一面制作第二電極包括在所述硅片襯底進行硼擴散的一面絲網印刷第一電極，以及在所述硅片襯底進行磷擴散的一面絲網印刷第二電極；將絲網印刷第一電極以及第二電極后的硅片襯底進行燒結。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅片襯底具體為P型硅片，則所述將制絨后的硅片襯底第一表面進行硼擴散，與所第一表面對應的第二表面進行磷擴散包括將制絨后的P型硅片第二表面拋光，并進行磷擴散，形成PN結；將形成PN結的P型硅片上的第一表面拋光，進行硼擴散，形成背電場；則所述第一電極具體為太陽能電池負電極，所述第二電極具體為太陽能電池正電極。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅片襯底具體為N型硅片，則所述將制絨后的硅片襯底第一表面進行硼擴散，與所第一表面對應的第二表面進行磷擴散包括將制絨后的N型硅片第二表面拋光，進行磷擴散，形成背電場； 將形成背電場的N型硅片的第一表面拋光，進行硼擴散，形成PN結； 則所述第一電極具體為太陽能電池正電極，所述第二電極為太陽能電池負電極。
10.根據權利要求1所述，其特征在于，所述硅片襯底具體為N型硅片，則所述在制絨后的硅片襯底第一表面進行磷擴散，與所第一表面對應的第二表面進行硼擴散包括 將制絨后的N型硅片第一表面拋光，進行硼擴散，形成PN結； 將形成PN結的N型硅片的第二表面拋光，進行磷擴散，形成背電場； 則所述第一電極具體為太陽能電池正電極，所述第二電極為太陽能電池負電極。
全文摘要
本發明提供了一種太陽能電池制作方法，所述方法包括將制絨后的硅片襯底的第一表面進行硼擴散，與所第一表面對應的第二表面進行磷擴散；在所述硅片襯底進行硼擴散的一面制作第一電極，以及在所述硅片襯底進行磷擴散的一面制作第二電極。本發明實施例通過硼擴散或者磷擴散的方式形成背電場，可以提高太陽電池的效率，提高了太陽能電池的性能。
文檔編號H01L31/18GK102361050SQ20111035652
公開日2012年2月22日 申請日期2011年11月10日 優先權日2011年11月10日
發明者王志超 申請人:浚鑫科技股份有限公司