專利名稱：一種選擇性發射極的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽電池的摻雜結構，尤其涉及一種選擇性發射極。
背景技術：
目前國內外的晶體硅太陽電池制造企業大都采用傳統結構的太陽電池，技術比較成熟，但是其成本限制了太陽電池的大規模應用。局部工藝優化對提高太陽電池光電轉換效率、降低單位發電成本的貢獻十分有限。很多公司和研究機構都在開發新型高效的選擇性發射極結構太陽電池。選擇性發射極技術是在電池的不同區域實現不同的摻雜濃度，提高太陽電池的短波響應能力，同時保證電極與硅形成良好的歐姆接觸，從而獲取更高的光 電轉換效率。選擇性發射極結構太陽電池的關鍵技術是實現分區摻雜，目前國內外文獻報道中，主要利用以下方法來制造晶體硅太陽電池的選擇性發射極結構( I)二步擴散法首先對硅片進行氧化形成一層SiO2作為掩膜，再利用光刻技術對電極區域進行處理；對處理后的硅片進行第一次重摻雜擴散；去除SiO2掩膜層后，在整個發射區進行第二次輕摻雜擴散；由此對柵線區域進行局部重摻雜。這種方法成結的質量較低，娃片少子壽命損失較大，且工藝復雜、成本較高，不利于生產應用。(2)掩膜去除法首先在硅襯底表面擴散形成重摻雜發射區；利用保護膠遮掩電極處區域后，用蝕刻技術(如自對準等離子體刻蝕的方法)對非電極區進行腐蝕，從而降低該區域的表面雜質濃度和結深。這種方法同樣因工藝復雜、成本較高，不利于生產應用。(3)掩膜擴散法利用絲網印刷在金屬電極以外的區域印刷掩膜；然后進行擴散。電極區域由于沒有掩膜形成了重摻，而電極以外的區域由于掩膜的阻擋形成輕摻雜。目前存在的主要問題是絲印機對位精度不能滿足要求使得工藝效果受到影響。(4)機械織構法首先對硅片表面的非電極區域進行機械織構；以氧化物作為磷擴散源。擴散過程中磷源在單位時間和單位面積上揮發的量一定，因此在沒有織構的電極區域會有更多的磷沉積，在非電極區由于織構使得有效面積增大，導致單位面積上有較少的磷沉積，從而形成選擇性發射極結構。擴散過程中必須保證擴散源在垂直于擴散面的方向上有很好的均勻性，才能有效實現該工藝。(5)漿料摻雜法在印刷正電極時，采用含磷的金屬漿料印刷正面電極，然后進行燒結，正面電極柵線下的區域在獲得高摻雜的同時形成合金結。此方法由于燒結過程較短，磷原子并不能有效擴散到硅片深處，因此重摻雜區的深擴散效果并不明顯。(6)激光刻槽法利用激光在硅片表面柵線區域刻槽，通過絲網印刷或旋涂的方法在硅片表面涂覆磷源，由于刻槽區域的磷源量較大，擴散后在刻槽附近就可以形成高摻雜深擴散區，而在其它地方形成低摻雜淺擴散區。這種方法成本貴、工藝復雜，由于硅片厚度較薄，容易破片。(7)激光化學同步摻雜法首先對硅片表面進行磷擴散；將含磷的化學液體通過噴嘴涂覆到硅片表面的同時，采用激光在電池正面進行掃描，通過激光與硅片表面的局部物理化學反應將含磷化學液體中的磷源擴散到柵線區域，從而形成重摻雜。這種方法存在的主要問題是柵線區域摻雜均勻性不佳、晶格損傷較大、載流子復合較明顯。采用上述方法制備得出的選擇性發射極由于各種原因，造成了摻雜均勻性不佳，重摻雜區的深擴散效果不明顯，硅片少子壽命損失大，晶格損傷較大以及載流子復合較明顯。
實用新型內容本實用新型實施例所要解決的技術問題在于，提供一種選擇性發射極，可提高晶體硅電池的短波響應能力、增加電池的開路電壓和短路電流，解決激光化學同步摻雜方法均勻性不佳、晶格損傷大及載流子符合較嚴重的問題。為了解決上述技術問題，本實用新型實施例提供了一種選擇性發射極，包括重摻雜區和低摻雜區； 其中，所述重摻雜區包括主柵重摻雜區和細柵重摻雜區，所述主柵重摻雜區與所述細柵重摻雜區垂直相連；所述重摻雜區還設置有點槽。所述主柵重摻雜區包括直線區和設置于所述主柵重摻雜區兩端的收窄區；所述收窄區為梯形收窄區，所述梯形收窄區的上底為O. 3^0. 6mm ；所述梯形收窄區的下底與所述直線區相連，且所述梯形收窄區的下底與所述直線區寬度均為I. 3^1. 7mm ；所述細柵重摻雜區寬度為O. 29 0· 32mm。優選地，所述主柵重摻雜區覆蓋在所述細柵重摻雜區之上。優選地，所述點槽的直徑為O. 18^0. 22mm。優選地，所述點槽之間的徑向距離和軸向距離均為O. 325、. 395mm。優選地，所述主柵重摻雜區設有至少兩個，所述細柵重摻雜區設有6(Γ90個；所述主柵重摻雜區之間的距離為45 70mm，所述細柵重摻雜區之間的距離為
2.I 2. 4mm。實施本實用新型，具有如下有益效果本實用新型區別于現有的選擇性發射極，利用激光打點技術在摻雜后的硅片表面布點，在硅片上形成局部點重摻的同時，也形成點槽。然后采用優化的激光化學同步摻雜工藝，在電池柵線區域制作局部重摻雜，由此形成點接觸一選擇性發射極雙重結構。由于點槽均勻分布在重摻雜區中，含磷化學液體可均勻的摻雜至重摻雜區，從而減少摻雜均勻性不佳對柵線歐姆接觸的影響，提高晶體硅電池的短波響應能力，增加電池的開路電壓和短路電流。改進激光掃描的功率、速度等參數，減少激光掃描過程中產生的晶格損傷，有效提聞晶體娃太陽電池性能。
圖I是本實用新型一種選擇性發射極的結構示意圖；圖2是圖I的A部局部放大圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。結合圖1，圖2，本實用新型實施例提供了一種選擇性發射極，包括重摻雜區I和低慘雜區2 ；其中，所述重摻雜區I包括主柵重摻雜區3和細柵重摻雜區4，所述主柵重摻雜區3與所述細柵重摻雜區4垂直相連；所述重摻雜區I還設置有點槽31。所述主柵重摻雜區3包括直線區32和設置于所述主柵重摻雜區兩端的收窄區33 ；所述收窄區33為梯形收窄區，所述梯形收窄區的上底為O. 3^0. 6mm ；所述梯形收窄區的下底與所述直線區相連，且所述梯形收窄區的下底與所述直線區寬度均為I. 3^1. 7mm ；所述細柵重摻雜區4寬度為O. 29 O. 32mm。優選地，收窄區33的下底與直線區32寬度均為I. 5mm，所述細柵重摻雜區4寬度為O. 3臟；優選地，所述收窄區33與最外側兩個所述細柵重摻雜區4相連處為O. 5mm。需要說明的是，所述主柵重摻雜區3可只設有直線區32，不需要收窄區33，由于主柵重摻雜區3位于主柵之下，且與主柵相連，因此主柵重摻雜區3的構造主要根據主柵的形狀進行調整，如主柵不作收窄，那么主柵重摻雜區3同樣不需收窄區33，與細柵重摻雜區4垂直相連至最外側兩個細柵重摻雜區4。所述主柵重摻雜區3覆蓋在所述細柵重摻雜區4之上。所述點槽31的直徑為O. 18 O. 22mm。優選地，所述點槽31的直徑為O. 2mm。所述點槽31之間的徑向距離和軸向距離均為O. 325 O. 395mm。優選地，所述點槽31之間的徑向距離和軸向距離均為O. 375mm。需要說明的是，所述點槽31為摻雜后的硅片表面利用激光打點技術形成的，點狀結構的分布方式、深度、直徑可以根據硅片的摻雜濃度及雜質分布情況進行調整。另外，由于點槽31均勻分布在重摻雜區I中，含磷化學液體可均勻的摻雜至重摻雜區1，從而減少摻雜均勻性不佳對柵線歐姆接觸的影響。所述主柵重摻雜區3設有至少兩個，所述細柵重摻雜區4設有6(Γ90個；所述主柵重摻雜區3之間的距離為45 70mm，所述細柵重摻雜區4之間的距離均為
2.I 2. 4mm。優選地，當所述主柵重摻雜區3設有3個時，中間主柵重摻雜區3位于硅片的正中間，與兩側的主柵重摻雜區3距離為52mm。優選地，所述細柵重摻雜區4之間的距離均為2. 28mm。需要說明的是，要使硅與金屬形成良好的歐姆接觸，需對與金屬接觸的過度區域進行重摻雜，但對于電池表面摻雜太重會引起表面少子俄歇復合速度大，電池的短波光譜響應差。因此，對于用于吸收入射光的低摻雜區2需要輕度摻雜，與電極接觸的重摻雜區I為高度摻雜，這樣既可以使電池有較高的光譜響應，提高電池的短路電流和開路電壓，同時使硅與金屬形成良好的歐姆接觸，從而提高電池的填充因子，減少硅片少子壽命損失大和晶格損傷，以及提聞電池的轉換效率。綜上所述，實施本實用新型實施例，具有如下有益效果本實用新型實施例區別于現有的選擇性發射極，利用激光打點技術在摻雜后的硅片表面布點，在硅片上形成局部點重摻的同時，也形成點槽31。然后采用優化的激光化學同步摻雜工藝，在電池柵線區域制作局部重摻雜，由此形成點接觸一選擇性發射極雙重結構。由于點槽31均勻分布在重摻雜區中，含磷化學液體可均勻的摻雜至重摻雜區1，從而減少摻雜均勻性不佳對柵線歐姆接觸的影響，提高晶體硅電池的短波響應能力，增加電池的開路電壓和短路電流。改進激光掃描的功率、速度等參數，減少激光掃描過程中產生的晶格損傷，有效提聞晶體娃太陽電池性能。以上所揭露的僅為本實用新型一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用 新型之權利范圍，因此依本實用新型權利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。
權利要求1.一種選擇性發射極，其特征在于，所述選擇性發射極包括重摻雜區和低摻雜區；其中，所述重摻雜區包括主柵重摻雜區和細柵重摻雜區，所述主柵重摻雜區與所述細柵重摻雜區垂直相連； 所述重摻雜區還設置有點槽。
2.根據權利要求I所述的選擇性發射極，其特征在于，所述主柵重摻雜區包括直線區和設置于所述主柵重摻雜區兩端的收窄區； 所述收窄區為梯形收窄區，所述梯形收窄區的上底為0. 3^0. 6mm ； 所述梯形收窄區的下底與所述直線區相連，且所述梯形收窄區的下底與所述直線區寬度均為 I. 3^1. 7mm ； 所述細柵重摻雜區寬度為0. 29、. 32mm。
3.根據權利要求I所述的選擇性發射極，其特征在于，所述主柵重摻雜區覆蓋在所述細柵重摻雜區之上。
4.根據權利要求I所述的選擇性發射極，其特征在于，所述點槽的直徑為0.18^0. 22mm。
5.根據權利要求I所述的選擇性發射極，其特征在于，所述點槽之間的徑向距離和軸向距均為0. 325 0. 395mm。
6.根據權利要求I所述的選擇性發射極，其特征在于，所述主柵重摻雜區設有至少兩個，所述細柵重摻雜區設有6(T90個；所述主柵重摻雜區之間的距離為45 70mm，所述細柵重摻雜區之間的距離為·2.I 2. 4mm。
專利摘要本實用新型公開了一種選擇性發射極，包括重摻雜區和低摻雜區；其中，所述重摻雜區包括主柵重摻雜區和細柵重摻雜區，所述主柵重摻雜區與所述細柵重摻雜區垂直相連；所述重摻雜區還設置有點槽。采用本實用新型，可提高晶體硅電池的短波響應能力、增加電池的開路電壓和短路電流，解決激光化學同步摻雜方法均勻性不佳、晶格損傷大及載流子符合較嚴重的問題。
文檔編號H01L31/0224GK202585430SQ20112055816
公開日2012年12月5日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者班群, 康凱, 陳剛 申請人:廣東愛康太陽能科技有限公司