(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610989445.6
(22)申请日 2016.11.10
(71)申请人 中国电子科技集团公司第四十八研
究所
地址 410111 湖南省长沙市天心区新开铺
路1025号
(72)发明人 汪已琳 任哲 禹庆荣
(74)专利代理机构 湖南兆弘专利事务所(普通
合伙) 43008
代理人 周长清
(51)Int.Cl.
H01L 31/18(2006.01)
H01L 31/0224(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种高阻密栅太阳电池的制
备方法，其制备方法包括以下步骤：（1）清洗制
蚀；（4）氮化硅沉积；（5）丝网印刷电极；（6）烧结。
本发明高阻密栅太阳电池的制备方法，采用低压
扩散工艺实现了高方阻的扩散，且扩散层方阻控
制在105Ω/□～115Ω/□，方阻均匀性4%以内，
同时配合采用密细栅丝网印刷，使得制备的高阻
密栅太阳电池的电池效率较常规方阻电池片效
率（18.19%）增益0.2%左右，达到18.41%，其中Voc
=634.2mV，Isc=8.9A，FF=79.33，具有更好的电学
性能。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 108075011 A 2018.05.25
C N 108075011
A
1.一种高阻密栅太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（2）采用低压扩散工艺对步骤（1）中经清洗制绒后的硅片进行高方阻扩散，形成表面低浓度浅结；
（3）对步骤（2）中经高方阻扩散后的硅片进行磷硅玻璃去除及边缘刻蚀；
（4）在步骤（3）中经磷硅玻璃去除及边缘刻蚀后的硅片表面沉积氮化硅减反射膜；
（5）采用密栅网版图形和高方阻浆料对步骤（4）中沉积有氮化硅减反射膜的硅片正面进行丝网印刷电极；
（6）对步骤（5）中经丝网印刷电极后的硅片进行烧结。
2.根据权利要求1所述的高阻密栅太阳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述低压扩散工艺中，压力为150mbar～200mbar，小N 2为200sccm～250sccm，温度控制在840℃～860℃。
3.根据权利要求2所述的高阻密栅太阳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述高方阻扩散过程中控制扩散层的方阻为105Ω/□～115Ω/□，方阻均匀性在4%以内。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的高阻密栅太阳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，所述密栅网版图形为97线四主栅网版图形或108线四主栅网版图形。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的高阻密栅太阳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，所述高方阻浆料为三星86930A1浆料。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的高阻密栅太阳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，所述氮化硅减反射膜的厚度为78nm～81nm。
权 利 要 求 书1/1页CN 108075011 A
高阻密栅太阳电池的制备方法
[0001]本发明涉及一种高阻密栅太阳电池工艺，具体涉及一种高阻密栅太阳电池的制备方法。
背景技术
[0002]目前常规产业化晶硅太阳电池的前表面主要由产生光电流的氮化硅受光区域和收集电流的金属栅线电极组成。而由电池串联电阻引起的电学损失和电极遮光面积引起的光学损失是制约太阳电池效率提升的主要因素。即正面电极有关的效率损失主要包括：金属栅线自身电阻引起的损失、电池扩散薄层横向电阻引起的损失和电极与硅片间的接触电阻引起的损失。同时另一方面，金属栅线会引起遮光面积的损失，从而直接降低电池光电转换效率。
发明内容
[0003]本发明所需解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种扩散层方阻高且方阻均匀性好、电学性能好的高阻密栅太阳电池的制备方法。
[0004]为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：
一种高阻密栅太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
（1）对硅片进行清洗制绒；
（2）采用低压扩散工艺对步骤（1）中经清洗制绒后的硅片进行高方阻扩散，形成表面低浓度浅结；
（3）对步骤（2）中经高方阻扩散后的硅片进行磷硅玻璃去除及边缘刻蚀；
（4）在步骤（3）中经磷硅玻璃去除及边缘刻蚀后的硅片表面沉积氮化硅减反射膜；
（5）采用密栅网版图形和高方阻浆料对步骤（4）中沉积有氮化硅减反射膜的硅片正面进行丝网印刷电极；
（6）对步骤（5）中经丝网印刷电极后的硅片进行烧结。
[0005]上述的高阻密栅太阳电池的制备方法中，优选的，所述步骤（2）中，所述低压扩散工艺中，压力为150mbar～200mbar，小N2为200sccm～250sccm，温度控制在840℃～860℃。[0006]上述的高阻密栅太阳电池的制备方法中，优选的，所述步骤（2）中，所述高方阻扩散过程中控制扩散层的方阻为105Ω/□～115Ω/□，方阻均匀性在4%以内。
[0007]上述的高阻密栅太阳电池的制备方法中，优选的，所述步骤（5）中，所述密栅网版图形为97线四主栅网版图形或108线四主栅网版图形。
[0008]上述的高阻密栅太阳电池的制备方法中，优选的，所述步骤（5）中，所述高方阻浆料为三星86930A1浆料。
[0009]上述的高阻密栅太阳电池的制备方法中，优选的，所述步骤（4）中，所述氮化硅减反射膜的厚度为78nm～81nm。
[0010]本发明中，根据需要可选择三星86930A1浆料作为高方阻浆料，但不仅限于此。
[0011]与现有技术相比，本申请的优点在于：
本发明提供了一种高阻密栅太阳电池的制备方法，采用低压扩散工艺实现了高方阻的扩散，且扩散层方阻控制在105Ω/□～115Ω/□，方阻均匀性4%以内，同时配合采用密细栅丝网印刷，使得制备的高阻密栅太阳电池的电池效率较常规方阻电池片效率（18.19%）增益0.2%左右，达到18.41%，其中Voc=634.2mV，Isc=8.9A，FF=79.33，具有更好的电学性能。本发明中通过采用扩散高方阻匹配密栅图形的方法提高了太阳电池的光电转化效率，其中高方阻能尽量减少复合又能避免或减少扩散“死层”，而密栅图形则缩窄了金属栅条的间距以减少发射区电子横向移动的复合，同时增加副栅线的总面积以减低串阻，提高填充因子FF，最终可达到提升电池效率的目的。
附图说明
[0012]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0013]图1为本发明高阻密栅太阳电池的制备工艺流程图。
具体实施方式
[0014]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
[0015]以下实施例中所采用的原料和仪器均为市售。
[0016]实施例1
一种本发明的高阻密栅太阳电池的制备方法，工艺流程如图1所示，包括以下步骤：（1）硅片清洗制绒：
将多晶硅片进行清洗制绒处理，完成对硅片表面机械损伤层的去除及绒面的制备。[0017]（2）高方阻扩散：
硅片经清洗制绒后，将其置入减压扩散炉中，采用低压扩散工艺进行高方阻扩散，形成表面低浓度浅结，其中低压扩散工艺中，压力为150mbar，小N2为250sccm，温度控制在840℃～860℃；扩散方阻五点平均值为108Ω/□（即为扩散层的方阻），方阻均匀性为3.5%。[0018]（3）磷硅玻璃去除及边缘刻蚀：
将步骤（2）中经高方阻扩散后的硅片置入二次清洗机中，对扩散形成的磷硅玻璃进行去除，同时完成边缘刻蚀绝缘隔离。
[0019]（4）PECVD氮化硅沉积：
将步骤（3）中完成二次清洗后的硅片，置入管式PECVD中，进行Si3N4减反射膜的沉积，Si3N4减反射膜的沉积厚度为79nm。
[0020]（5）丝网印刷电极：
步骤（4）中完成减反射膜沉积后进行丝网印刷电极，具体为先完成背面铝电极印刷、背面铝浆印刷，再进行正面电极图形印刷，其中正面电极图形印刷中，正面密栅网版图形采用密细栅线（97线）四主栅网版图形，正面电极采用的高方阻浆料为三星86930A1浆料。[0021]（6）烧结
丝网印刷电极后进行高温烧结，形成电极与硅片间的欧姆接触，得到高阻密栅太阳电
池。
[0022]经测试，由本实施例制备的高阻密栅太阳电池的光电转化效率为18.28%，其中Voc =633.5mV，Isc=8.84A，FF=79.39。
[0023]实施例2
一种本发明的高阻密栅太阳电池的制备方法，工艺流程如图1所示，包括以下步骤：（1）硅片清洗制绒：
将多晶硅片进行清洗制绒处理，完成对硅片表面机械损伤层的去除及绒面的制备。[0024]（2）高方阻扩散：
硅片经清洗制绒后，将其置入减压扩散炉中，采用低压扩散工艺进行高方阻扩散，形成表面低浓度浅结，其中低压扩散工艺中，压力为200mbar，小N2为200sccm，温度控制在840℃～860℃；扩散方阻五点平均值为112Ω/□（即为扩散层的方阻），方阻均匀性为4%。[0025]（3）磷硅玻璃去除及边缘刻蚀：
将步骤（2）中经高方阻扩散后的硅片置入二次清洗机中，对扩散形成的磷硅玻璃进行去除，同时完成边缘刻蚀绝缘隔离。
[0026]（4）PECVD氮化硅沉积：
将步骤（3）中完成二次清洗后的硅片，置入管式PECVD中，进行Si3N4减反射膜的沉积，Si3N4减反射膜的沉积厚度为81nm。
[0027]（5）丝网印刷电极：
步骤（4）中完成减反射膜沉积后进行丝网印刷电极，具体为先完成背面铝电极印刷、背面铝浆印刷，再进行正面电极图形印刷，其中正面电极图形印刷中，正面密栅网版图形采用密细栅线（108线）四主栅网版图形，正面电极采用的高方阻浆料为三星86930A1浆料。[0028]（6）烧结
丝网印刷电极后进行高温烧结，形成电极与硅片间的欧姆接触，得到高阻密栅太阳电池。
[0029]经测试，由本实施例制备的高阻密栅太阳电池的光电转化效率为18.41%，其中Voc =634.2mV，Isc=8.9A，FF=79.33。
[0030]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技
术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
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