选择性发射极太阳电池结构及其实现方法
发布时间:2013-01-21     来源: solarzoom
本文摘要:太阳电池的发展方向是低成本、高效率,而选择性发射极结构是p-n结晶体硅太阳电池生产工艺中有希望实现高效率的方法之一。选择性发射极...

  4.在硅片表面不同区域沉积不同浓度的磷硅玻璃

  利用低温常压化学气相沉积的方法[lowtemperature(400℃)atmosphericpressurechemicalvapordeposition,APCVD]并结合掩模,在硅片表面欲印刷电极的地方沉积含磷浓度高的磷硅玻璃(phosphosilicategrass,PSG),而在其他地方沉积含磷浓度低的磷硅玻璃,扩散后就可以在不同的区域得到不同的掺杂,形成选择性发射极。在沉积过程中,以PH3和SiH4为源在Ar和O2中稀释成5%的浓度,通过控制PH3和SiH4的流量来改变磷硅玻璃中P2O5的浓度,PSG层的厚度约为500nm左右。此方法结合快速扩散,在10cm×10cm面积的Cz-Si硅片上实现了17%~18%的转换效率。

  5.在埋栅电极太阳电池中形成选择性发射极

  首先利用激光在硅片表面刻槽,在利用丝网印刷或旋涂(spin-on-dopant,SOD)的方法在硅片表面上涂上磷浆,在刻槽中得到磷浆的量比刻槽外面的大,扩散后在刻槽附近就可以形成高掺杂深扩散区,而在其他地方形成低掺杂浅扩散区。然后在刻槽中制作埋栅电极,如图1中的(c)所示。利用此方法创造了世界记录的实验室太阳电池转换效率(24.7±0.5%),但成本昂贵,工艺复杂,大部分工艺步骤处于高温环境。

    实现选择性发射极结构的改进方法

  印刷电极时在电极浆料中掺入高浓度磷浆

  首先在硅片表面均匀涂源进行扩散,然后在丝网印刷电极时往电极浆料中掺入高浓度磷浆,这样在烧结电极后便在电极接触区获得高掺杂,形成欧姆接触。此方法中,烧结电极的时间较短,磷原子并不能扩散到硅片的深处,因此高掺杂区的深扩散并不明显。

    电极栅线状丝网印刷高浓度磷浆后在POCl3气氛中进行扩散

  1.扩散开始时通入携POCl3气体

  将高浓度磷浆如电极栅线状印刷到硅片表面,然后将硅片放入常规扩散炉中进行扩散。高浓度磷浆在扩散过程中从印刷区挥发沉积到非印刷区。但如前所述,这样挥发沉积得到的磷浓度过低,为弥补其不足,可以在扩散开始时通一小段时间(约2~3分钟)的携POCl3气体。在这段时间内POCl3会分解出P2O5(其反应方程式是:5POCl3=3PCl5+P2O5和4PCl5+5O2=2P2O5+10Cl2),并沉积到硅片表面与硅反应,而在硅片表面得到一层很薄的磷原子(其反应方程式是:2P2O5+5Si=5SiO2+4P)。当关掉气源后,这些磷原子会进一步往硅片深处扩散,而降低其在硅片表面处的浓度。因而,扩散结束后会在非印刷区得到相对低的表面杂质浓度和相对浅的扩散结,而在印刷区得到高掺杂深扩散区,形成选择性发射极结构。

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