一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散方法及所用网版.pdf

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1、10申请公布号CN102306686A43申请公布日20120104CN102306686ACN102306686A21申请号201110297268222申请日20110930H01L31/18200601B41F15/3420060171申请人山东力诺太阳能电力股份有限公司地址250103山东省济南市历城区经十东路30766号力诺科技园72发明人贾河顺罗磊任现坤程亮姜言森刘鹏李玉花徐振华王兆光张春艳张丽丽张黎明74专利代理机构济南舜源专利事务所有限公司37205代理人宋玉霞54发明名称一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散方法及所用网版57摘要本发明涉及晶体硅太阳电池的同质结扩散领域，具体涉及一。

2、种晶体硅太阳电池一步选择性扩散方法及所用网版，是一种一步即可在太阳电池的表面选择性的进行部分重扩和轻扩的方法。该方法包括如下步骤1、在制绒后硅片上印刷浆料；2、低温烘干；3、高温烧结；4、去除硅玻璃。本方法通过分别控制浆料在电池表面任意部位的印刷量，进行晶体硅电池一步选择性扩散发射极的制备工艺。相对于传统方法，本方法不但可以不用掩膜板，而且印刷浆料后，不需要再进入扩散炉中进行扩散；不但可以减少选择性扩散的工艺步骤，而且还可以进行定位、定量的选择性扩散，实现晶硅表面任意点任意浓度同质结扩散。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页CN1023。

3、06693A1/1页21一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散方法，其特征在于，在制绒后的硅片上印刷浆料，通过调节网版网孔开口比例调节晶硅不同部位浆料的印刷量，然后进行烘干和烧结、去除磷硅玻璃，完成扩散步骤。2根据权利要求1所述一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散方法，其特征在于，具体包括如下步骤步骤一，在制绒后的硅片上印刷浆料，通过调节网版网孔开口比例调节晶硅不同部位浆料的印刷量，非受光区域和受光区域浆料印刷量之比为1100，由于浆料的流动性会使浆料在需要掺杂的不同区域平均匀地铺开；步骤二，低温烘干，温度为100400,330分钟；步骤三，高温烧结，温度为4001000，202000秒；步骤四，去除硅。

4、玻璃，由于受光区域浆料较非受光区域浆料较少，所以掺杂浓度较非受光区域小。3根据权利要求2所述一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散方法，其特征在于，步骤二和步骤三在高温烧结炉中进行，在大气环境条件下完成。4根据权利要求1或2所述一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散方法，其特征在于，高温烧结后，受光区体电阻为50150欧姆/方块，非受光区域的体电阻为2080欧姆/方块。5用于权利要求1所述一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散方法的网版，其特征在于，网版的印刷区包含两组或两组以上镂空区和部分镂空区，以及一个或一个以上感光胶区。6根据权利要求5所述的网版，其特征在于，每个部分镂空区有两个以上副镂空区和两个以上副感。

5、光胶区组成，副镂空区和副感光胶区的面积比为001100。7根据权利要求7所述的网版，其特征在于，镂空区和部分镂空区互相垂直或者互相平行。权利要求书CN102306686ACN102306693A1/4页3一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散方法及所用网版技术领域0001本发明涉及晶体硅硅太阳电池的同质结扩散领域，具体涉及一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散的制备方法。背景技术0002选择性发射极（SE，SELECTIVEEMITTER）晶体硅太阳电池，即在金属栅线（电极）与硅片接触部位进行重掺杂，在电极之间（受光）位置进行轻掺杂。这样的结构可降低扩散层复合，由此可提高光线的短波响应，同时减少前金属电极。

6、与硅的接触电阻，使得短路电流、开路电压和填充因子都得到较好的改善，从而提高转换效率。0003传统的选择性发射极晶体硅太阳电池的双步扩散法包括氧化层掩膜扩散，激光涂源掺杂等方法。但由于两步扩散法中硅片有两次高温热过程，对硅片的损害较大而且热耗也很大，从成结的质量和工艺成本来说，两步扩散法不太理想。0004单步扩散法是为了避免双步扩散法的弊端而形成的。由于其热耗少并且避免了对硅片的二次高温处理而带来的损害等优点，因此逐渐成为了制作选择性发射极的主要方法。一般具有以下几种方法在硅片表面均匀涂源进行扩散和选择性腐蚀；加热源的掩模处理；仅在电极区印刷高浓度浆料，然后放入扩散炉中进行扩散；在埋栅电极太阳电。

7、池中形成选择性发射极。传统的单步扩散法一般需要掩膜板或者需要再次通入磷源气体，其成本昂贵，工艺也较为复杂。0005所以由于传统选择性发射极电池工艺一般都比较复杂，生产成本较高，一直是制约其发展的重要因素。发明内容0006本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供的一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散的制备方法及所用网版，该方法不但可以和传统太阳电池的生产线兼容，而且相对于传统选择性发射极晶体硅太阳电池的制作过程简单。0007本发明的一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散方法，是一种一步即可在太阳电池的表面选择性的进行部分重扩和轻扩的方法。技术方案为,包括如下步骤1利用网印的方法在制绒后硅片上印刷浆料；2低。

8、温烘干；3高温烧结；4去除硅玻璃。本方法通过分别控制浆料在电池表面任意部位的印刷量，进行一次性选择性扩散。0008本发明的方法是在制绒后的硅片上印刷浆料，通过调节网版网孔开口比例调节晶硅不同部位浆料的印刷量，然后进行烘干和烧结、去除磷硅玻璃，完成扩散步骤。0009具体包括如下步骤步骤一，在制绒后的硅片上印刷浆料，通过调节网版网孔开口比例调节晶硅不同部位浆料的印刷量，非受光区域和受光区域浆料印刷量之比为1100，由于浆料的流动性会使浆料在需要掺杂的不同区域平均匀地铺开；步骤二，低温烘干，温度为100400,330分钟；说明书CN102306686ACN102306693A2/4页4步骤三，高温烧。

9、结，温度为4001000，202000秒；步骤四，去除硅玻璃，由于受光区域浆料较非受光区域浆料较少，所以掺杂浓度较非受光区域小。0010步骤二和步骤三在高温烧结炉中进行，大气环境条件下完成。0011浆料的类型为含磷浆料或者含硼浆料。0012高温烧结后，受光区体电阻为50150欧姆/方块，非受光区域的体电阻为2080欧姆/方块。0013用于本发明的一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散方法的网版，网版的印刷区包含两组或两组以上镂空区和部分镂空区，以及一个或一个以上感光胶区。0014每个部分镂空区有两个以上副镂空区和两个以上副感光胶区组成，副镂空区和副感光胶区的面积比为001100。0015镂空区和部分。

10、镂空区互相垂直或者互相平行。0016本发明的有益效果为利用网印的方法在制绒后硅片上印刷浆料，可以分别控制浆料在电池表面任意部位的印刷量；网印浆料的网版通过调节网孔开口比例调节对应晶硅部位浆料的渗透量，改变副镂空区和副感光胶区的面积比例从001100即可有效控制浆料的印刷范围和浓度。0017本发明不但可以通过一步网印就可以实现选择性发射极晶体硅太阳电池发射极的制备，而且可以实现任意浓度同质结的扩散。相对于一般选择性发射极晶体硅太阳电池的制备，本方法不但可以不用掩膜板，而且浆料印刷后，不需要再进入扩散炉在三氯氧磷或者三溴化硼的环境下进行再次扩散；不但可以减少选择性扩散的工艺步骤，而且还可以进行定位。

11、、定量的选择性扩散，实现晶硅表面任意点任意浓度同质结扩散。工艺简单，成本很低，提高了太阳电池的转化效率；相对于传统的扩散工艺，该方法的烧结温度较低，减少炉管的使用量，另外可以显著的节约能源，减少晶体硅的缺陷。0018附图说明图1是一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散的制备方法流程图；图2是一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散的制备方法印刷浆料的示意图；图3所示为用于一步选择性扩散的网版结构。0019图中，1重掺杂区；2轻掺杂区；3感光胶；4网孔开口；5基底硅片；6镂空区；7部分镂空区；8副镂空区；9感光胶区；10副感光胶区。0020具体实施方式为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细说明本发明的技术方。

12、案，但是本发明并不局限于此。0021实施例1参照说明书附图图1，该发明一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散的制备方法包括如下步骤1利用网印的方法在制绒后P型单晶硅片上印刷含15磷硅纳米颗粒浆料；2低温烘干；3高温烧结；4去除磷硅玻璃。0022参照说明书附图图2，本发明通过分别控制浆料在电池表面任意部位的印刷量，进行一次选择性扩散。0023在图2和图3中，轻掺杂区2对应于网版的部分镂空区7，重掺杂区1对应于网版说明书CN102306686ACN102306693A3/4页5的镂空区6，通过感光胶区9控制印刷区的范围。0024如图3所示，网版的印刷区包含两组或两组以上镂空区6和部分镂空区7，以及一个或。

13、一个以上感光胶区9；每个部分镂空区7有两个以上副镂空区8和两个以上副感光胶区10按照51面积比例组成。0025镂空区6的宽度100M，感光胶区9的宽度100MM，部分镂空区7的宽度19MM；镂空区6和部分镂空区7在长轴方向上平行或垂直排列；副镂空区8的宽度10M，副感光胶区10的宽度10M。0026具体来说，网版网孔有感光胶3的部位浆料不可以通过，网孔开口4的地方浆料可以通过。由网孔开口4和感光胶3的面积比例决定该处浆料的印刷量。如图2所示重掺杂区1是由于该比例较大而形成重扩散区；轻掺杂区2是由于该比例为51，非受光区域和受光区域浆料印刷量之比为65，所以掺杂的浓度小于重掺杂区1。由于浆料的流。

14、动性所以浆料会均匀地在需要掺杂的区域平铺开来。0027网印浆料的晶硅经过低温烘干和高温烧结后，会形成具有选择性发射极的掺杂区域。低温烘干的温度150，时间20分钟；高温烧结的温度500，时间20分钟。0028低温烘干和高温烧结均在同一烧结炉的不同温区中进行，一直有氮气的保护。高温烧结后，电池片受光区体电阻为80欧姆/方块，非受光区域的体电阻为40欧姆/方块。0029烧结之后的磷原子会扩散到晶硅电池的表面，随后去除磷硅玻璃层，形成不同浓度的扩散区。0030实施例2参照说明书附图图1，该发明一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散的制备方法包括如下步骤1，利用网印的方法在制绒后P型多晶硅片上印刷含10质量。

15、比的磷硅纳米颗粒浆料；2，低温烘干；3，高温烧结；4，去除磷硅玻璃。0031参照说明书附图图2，本发明通过分别控制浆料在电池表面任意部位的印刷量，进行一次选择性扩散。0032在图2和图3中，轻掺杂区2对应与网版的部分镂空区7，重掺杂区1对应于网版的镂空区6，通过感光胶区9控制印刷区的范围。0033网版的印刷区包含两组或两组以上镂空区6和部分镂空区7，以及一个或一个以上感光胶区9；每个部分镂空区7有两个以上副镂空区8和两个以上副感光胶区10按照11面积比例组成。0034镂空区6的宽度200M，感光胶区9的宽度100MM，部分镂空区7的宽度2MM；镂空区6和部分镂空区7在长轴方向上平行或垂直排列；。

16、副镂空区8的宽度5M，副感光胶区10的宽度5M。0035具体来说，网版网孔有感光胶3的部位浆料不可以通过，网孔开口4的地方浆料可以通过。由网孔开口4和感光胶3的比例决定该处浆料的印刷量。如图2所示重掺杂区1是由于该比例较大而形成重扩散区；轻掺杂区2是由于该比例为11，非受光区域和受光区域浆料印刷量之比为21，所以掺杂的浓度小于重掺杂区1。由于浆料的流动性所以浆料会均匀地在需要掺杂的区域平铺开来。0036网印浆料的晶硅经过低温烘干和高温烧结后，会形成具有选择性发射极的掺杂区域。低温烘干的温度100，时间30分钟；高温烧结的温度800，时间15分钟；低温烘干说明书CN102306686ACN102。

17、306693A4/4页6和高温烧结均在同一烧结炉中进行。高温烧结后，电池片受光区体电阻为70欧姆/方块，非受光区域的体电阻为40欧姆/方块烧结之后的磷原子会扩散到晶硅电池的表面，随后去除磷硅玻璃层，形成不同浓度的扩散区。0037实施例3参照说明书附图图1，该发明一种晶体硅太阳电池一步选择性扩散的制备方法包括如下步骤1，利用网印的方法在制绒后N型多晶硅片上印刷含30质量比的硼硅纳米颗粒浆料；2，低温烘干；3，高温烧结；4，去除硼硅玻璃。0038参照说明书附图图2，本发明通过分别控制浆料在电池表面任意部位的印刷量，进行一次选择性扩散。0039在图2和图3中，轻掺杂区2对应与网版的部分镂空区7，重掺。

18、杂区1对应于网版的镂空区6，通过感光胶区9控制印刷区的范围。0040网版的印刷区包含两组或两组以上镂空区6和部分镂空区7，以及一个或一个以上感光胶区9；每个部分镂空区7有两个以上副镂空区8和两个以上副感光胶区10按照11面积比例组成。0041镂空区6的宽度80M，感光胶区9的宽度100MM，部分镂空区7的宽度15MM；镂空区6和部分镂空区7在长轴方向上垂直或平行排列；副镂空区8的宽度5M，副感光胶区10的宽度5M。0042具体来说，网版网孔有感光胶3的部位浆料不可以通过，网孔开口4的地方浆料可以通过。由网孔开口4和感光胶3的比例决定该处浆料的印刷量。如图2所示重掺杂区1是由于该比例较大而形成重。

19、扩散区；轻掺杂区2是由于该比例为11，非受光区域和受光区域浆料印刷量之比为21，所以掺杂的浓度小于重掺杂区1。由于浆料的流动性所以浆料会均匀地在需要掺杂的区域平铺开来。0043网印浆料的晶硅经过低温烘干和高温烧结后，会形成具有选择性发射极的掺杂区域。低温烘干的温度200，时间10分钟；高温烧结的温度900，时间30分钟；低温烘干和高温烧结均在同一烧结炉中进行。高温烧结后，电池片受光区体电阻为80欧姆/方块，非受光区域的体电阻为45欧姆/方块。0044烧结之后的硼原子会扩散到晶硅电池的表面，随后去除硼硅玻璃层，形成不同浓度的扩散区。0045本发明不但可以通过一步网印就可以实现选择性发射极晶体硅太阳电池发射极的制备，而且可以进行定点、定量的选择性扩散，实现晶硅表面任意位置任意浓度同质结扩散。另一方面，本发明可以节约能源和浆料的使用量，减少成本。说明书CN102306686ACN102306693A1/2页7图1图2说明书附图CN102306686ACN102306693A2/2页8图3说明书附图CN102306686A。