高效晶體硅太陽能技術(shù)簡介

1、0陳強(qiáng)利、沈芳2012-5HIT 電池電池IBC 電池電池MWT 電池電池主要內(nèi)容EWT 電池電池激光刻槽埋柵電池激光刻槽埋柵電池OECO 電池電池HIT 電池電池IBC 電池電池MWT 電池電池主要內(nèi)容EWT 電池電池激光刻槽埋柵電池激光刻槽埋柵電池OECO 電池電池HIT 電池是異質(zhì)結(jié)太陽能電池的簡稱。其制作過程大致如下：利用PECVD在表面織構(gòu)化后的n型CZ-Si片的正面沉積很薄的本征-Si:H層和p型-Si:H，然后在硅片的背面沉積薄的本征-Si:H層和n型-Si:H層；利用濺射技術(shù)在電池的兩面沉積透明氧化物導(dǎo)電薄膜（TCO），用絲網(wǎng)印刷的方法在TCO上制作Ag電極。HIT電池結(jié)構(gòu)圖H

2、IT電池的工藝流程是：硅片清洗制絨正面沉積背面沉積TCO濺射沉積絲網(wǎng)印刷Ag電極測試。HIT電池特點(diǎn)：（1）高效。這種電池的量產(chǎn)效率達(dá)到了19.5%，單元轉(zhuǎn)化效率達(dá)到23%。（2）全部制作工藝都是在低溫下完成，有效地保護(hù)載流子壽命；（3）雙面制結(jié)，可以充分利用背面光線；（4）表面的非晶硅層對光線有非常好的吸收特性；（5）采用的n型硅片其載流子壽命很大，遠(yuǎn)大于p型硅，并且由于硅片較薄，有利于載流子擴(kuò)散穿過襯底被電極收集；（6）織構(gòu)化的硅片對太陽光的反射降低；（7）利用PECVD在硅片上沉積非晶硅薄膜過程中產(chǎn)生的原子氫對其界面進(jìn)行鈍化，這是該電池取得高效的重要原因。HIT 電池電池IBC 電池電池

3、MWT 電池電池主要內(nèi)容EWT 電池電池激光刻槽埋柵電池激光刻槽埋柵電池OECO 電池電池IBC 電池是背電極接觸硅太陽能電池的簡稱。其特點(diǎn)是正面無柵狀電極，正負(fù)極交叉排列在背后。這種背電極的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了電池正面“零遮擋”，增加了光的吸收和利用。但制作流程也十分復(fù)雜，工藝中的難點(diǎn)包括P+擴(kuò)散、金屬電極下重?cái)U(kuò)散以及激光燒結(jié)等。由于光生載流子需要穿透整個(gè)電池，被電池背表面的PN節(jié)所收集，故IBC電池需要載流子壽命較高的硅晶片，一般采用N型FZ單晶硅作為襯底。IBC電池結(jié)構(gòu)圖IBC電池的工藝流程大致如下：清洗制絨擴(kuò)散N+絲印刻蝕光阻刻蝕P擴(kuò)散區(qū)擴(kuò)散P+減反射鍍膜熱氧化絲印電極燒結(jié)激光燒結(jié)。IBC 電池

4、特點(diǎn)：（1）正面無柵狀電極。減少正面遮光損失，相當(dāng)于增加了有效半導(dǎo)體面積；（2）組件裝配成本降低；（3）外觀好。 （4）制作工藝復(fù)雜。HIT 電池電池IBC 電池電池MWT 電池電池主要內(nèi)容EWT 電池電池激光刻槽埋柵電池激光刻槽埋柵電池OECO 電池電池MWT 電池是金屬穿孔卷繞硅太陽能電池的簡稱。該技術(shù)應(yīng)用P型多晶硅，通過激光鉆孔將電池正面收集的能量穿過電池轉(zhuǎn)移至電池的背面。這種方法使每塊電池的輸出效率提高了2%，再與電池組件相連接，所得的輸出效率能提高9%。IBC電池結(jié)構(gòu)圖MWT電池的制作流程大致為：硅片激光打孔清洗制絨發(fā)射極闊撒去PSG沉積SIN印刷正面電極印刷背面電極印刷背電場燒結(jié)激

5、光隔絕測試。MWT 電池特點(diǎn)： （1）減少正面遮光面積，增加有效半導(dǎo)體面積。 （2）工藝控制困難。激光打孔和劃槽隔絕的對準(zhǔn)及重復(fù)性、孔的大小及形狀的控制、激光及硅襯底造成的損傷及孔內(nèi)金屬的填充等。一般MWT每塊硅片需要鉆約200個(gè)通孔。HIT 電池電池IBC 電池電池MWT 電池電池主要內(nèi)容EWT 電池電池激光刻槽埋柵電池激光刻槽埋柵電池OECO 電池電池EWT 電池是發(fā)射極環(huán)繞穿通硅太陽能電池的簡稱。與MWT電池不同的是，在EWT電池中，傳遞功率的柵線也被轉(zhuǎn)移至背面。與MWT電池類似，EWT電池也是通過在電池上鉆微型孔來連接上、下表面。相比MWT電池的每塊硅片約200個(gè)通孔，EWT電池每塊硅

6、片大約有2萬個(gè)這種通孔。IBC電池結(jié)構(gòu)圖EWT電池工藝流程及特點(diǎn)同MWT電池。HIT 電池電池IBC 電池電池MWT 電池電池主要內(nèi)容EWT 電池電池激光刻槽埋激光刻槽埋柵電池柵電池OECO 電池電池激光刻槽埋電池是利用激光技術(shù)在硅表面上刻槽，然后埋入金屬，以起到前表面點(diǎn)接觸柵極的作用。如圖，發(fā)射結(jié)擴(kuò)散后，用激光在前面刻出20m寬、40m深的溝槽，將槽清洗后進(jìn)行濃磷擴(kuò)散，然后槽內(nèi)鍍出金屬電極。電極位于電池內(nèi)部，減少了柵線的遮蔽面積，使電池效率達(dá)到19.6%。激光刻槽埋柵電池結(jié)構(gòu)圖激光刻槽埋柵電池的大致工藝流程為：硅片清洗制絨淡磷擴(kuò)散熱氧化鈍化開槽槽區(qū)濃磷擴(kuò)散背面蒸鋁燒背場化學(xué)鍍埋柵背面電極減反

7、射膜去邊燒結(jié)測試。激光刻槽埋電池是特點(diǎn)：（1）柵電極遮光率小、電流密度高，埋柵電極深入硅襯底內(nèi)部可增加對基區(qū)光生電子的收集。（2）濃磷擴(kuò)散降低濃磷區(qū)電阻功耗和柵指電極與襯底的接觸電阻功耗，提高了電池的開路電壓等 （3）這種電池既保留了高效電池的特點(diǎn)，又省去了高效電池制作中的一些復(fù)雜的工藝，很適合利用低成本、大面積的硅片進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。HIT 電池電池IBC 電池電池MWT 電池電池主要內(nèi)容EWT 電池電池激光刻槽埋柵電池激光刻槽埋柵電池OECO 電池電池OECO 電池是傾斜蒸發(fā)金屬接觸硅太陽能電池的簡稱。與其他高效電池相比，具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎、制作簡單、電極原料無損耗、成本低廉和適合大批量生產(chǎn)等

8、優(yōu)點(diǎn)。OECO電池結(jié)構(gòu)基于金屬絕緣體半導(dǎo)體（MIS）接觸，利用表面溝槽形貌的遮掩在極薄的氧化隧道層上傾斜蒸鍍低成本的Al作為電極，無需光刻、電極燒穿、電極下重?fù)诫s和高溫工藝即可形成高質(zhì)量的接觸，并且一次性可蒸鍍大批量的電池電極。更為重要的是當(dāng)這種電池制作面積從4 cm2擴(kuò)大到100 cm2時(shí)，效率也只是從21.1略微降到20，仍然屬于高效范圍，所以這種結(jié)構(gòu)的電池更適宜于工藝生產(chǎn)。OECO電池結(jié)構(gòu)圖電池的制作工藝流程為： 前表面機(jī)械開槽化學(xué)腐蝕清洗背面掩膜（擴(kuò)散）前表面化學(xué)制絨 使用液態(tài)源POCl3進(jìn)行磷擴(kuò)散制作n+發(fā)射極打開背面接觸真空蒸鍍Al作為背電極前表面低溫?zé)嵫趸纬裳趸淼缹忧氨砻鏌o需掩膜直接傾斜蒸鍍Al作為面電極使用導(dǎo)電膠將各個(gè)面電極連接起來采用PECVD法在前表面蒸鍍氮化硅作為鈍