13-激光掺杂制备太阳电池发射极的研究-全文.pdf

第 12 届中国光伏大会暨国际光伏展览会论文（晶体硅材料及电池） 激光掺杂制备太阳电池发射极激光掺杂制备太阳电池发射极的研究的研究 激光掺杂制备太阳电池激光掺杂制备太阳电池发射极发射极的研究的研究 1 1* 1 2 1,2 陈树拳陈树拳 ，梁宗存，梁宗存 ，叶小帅，叶小帅 ，王学孟，王学孟 ，沈辉，沈辉 陈树拳陈树拳 ，，梁宗存梁宗存 ，，叶小帅叶小帅 ，，王学孟王学孟 ，，沈辉沈辉 （1. 中山大学太阳能系统研究所,广东省光伏技术重点实验室，光电材料与技术国家重点实验室， 广州 510006；2.顺德中山大学太阳能研究院,佛山 528300 ） *通讯作者：梁宗存，liangzc@mail.sysu.edu.cn 摘要：摘要：本文采用波长为 532 nm 的激光脉冲在n 型单晶硅衬底上扫描预置的硼源，进行制备太阳电 摘要摘要：： 池发射极研究，利用全激光掺杂实现了方块电阻最低为 35 Ω/□的发射极，经过退火后少子寿命大 幅度提升。在此基础上，初步制备的太阳电池开路电压 Voc 达到 543 mV，研究表明，激光掺杂是 一种有效的制备太阳电池发射极的方法。但由于短路电流密度 Jsc ，填充因子FF 太低，转换效率较 低。 关键词：关键词：激光；硼掺杂；太阳电池 关键词关键词：： 1 引言1 引言 源，再使用激光扫描硅片表面制备太阳电池发射极， 1 1 引言引言 随着光伏技术的发展，激光在太阳电池中得到越 在此基础上，初步制备的太阳电池开路电压 Voc 达到 来越多的应用[1-4]，如激光烧结（Laser Fired Contacts ）， 543 mV。相比热扩散制备发射极方法，激光掺杂工 激光开槽（Laser Grooving ），激光刻边（Laser Edge 艺简单，并且避免硅片高温损伤。在硅片整个表面制 Isolation ），激光掺杂(Laser Doping)。其中，激光掺 备发射极，必须保证制备出的发射极的均匀性，这是 杂被很好地应用到选择性发射极（Selective Emitter） 该工艺的一个重要难点。 [5] 2 实验过程2 实验过程 太阳电池中，并获得 0.5%绝对效率的提高 。另外， 2 2 实验过程实验过程 有人结合选择性发射极工艺进一步对太阳电池前后 采用波长为 532 nm 的激光脉冲在n 型单晶硅衬 两面均进行激光掺杂，制备出转换效率为 17.4%的双 底上扫描预置的硼源，制备太阳电池发射极。图 1 是 [6] [7] 面太阳电池 。Christian Schmiga 等人 使用丝网印 本文采用的激光掺杂示意图，激光光束由从激光器发 2 刷、烧结得到铝背发射极，在 100 cm 的n型硅片上 出之后，由振镜精确控制光束方向，即通过控制X,Y 得到转换效率为 17%的太阳电池。Jan Benick 等人[8] 两个扫描反射镜的旋转决定光束方向。激光光束通过 在 890 0C 下通过 BBr 扩散在n型基体上获得 23.2% 聚焦物镜最终到达吸附固定在加工平台上的硅片的 3 的转换效率。但高温扩散也存在p-n 结均匀性难以控 表面，从而实现激光掺杂。激光通过聚焦之后，与硅 制。激光掺杂制备发射极技术具有精确控制选择掺杂 片表面相互作用，其光斑直径最小可以达到 20 µm