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激光刻槽埋栅晶硅电池研究的新进展 何少琪王玉亭励旭东赵玉文李仲明予元 (北京市太阳能研究所北京100083) 抽要：本文报道了激光刻槽电池研究的新进展．在对电极设计以及槽扩散后处理，化学镀等工艺 进行改进后，电池效率及稳定性都得到改进，采用区熔单晶制作电池效率达18．6％．本文还报道 了采用直拉单晶和太阳能级单晶制作电池的结果． 美麓词：太阳电池，澈光刻槽，化学镀 1．引言 刻槽埋栅电池的铜作工艺简单，并保留了实验室高效晶硅电池表面钝化，细栅线，背场和发 射区选择性掺杂等特点，因而被认为是一种具有产业化前景的高效电池(1)．我所自1993年 开展麴槽电池的研究工作以来，先后进行了2x2cm2和5x5cm2电池的制作，并对机械赛《槽和激 c舒和5x5cm。的电池效率分别达到1847％和18．3％(2,3)．在 光刻槽工艺进行了研究，2x2 此基础上，我们对电池制作工艺进行了部分改进，并在直拉单晶和太阳能级硅片上分别进行了试 8 722％，太阳能级硅 验，区熔单晶硅片制作电池效率达到1 6％，直拉单晶硅片电池效率达到l 片电池效率达到1659％． 2．实验 2，1电极设计的改进： 在研制刻槽电池的过程中，根据电池的参数，我们不断改进电池电极的设计，特别是采用激光 刻槽工艺后，电极图形可精密控制，因而可根据需要设计出各种图形进行比较，栅线所占的阴影面 积逐步减小． ● 表一不同电极图形栅线阴影面积比较 f 图形一 图形二 图形三 图形四 图形五 I设计阴影面积(％) 103 64 368 278 2．72 陕际圈影面积(％) 119 80 5．2 402 390 设计阴影面积栅线宽度按309in计 实际阴影面积栅线宽度按50p．m计 2．2化学镀工艺的改进 为了使镀层的金属更致密，镀镍和镀铜的温度都有所降低，同时根据投片量加大等情况，镀 铜的装置改变，搅拌方式由原来的机械搅拌改为气体搅捧，所通的气体为氧气，以防止镀铜过程 一16一 巾生成Cu20(4)引起镀液不稳定．镀液用量一次加足，反应过夜，反应温度根据环境温度和 槽的深度适当调整．这一改进不但缩短了流程的时问，而且镀铜的效果良好． 23槽扩散的后处理 试验中发现，在清除槽内氧化物的过程中，表面氧化层常有被腐蚀得很薄的现象，结果在化 学镀时，表面镀上大量金属，影响电池短路电流。其原因是表面氧化层上的磷硅玻璃经长时间高 温烧结后，氧化层的抗腐蚀能力大大降低．高温烧结前去除表面的磷硅玻璃，增加了氧化层的抗 氢氟酸腐蚀能力．而漂洗表面的磷硅玻璃并不影响槽的金属化，烧结前表面的方块电阻为9．36 21舳和279囝_口．实际制作的电池填 Q／D．而漂洗和未漂洗的样片经烧结后方块电阻分别为3 充因子也达到较高的水平． BSERI(China)mono-Si 24不同材料的试验 0。C Sample：10l Teml’erature=25 在用直拉单晶和太阳能 cIn2 14PM Area=25．54 Jan261998】2 0Wm。2 级单晶