高效晶体硅太阳能电池技术领域取得新进展

中科院宁波材料技术与工程研究所万青研究组提出了一种交叉自对准工艺，采用普通丝网印刷设备研制了高效率的晶体硅太阳能电池。常规晶硅电池工艺在经过高温磷扩散后，在电池表面存在一层高浓度磷元素的磷硅玻璃层，通过波长为532nm的激光图形化退火处理，将磷硅玻璃中的磷元素进一步扩散进入硅，从而在电池片表面形成选择性重掺杂区域。丝网印刷银浆时，使得细栅线90度交叉激光重掺杂线条，巧妙地实现自对准制备工艺。

在晶体硅太阳能电池应用中，发射极的特性可以极大地影响电池性能，通过提高发射极的掺杂浓度可以降低电池的接触电阻，但是过高的掺杂浓度又将增加发射极中光生载流子的复合速率。选择性发射极电池结构有效地解决了这一矛盾，在这种电池结构中，金属栅线下方采用较高浓度的掺杂，与此同时，栅线间的发射极保持较低的掺杂浓度，从而在保证较好的蓝光响应的条件下，实现电池串联电阻的减小。然而，该电池结构需要严格的对准工艺实现金属栅线与选择性发射极的电接触。

电池性能测试表明，发射极方块电阻为75欧姆/方块的标准单晶硅电池（125mm×125mm），最佳填充因子由激光掺杂前的~65%提高到激光掺杂后的~79%；最佳电池光电转化效率由激光掺杂前的~14.4%提高到激光掺杂后的~17.7%。电池性能的提高主要由于电池接触性能的改善引起。