中科院高效率晶體硅太陽能電池技術取得新突破

    近日，中科院寧波材料技術與工程研究所萬青研究組提出了一種交叉自對準工藝，采用普通絲網印刷設備研制了高效率的晶體硅太陽能電池。

    常規晶硅電池工藝在經過高溫磷擴散后，在電池表面存在一層高濃度磷元素的磷硅玻璃層，通過波長為532nm的激光圖形化退火處理，將磷硅玻璃中的磷元素進一步擴散進入硅，從而在電池片表面形成選擇性重摻雜區域。絲網印刷銀漿時，使得細柵線90度交叉激光重摻雜線條，巧妙地實現自對準制備工藝。

    在晶體硅太陽能電池應用中，發射極的特性可以極大地影響電池性能，通過提高發射極的摻雜濃度可以降低電池的接觸電阻，但是過高的摻雜濃度又將增加發射極中光生載流子的復合速率。選擇性發射極電池結構有效地解決了這一矛盾，在這種電池結構中，金屬柵線下方采用較高濃度的摻雜，與此同時，柵線間的發射極保持較低的摻雜濃度，從而在保證較好的藍光響應的條件下，實現電池串聯電阻的減小。然而，該電池結構需要嚴格的對準工藝實現金屬柵線與選擇性發射極的電接觸。

    電池性能測試表明，發射極方塊電阻為75歐姆/方塊的標準單晶硅電池（125mm×125mm），最佳填充因子由激光摻雜前的~65%提高到激光摻雜后的~79%；最佳電池光電轉化效率由激光摻雜前的~14.4%提高到激光摻雜后的~17.7%。電池性能的提高主要由于電池接觸性能的改善引起。該研究結果為探索高效晶體硅電池提供了新的途徑。<