摘要：本文报道了一种低成本选择性发射极（SE）高效电池技术及其产业化应用。相对于传统晶体硅太阳电池制作工艺，该方法仅在扩散前增加了丝网印刷磷墨(SR-P601)的步骤，并通过一步扩散完成发射极磷杂质浓度的高、中、低三级选择性分布。批量生产数据表明：采用常规直拉（CZ）P型单晶硅片，SE电池的开路电压平均值可达到640mV以上，光电转换效率平均值达到18.9%以上，最高值达到19.4%。相对传统工艺，平均光电转换效率可提高近0.5%，且分布更为集中。该技术所需设备投入小，非常易于对传统生产线进行升级；耗材成本低，烧结兼容国产银浆，可明显降低电池单位生产成本，具有较高的性价比。

关键词：磷墨、丝网印刷、一步扩散、选择性发射极、国产银浆。

    本文介绍的磷墨选择性发射极技术，基于自主研发的掺磷油墨（SR-P601），采用成熟的丝网印刷实现选择性油墨图案，通过一步扩散完成发射极磷杂质浓度的高、中、低三级选择性分布。批量数据表明：采用普通直拉（CZ）P型单晶硅片，其平均转换效率相对于传统工艺制作的晶硅电池可提高0.4-0.7%。

1 SE电池结构与优势

    传统晶体硅太阳电池发射极可近似认为是面均匀掺杂，称为同性发射极（HE）。如图1所示，发射极为磷的重掺杂，这样虽然可以保证良好的电极接触，但表层过高的掺杂浓度（死层）会引起严重的俄歇复合，从而导致电池的短波响应变差，饱和电流上升。为了平衡金属接触与表面杂质浓度的矛盾，选择性发射极概念被提出来，如图2所示，该发射极的金属接触区域为重掺杂区域；非电极区域为低掺杂浓度。本文报道的磷墨选择性发射极为一种改良型三级掺杂选择性发射极，详见专利201110276579.0。

图1：传统电池剖面示意图。

图2：SE电池剖面示意图。

SE结构优势：

★无扩散死层，短波相应好，电池短路电流密度高；

★表面复合低，暗电流小，电池开路电压升高；

★横向高低接的存在，电池开路电压进一步提高；

★重掺杂区的存在，降低了银硅接触电阻，从而填充因子提高；

★结特性变好，电池开路电压和填充因子改善。

2 磷墨SE电池的优势

★磷墨SE技术能使单晶电池的转换效率绝对值提高0.4-0.7%，开路电压提高6-10mV可达640-645mV；

★金属化窗口大，对银浆的要求小，可兼容市场上的国产正电极浆料，大大降低了生产成本。

★组件封装损耗低：组件损耗与常规工艺电池一致，相比高方阻密栅技术，组件损耗更低。

★极低的附加成本：单片电池所耗磷墨成本极低，仅需增加一台印刷设备，前期实验阶段无需购买新设备；

★较好的设备兼容性：一般印刷设备即能满足使用要求，高精度印刷设备则能进一步提高电池性能；

★方便的旧线改造方案：仅需在制绒和扩散指尖增加一台印刷系统，其它设备无需做任何改动，可自由切换到传统工艺；

3 磷墨产品特点

★具有合适粘度，磷墨和硅片表面能态匹配性好，可以保持良好的印刷图案精度，完全满足不同选择性发射极电池结构的要求；

★具有非常好的化学稳定性；

★挥发性极低，对人体和环境无害；

★无腐蚀性，对操作人员无危险。