丝网印刷磷浆做SE电池
LDSE电池工艺介绍6.28-王登志
Canadian Solar Inc.
6
SE电池的主要技术
主要工艺 两次扩散
浆料印刷
Etch back
LDSE
优点
轻、重掺杂相对 可控,但互有影响,
受重掺杂影响,轻 掺杂丌易得到低的
表面浓度
一步形成轻重掺 结构
重掺掺区表面浓 流程最简单,便
度好控制
于量产
丌足
流程复杂,经历 增加印刷工艺, 两次高温扩散, 有工艺洁净难保
Canadian Solar Inc.
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LDSE 电池工艺优化计划
项目
编号
内容
开始时间 计划完成时间 状态 优先级
备注
1
基础扩散工艺调试
4.3
4.7
已完成
高
方阻~130,PSG厚度50nm,工 艺名007SSE
2
激光功率优化
4.3
4.7
已完成
高
目前使用激光功率31%,35%, 重掺区目标方阻80-90之间
LDSE电池工艺 介绍
王登志 2017年6月28日
CSIQ NASDAQ
目录
SE电池结构 SE电池工艺流程 LDSE PERC电池工艺&优化调试 LDSE电池小量产结果 LDSE电池组件结果 LDSE电池相关控制计划 LDSE电池激光图形,网版,印刷台面精度测试
Canadian Solar Inc.
7
SE工艺流程-两步扩散
LDSE电池主要工艺点:
需要阻挡膜(氧化层) 两次扩散,一次低方阻,一次高方阻 需要刻蚀开窗
氧化形成阻挡层
印刷红浆开窗
第一次扩散
PSG 磷硅玻璃 浅掺区 SE重掺区 硅基体
电池片丝网印刷简介[优质文档]
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三、印刷的原理
1.印刷目的 是在pn结的两面印刷正负电极和背场。印刷最基本的要求便是保证印刷 图形的完整和对称。
2.丝网印刷原理 实际丝网印刷时,印刷头组件将进行溢流行程和印刷行程两个操作。 溢流行程中,溢流板推动浆料在整个丝网印刷面积上扩展开成为均匀的一层。在溢流 行程时,溢流板与丝网的间距、溢流板运行速度要适当。溢流板位置过低时会与丝网接 触并产生印刷效果,甚至会损坏丝网;位置过高、速度不合适则不能均匀展开浆料。 印刷行程中,刮板叶片以一定的速度和角度向前移动,对浆料产生一定的压力,推动 浆料前进在刮板前滚动,产生将浆料注入网孔的压力。由于浆料是触变流体,浆料中的 粘性摩擦力使其层流之间产生切变。在再刮板凸缘附近与丝网接触处,浆料切变速率最 大,这一方面产生了浆料注入网孔所需的压力,另外切变速率的提高也使浆料的粘度下 降,有利于注入网孔。因此,当刮板角度、速度适当时,浆料会顺利地进入丝网网孔。 当刮板完成压印动作后,丝网回弹离开基片表面,在基片上产生一低压区,由于丝网上 方的大气压与这一低压区存在压差,所以浆料就被从网孔中推向基片,形成印刷的浆料 图形。如果不形成低压区,浆料仍留在网孔中,就不能形成基片上的印刷图形。
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五、刮条
刮胶对印刷质量的影响 1.刮胶的硬度 2.刮胶的长度 3.浆料接触面的平整度 4.刮胶的形状和角度
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六、回料版的作用和影响
1.作用 •返回浆料 •均匀的回墨有利于提高印刷的均一性 • 防止丝网表面干燥 •增加浆料的透过性 2.影响 •过度下压 •回料版本身的瑕疵 •回料版不到位 •与刮胶的间隔过小或是浆料过多,促使刮胶不能正常的回转浆料
电池片丝网印刷介绍
电池片丝网印刷技术1 引言随着全球能源的日趋紧张,太阳能以无污染、市场空间大等独有的优势受到世界各国的广泛重视,国际上众多大公司投入太阳能电池研发和生产行业。
从太阳能获得电力,需通过太阳能电池进行光电变换来实现,硅太阳能电池是一种有效地吸收太阳能辐射并使之转化为电能的半导体电子器件,广泛应用于各种照明及发电系统中。
2 硅太阳能电池的生产工序太阳能电池原理主要是以半导体材料硅为基体,利用扩散工艺在硅晶体中掺入杂质:当掺入硼、磷等杂质时,硅晶体中就会存在着一个空穴,形成n型半导体;同样,掺入磷原子以后,硅晶体中就会有一个电子,形成p型半导体,p型半导体与n型半导体结合在一起形成pn结,当太阳光照射硅晶体后,pn结中n型半导体的空穴往p型区移动,而p型区中的电子往n型区移动,从而形成从n型区到p型区的电流,在pn结中形成电势差,这就形成了电源,见图1。
图1 太阳能电池原理示意图2 太阳能电池生产主要工序图2为硅太阳能电池生产的主要工序,从中可以看出丝网印刷是生产太阳能电池的重要工序,其印刷质量(厚度,宽度,膜厚一致性)影响电池片的技术指标。
3 工序对印刷电极的要求3.1 背面银电极印刷(背银)在电池片的正极面(p区)用银铝浆料印刷两条电极导线(宽约3~4mm)作为电池片的电极(图3)。
图3 电池片背银及背铝印刷示意图3.2 背面铝印刷(背铝)在电池片的正极面采用铝浆料印刷整面(除背银电极外)。
3.3 正面银印刷(正银)在电池片的正面(喷涂减反射膜的面)同时用银浆料印刷一排间隔均匀的栅线和两条电极(图4),在工艺上要求栅线间距约3mm、宽度约O.10~0.12mm:图4 电池片正银印刷示意图点击此处查看全部新闻图片4 印刷原理图5为丝网印刷原理示意图,丝网印刷由五大要素构成,即丝网、刮刀、浆料、工作台以及基片。
丝网印刷基本原理是:利用丝网图形部分网孔透浆料,非图文部分网孔不透浆料的基本原理进行印刷。
印刷时在丝网一端倒入浆料,用刮刀在丝网的浆料部位施加一定压力,同时朝丝网另一端移动。
光伏电池制备工艺-项目三-扩散[优选内容]
N P
行业借鉴#
2
工作间
行业借鉴#
扩散间
3 3
扩散气氛场结构示意图
行业借鉴#
4
常用扩散的液态源——三氯氧磷(POCl3)
5POCl 600C3PCl P O
3
5
25
❖ 但在有外来O2存在的情况下,PCl5会进一步分解成 P2O5并放出氯气(Cl2)其反应式如下:
4PCl 5O 过量O2 2P O 10Cl
5
2
25
2
❖ 在有氧气的存在时,POCl3热分解的反应式为:
4POCl3 5O2 2P2O5 6Cl2
13
❖ 3)把进气、出气阀拧紧,源瓶小心放回包装箱,搬到 扩散间准备装源。
❖ 4)把源瓶放入恒温槽(一般20℃左右),水位离源瓶 顶部1CM左右水位,确定装源瓶时不能带入纸屑等杂物(包
括贴在源瓶上的标签),以防把恒温槽循环泵的进出水口堵 塞,把进气管和出气管接好。
❖ 5)先在PLC控制面板上把小氮出气的电磁阀打开,把 源瓶出气阀慢慢的拧开,目的释放瓶内压力。
行业借鉴#
7
任务二 扩散工艺操作流程
一、工艺、质量要求
❖ 1 扩散后硅片表面呈咖啡色,颜色均匀;
❖ 2 表面清洁,无染色,无明显斑迹;
❖ 3 单晶薄层电阻在50~60Ω/□之间;
❖ 多晶薄层电阻在55~65Ω/□之间,单片方块电阻控制在正 负5Ω/□以内;
❖ 4 P-N结深为0.2~0.4µm
方块电阻,简称方阻,指一个
太阳能电池片丝网印刷
烘干和烧结
烘干和烧结的目的
烘干和烧结是为了使印刷在硅片表面的油墨或涂料干燥并 固定在适当的位置,同时使油墨或涂料发生必要的物理和 化学变化。
烘干和烧结工艺
烘干和烧结工艺应根据油墨或涂料的特性和太阳能电池片 的材料特性进行合理控制,包括温度、时间和气氛等参数。
烘干和烧结设备
烘干和烧结设备可以采用隧道式烘干机或烘箱,设备应具 备温度控制和时间控制功能,以确保烘干和烧结效果的一 致性和稳定性。
丝网质量
01
丝网的材质、目数、开口尺寸等参数直接影响印刷质量,选用
高质量的丝网是保证印刷精度的前提。
印刷参数
02
印刷压力、速度、刮刀角度和硬度等参数的设置对印刷线条的
宽度、高度和均匀性有触变性、干燥速度等性能参数对印刷效果和固化
过程有直接影响。
质量检测方法
目视检测
检测与修复
检测目的
检测与修复是为了确保太阳能电池片丝网印刷的质量和可靠性,及 时发现并处理存在的缺陷和问题。
检测方法
检测方法包括目视检测、自动光学检测和X射线检测等,应根据印 刷品的特性和质量要求选择适当的检测方法。
修复工艺
对于发现的缺陷和问题,可以采用适当的修复工艺进行处理,如局部 热处理、激光修复等,以确保太阳能电池片的质量和性能符合要求。
03 太阳能电池片丝网印刷工 艺流程
涂布感光胶
涂布感光胶
在丝网印刷前,需要在硅片表面涂布 一层感光胶,以增强丝网印刷的附着 力。
涂布方式
涂布厚度
感光胶的厚度应均匀,且需根据丝网 印刷的精度要求来控制,一般而言, 较薄的涂布厚度可以提高印刷线条的 精度。
感光胶可以采用喷涂、刷涂或浸涂的 方式进行涂布,具体涂布方式应根据 感光胶的特性和生产工艺要求而定。
光伏电池制备工艺项目三-扩散(课堂PPT)
30
31
石英管清洗机 2 石英管清洗
32
2 石英管清洗
石英管清洗机控制面板
控制面板由开关.电 源按钮.急停和操作 面板组成。开机时 先开总电源,再按 电源开关。关机时 先按电源开关,再 关总电源。遇到紧 急情况时按急停按 钮,记住复位。
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石英管清洗机控制面板操作方法
JO-1腐蚀槽进水 J1-1清洗槽进水 C0-1腐蚀槽排水 C1-1清洗槽排水 DO-1腐蚀槽转动 D1-1清洗槽转动 前:机械臂移动到腐蚀槽 中:机械臂停止 后:机械臂移动到清洗槽
❖ 4)把源瓶放入恒温槽(一般20℃左右),水位离源瓶 顶部1CM左右水位,确定装源瓶时不能带入纸屑等杂物(包
括贴在源瓶上的标签),以防把恒温槽循环泵的进出水口堵 塞,把进气管和出气管接好。
❖ 5)先在PLC控制面板上把小氮出气的电磁阀打开,把 源瓶出气阀慢慢的拧开,目的释放瓶内压力。
❖ 6)然后在PLC控制面板上把小氮进气的电磁阀打开, 设定小氮流量(500)。
❖ ④平抬起舟叉,朝上倾斜三十度(如图),将装载有硅片 的石英舟从碳化硅桨上面取下放到净化台上;
❖ ⑤ 并将下一批待扩散的硅片装入扩散炉中。
21
8 取片
❖ ① 操作员戴上橡胶手套或指套,口罩。 ②单晶取片方式:单手拿住硅片两边进行卸片,正面(扩散 面)朝上放置。 。 ③多晶取片方式:双手握住硅片的两边,将硅片从石英槽内 取出,及时放入泡沫盒内 ,每次卸片应控制在十片以内 。
(p型和n型)的半导体接触在一起就能形成的。要制造一 个p-n结,必须使一块完整的半导体晶体的一部分是P型区 域,另一部分是n型区域。也就是在晶体内部实现p型和n 型半导体的接触。
N
P
2
丝网印刷电极制作
第五章丝网印刷电极制作丝网印刷技术是一种广泛应用的实用技术。
在电子技术领域应用方面,对丝网印刷的要求很高。
要求尺寸精度高、分辨率高、工艺稳定性好、可靠性好。
丝网印刷技术包括丝网制版技术和印刷技术。
丝网版及其制作技术是丝网印刷技术的关键技术,也是丝网印刷技术区别于其他技术之处。
丝网印刷技术在太阳电池电极制作工艺上的应用,从制造工艺学原理来看,其特点在于浆料对半导体基片的非平衡少数载流子寿命、表面复合速率、欧姆接触电阻率等物理特性有着重要的影响。
因此,在实践中,对电极浆料及其烧结工艺要给予特别的注意。
5.1 可印材料和丝网印刷制作太阳电池电极的厚膜材料称为太阳电池电极浆料。
太阳电池电极浆料通常由金属粉末与玻璃粘合剂混合并悬浮于有机液体或载体中。
其中金属粉末所占的比例决定了厚膜电极的可焊性、电阻率、成本。
玻璃粘合剂影响着厚膜电极对硅基片的附着力。
这种粘合剂通常由硼硅酸玻璃以及铅、铋一类的重金属占很大比例的低熔点、活性强的玻璃组成。
另外,太阳电池电极浆料印刷烧结后的厚膜导体必须和半导体基片形成良好的欧姆接触特性,因此,还添加一些特定的掺杂剂。
浆料由专业制造商制造销售,其制造过程通常是将所需的玻璃变成粉料,再用球磨机研磨到适合丝网印刷的颗粒度,大约1~3微米。
金属粉料用化学方法或超音速喷射制成。
将这些粉末放在搅拌器中与有机载体湿混,然后再用三滚筒研磨机混合。
作为丝网印刷用的浆料需要具有触变性,属于触变混合物。
在加上压力或(搅拌)剪切应力时,浆料的粘度下降,撤除应力后,粘度恢复。
丝网印刷浆料的这种特性叫做触变性。
在丝网印刷过程中,浆料添加到丝网上,由于较高的粘度而“站住”在丝网上;当印刷头在丝网掩模上加压刮动浆料时,浆料粘度降低并透过丝网;刷头停止运动后,浆料再“站住”在丝网上,不再作进一步的流动。
这样的浆料特别适合于印刷细线图形。
因为浆料的流体特性非常复杂,在添加有机载体调节涂料粘度时要特别注意。
粘度容易调到规定值,浆料的其他性质同时也会改变;因此,即使粘度与以前样品相同,也可能会得到不同的参数。
太阳能电池丝网印刷简介
IV区旳构成
IV区主要涉及丝网印刷、烧结和 测试这三部分,成品电池片在这一道 工序完毕。
丝网印刷目旳
▪ 利用丝网印刷,将具有金属旳导电浆料透过丝 网网孔压印在硅片上形成电路或电极,将光生 电子导出电池。把金属浆料印在已形成p-n结 旳多晶硅硅片上,分别印刷背面银铝浆,形成 背电极,有利于组件旳焊接。第二道印刷铝浆 进行重掺杂,形成P+层。铝背场降低载流子复 合,搜集正电荷,增大开压。第三道印刷银浆, 有利于电荷旳搜集,形成上电极。
试机直接与分选机通讯,经过分选机把电池片放置在预先拟定 旳目旳仓中。
BERGER系统旳构成:
1. 灯 2. 灯电源 3. 电池测试盒 4. 测温组件
电流-电压曲线
蓝线为灯发光强度E=1000W/m2旳测量曲线 红线为灯发光强度E=500W/m2旳测量曲线
电流-电压曲线参数简介
Isc 短路电流 Voc 开路电压 Pmpp 最大功率 Vmpp 最大功率相应旳最大电压 Impp 最大功率相应旳最大电流 Rs 串联电阻 FF 填充因子 Rsh 并联电阻
• 该功能举起上部到它最高旳位置。这是唯一旳使在丝网和印刷巢中 间有足够旳空间来清洗丝网旳下腹。该操作区域旳LED表白:
• 绿色:设备处于清洗位置。 • 灰色:设备没有处于清洗位置。
❖ 该功能用于携带刮刀机构,上部和丝网单元到它们各自旳基准位置。 基准位置是能够开启自动模式旳位置。操作区域旳LED表白如下:
丝网印刷旳定位
。经过网板固定架上旳三个轴(X轴及两角旳旋转轴)自动调整网 板旳位置,使其与硅片对正
旋转轴1
X 轴
旋转轴2
印刷旳有关参数
印刷压力:用于在印刷时提供给刮刀垂直力,以确保在印刷过程 中能把浆料经过网孔刮到硅片上。刮刀压力越小,填入网孔 旳墨量就越多。
丝网印刷法制备柔性染料敏化太阳能电池碳对电极
丝网印刷法制备柔性染料敏化太阳能电池碳对电极李璞;胡志强;苏岩;巩翠翠【摘要】以廉价的炭黑掺杂石墨粉,氯化聚乙酸乙烯酯为胶黏剂制成导电浆料,在柔性基底上用丝网印刷技术制备薄膜,低温热处理后即得碳对电极.通过黏度计研究了料浆的流变性能,通过四探针测试仪、扫描电镜,太阳电池测试仪,分别测试了碳对电极的方块电阻、表面形貌及其光电性能.实验表明,以叔丁醇作为分散剂,导电浆料与石墨的质量比为2:1时,料浆的流变性能最佳,以此料浆制备的碳对电极具有较好的电性能,通过对比发现在料浆中加入石墨一定程度上提高了碳电极的性能.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2009(028)004【总页数】3页(P274-276)【关键词】太阳能电池;碳对电极;丝网印刷;石墨【作者】李璞;胡志强;苏岩;巩翠翠【作者单位】大连工业大学,化工与材料学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学,化工与材料学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学,化工与材料学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学,化工与材料学院,辽宁,大连,116034【正文语种】中文【中图分类】TB6110 引言当前,染料敏化太阳能电池的研究主要集中在染料合成、电子输运过程理论、固态(或准固态)电解液等方面,针对对电极的专项研究较少,对电极作为纳晶敏化太阳能电池的重要组成部分,通常由载铂催化剂的导电玻璃构成。
铂使对电极/电解液界面上的电荷迁移快速高效进行,减小了与TiO2导带中的电子发生复合的几率,抑制了暗电流,提高了电池的开路电压。
但是由于铂等贵金属催化剂的使用成本高,因此人们尝试采用其他材料替代铂作电池的对电极材料。
碳材料由于具有较好的电子传导率、性能稳定、高催化活性、低成本等特点[1-2],成为催化剂研究的一个热点。
Imoto等[3]用活性炭在FTO玻璃基底上制备的碳对电极,电池性能为:Jsc=7.93 mA/cm2,Voc=808 mV,ff=0.607,η=3.89%,性能低于磁控溅射制备的铂对电极(η=4.3%)。
磷扩散工艺方案
➢ POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面,P2O5与 硅反应生成SiO2和磷原子,并在硅片表面形成一 层磷-硅玻璃,然后磷原子再向硅中进行扩散 。
POCl3磷扩散原理
➢ POCl3液态源扩散方法具有生产效率较高, 得到PN结均匀、平整和扩散层表面良好等 优点,这对于制作具有大面积结的太阳电 池是非常重要的。
磷扩散
PN结——太阳电池的心脏
扩散的目的:形成PN结
PN结的制造
➢ 制造一个PN结并不是把两块不同类型(p型和 n型)的半导体接触在一起就能形成的。
➢ 必须使一块完整的半导体晶体的一部分是P型 区域,另一部分是N型区域。
➢ 也就是在晶体内部实现P型和N型半导体的接 触。
扩散装置示意图
压缩空气O2N2 (1.2) N2 (3.4)
➢ 3、源瓶要严加密封,实施“双人双锁”制,即工艺, 制造员工各一 把,换源时通知巡检,然后才可以更换。 PoCl3会与水反应生成P2O5和HCl,所以发现PCl3出现 淡黄色时就不可以再去使用了。磷扩散系统应保持干燥, 如果石英管内有水气存在就会使P2O5水解偏磷酸,使 管道内出现白色沉积物和在粘滞液体,另外偏磷酸会落 到硅片上污染硅片 。
➢ 生成的P2O5在扩散温度下与硅反应,生成二氧化硅 (SiO2)和磷原子,其反应式如下:
5POCl 600C3PCl P O
3
5
25
2P O 5Si 5SiO 4P
25
2
POCl3磷扩散原理
➢ 由的上氧面(O反2应)式参可与以其看分出解,是P不O充Cl分3热的分,解生时成,的如P果Cl没5是有不外易来分 解的,并且对硅有腐蚀作用,破坏硅片的表面状态。但在 有氯外气来(OCl22存)在其的反情应况式下如,下P:Cl5会进一步分解成P2O5并放出
太阳能电池片的生产工艺流程分为硅片检测
太阳能电池片的生产工艺流程分为硅片检测——表面制绒——扩散制结——去磷硅玻璃——等离子刻蚀——镀减反射膜——丝网印刷——快速烧结等。
具体介绍如下:一、硅片检测硅片是太阳能电池片的载体,硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换效率的高低,因此需要对来料硅片进行检测。
该工序主要用来对硅片的一些技术参数进行在线测量,这些参数主要包括硅片表面不平整度、少子寿命、电阻率、P/N型和微裂纹等。
该组设备分自动上下料、硅片传输、系统整合部分和四个检测模块。
其中,光伏硅片检测仪对硅片表面不平整度进行检测,同时检测硅片的尺寸和对角线等外观参数;微裂纹检测模块用来检测硅片的内部微裂纹;另外还有两个检测模组,其中一个在线测试模组主要测试硅片体电阻率和硅片类型,另一个模块用于检测硅片的少子寿命。
在进行少子寿命和电阻率检测之前,需要先对硅片的对角线、微裂纹进行检测,并自动剔除破损硅片。
硅片检测设备能够自动装片和卸片,并且能够将不合格品放到固定位置,从而提高检测精度和效率。
二、表面制绒单晶硅绒面的制备是利用硅的各向异性腐蚀,在每平方厘米硅表面形成几百万个四面方锥体也即金字塔结构。
由于入射光在表面的多次反射和折射,增加了光的吸收,提高了电池的短路电流和转换效率。
硅的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液,可用的碱有氢氧化钠,氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。
大多使用廉价的浓度约为1%的氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅,腐蚀温度为70-85℃。
为了获得均匀的绒面,还应在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂,以加快硅的腐蚀。
制备绒面前,硅片须先进行初步表面腐蚀,用碱性或酸性腐蚀液蚀去约20~25μm,在腐蚀绒面后,进行一般的化学清洗。
经过表面准备的硅片都不宜在水中久存,以防沾污,应尽快扩散制结。
三、扩散制结太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换,而扩散炉即为制造太阳能电池PN结的专用设备。
管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。
电池片工序流程
电池片生产工序流程第一道工序是清洗制绒,目的是通过一系列化学处理使硅片表面形成绒面,来减少对光的反射,吸收更多的光。
目前我们公司使用的是德国产的RENA清洗机,它采用全自动计算机控制添加排放药液,智能分析控制药液流量及浓度,以达到高效率、高产量、高稳定性产品。
第二道工序是磷扩散工序,目的是通过扩散磷杂质,在P型衬底硅表面形成N型硅,制作PN结。
PN结的制作是生产太阳光伏电池的核心工艺步骤。
目前我们公司主要使用的是中国电子科技集团公司第四十八研究所的扩散炉,它能达到较好的扩散控制精度。
第三道工序是后清洗工序,通过酸碱腐蚀去除扩散在硅片边缘的PN结,防止电池正负极短路。
目前我们公司使用的是德国RENA机,全自动计算机控制生产速度快。
第四道工序是PECVD工序,目的是通过等离子增强化学气相沉积在扩散面上镀上一层淡蓝色SIN膜,减少光反射,同时也起到钝化、抗氧化及绝缘作用。
目前我们公司使用的是德国产C—T管式PECVD等离子增强化学气相沉积机。
主要优点是全自动控制,提高生产效率。
第五道工序是丝网印刷工序,它分三道印刷完成,第一道是印刷背电极,目的是电池片形成良好的欧姆接触易于焊接。
第二道是印刷背电场,目的是收集载流子。
第三道是印刷正电极,目的是收集电流易于焊接。
目前我们公司使用的是意大利产BACCINI印刷机,是目前全球最先进的丝网印刷机。
第六道工序是烧结工序。
目的是通过红外加热管加热,烘干去除浆料里的有机物质,再经过高温使上下电极与硅片形成良好的欧姆接触,提高转换效率。
烧结后印刷电极可引出电流,形成电流回路。
目前我们公司使用的是美国产DESPATCH 烧结炉和德国产C—T烧结炉,设备优点是能达到快速烧结,且温度精度控制好。
最后一道工序是分类检测。
它通过模拟太阳光照射电池片,再通过模拟负载测出每片电池片的电流、电压、电阻等电性能参数,换算出转换效率进行分档。
目前我们公司使用的也是意大利产BACCINI分检机,它的优点是全自动分档范围广速度快。
丝网印刷太阳电池工艺
设备升级与改进
01
02
03
升级丝网印刷设备
引进先进的丝网印刷设备 ,提高生产效率和电极图 案的一致性。
改进加热系统
升级加热系统,实现快速 均匀的加热,以降低生产 成本和提高生产效率。
增加自动检测设备
引入自动检测设备,实现 对生产过程中各种参数的 实时监测和控制,提高生 产效率和产品质量。
07
应用领域与发展趋势
06
丝网印刷太阳电池优化与改进 建议
材料优化
选用高效材料
选择具有高转换效率和稳定性的 太阳电池材料,如多晶硅、单晶 硅等,以提高电池的能量转换效 率。
优化背电极材料
选用导电性能好、稳定性高的背 电极材料,如银、铜等,以降低 电池的内阻,提高电池的输出功 率。
选用合适的浆料
选择符合电池结构和性能要求的 浆料,包括导电浆、玻璃浆等, 以实现良好的电极导电性和附着 性。
工艺参数的影响
丝网印刷工艺参数
丝网印刷工艺参数对太阳电池的性能有显著影响。参数包括刮刀速度、刮刀压力 、印刷次数、浆料粘度等。这些参数需要精确控制,以确保电极的形状、厚度和 覆盖面积符合要求,同时避免产生缺陷。
热处理温度和时间
热处理是丝网印刷太阳电池制备过程中的重要环节,它可以促进浆料中的有机物 挥发,增强电极与硅片之间的附着力。温度和时间的控制对电池的性能也有重要 影响,过高或过低的温度或时间都可能影响电极的稳定性和附着力。
非晶硅太阳电池
非晶硅太阳电池具有较低的制造成 本和较高的光电转换效率,但其稳 定性较差。
04
丝网印刷太阳电池制备工艺研 究
丝网印刷太阳电池制备工艺流程
01
02
03
04
设计和制备丝网
太阳能电池片丝网印刷知识点总结汇总
太阳能电池片丝网印刷学问点总结汇总消灭过一种降级的电池片 ,是由于刮刀有缺口,造成三根主栅上都有一条突起的刮痕,简洁引起包装碎片和焊接碎片,期望各班引以为戒, 觉察相像的问题,准时更换刮条。
G 档分类1、集中面放反:Uoc:0.57—0.60 Isc:1 左右Rs:100-200 左右Rsh:10 以内,约为 1 FF:50 以内(30-40)Irve1:12(也有正常的)Ncell:2%左右主要参数特征:Irev1>12,Rs>100,Isc=1 左右。
解释:集中时下面和反面都成 N 型,但反面 N 型集中的结浅,集中面放反后,原下面的N 型被Al 掺杂为P 型,原反面的浅结很简洁被烧穿。
2、局部集中:Uoc:0.58—0.60 Isc:3—4 Rs:10—20 Rsh:10 以内FF:50-60 左右Irev1 接近12 Ncell:10%左右主要参数特征:Isc 减小,Rsh<5,η=10解释:与上一个状况类似,下面有很多浅的结(被遮住的局部),形成局部烧穿漏电。
3、正面粘有铝浆Uoc 0.1 左右Isc:3 左右Rs 负的Rsh:0 Irev1>12Ncell<1% FF:24—25主要参数特征:Rs=-30mΩ, Rsh=0, Irve1>124、N 型片或高度补偿Uoc 0.02-0.06 Isc:5 左右Rs-20 左右Rsh:0Ncell:2-3% FF:100—200主要参数特征:Rs<0, Rsh=0, FF>100, Irev1=0.03解释:N 型片反面印刷铝浆后成为 P+型,下面集中后形成 N+型,从而产生电流。
5、方块电阻偏大Uoc 0.60-0.61 Isc:4 左右Rs:20 左右Rsh:10-20Ncell:10%左右 FF:50—60 Irev1 接近1主要参数特征:Rs 偏大, Isc 偏小, Rsh 偏小解释:方块电阻不均的直接影响就是薄层电阻 ,此外应为方块电阻偏大,致使薄层电阻偏大,串联电阻增大。
3、磷扩散工艺
• 用舟叉将装满硅片的石英舟放在碳化硅臂浆上, 保证平稳,缓缓推入扩散炉。
回温、扩散
• 打开O2,等待石英管升温至设定温度。 • 打开小N2,以设定流量通小N2(携源)进行扩散
关源、退舟、卸片
• 扩散结束后,关闭小N2和O2,将石英舟缓缓退 至炉口,降温以后,用舟叉从臂桨上取下石英 舟。并立即放上新的石英舟,进行下一轮扩散。
压缩 空气 O2 N2 N2
太阳电池对扩散的要求
• 对扩散的要求是获得适合于太阳电池p-n结需要的 结深和扩散层方块电阻。浅结死层小,电池短波响 应好,而浅结引起串联电阻增加,只有提高栅电极 的密度,才能有效提高电池的填充因子,这样,增 加了工艺难度;结深太深,死层比较明显,如果扩 散浓度太大,则引起重掺杂效应,使电池开路电压 和短路电流均下降,实际电池制作中,考虑到各个 因素,太阳电池的结深一般控制在0.3~0.5m,方 块电阻均20~70/□ 。
• 如没有待扩散的硅片,将臂浆推入扩散炉,尽 量缩短臂桨暴露在空气中的时间。
• 等待硅片冷却后,将硅片从石英舟上卸下并放 置在硅片盒中,放入传递窗传至下道工序。
扩散层薄层电阻及其测量
• 在太阳电池扩散工艺中,扩散层薄层电阻(方块电 阻)是反映扩散层质量是否符合设计要求的重要工 艺指标之一。
• 方块电阻也是标志进入半导体中的杂质总量的一个 重要参数。
• 磷扩散的系统应保持清洁干燥,如果石英管内有水汽 存在,就会使管内P2O5水解生成偏磷酸(HPO3), 使管道内出现白色沉积物和粘滞液体,石英舟容易粘 在管道上,不易拉出。因此对扩散气体脱水是十分重 要的。
• 所有的石英器具都必须轻拿轻放。
• 源瓶更换的标准操作过程:依次关闭进气阀门、出气 阀门,拔出连接管道,更换源瓶,连接管道,打开出 气阀门、再打开进气阀门。
SE电池概述
SE电池概述所谓选择性发射极(SE—seletive emitter)晶体硅电池,即在金属栅线(电极)与硅片接触部位进行重掺杂,在电极之间位置进行轻掺杂。
这样的结构可以降低扩散层复合,由此可以提高光线的短波效应,同时减少前金属电极与硅的接触电阻,使得短路电流、开路电压和填充因子都得到较好的改善,从而提高转换效率。
一、SE电池主要工艺流程(两次扩散工艺)清洗制绒→氧化→腐蚀性浆料印刷→清洗→第一次扩散→去PSG →第二次扩散→刻蚀→去PSG→PECVD→丝网印刷→烧结→测试→分选包装二、SE电池各工序工艺主要控制点1、制绒工艺制绒工序与正常生产多晶156片子工艺相同。
2、氧化工艺从制绒吹干后进入扩散间,用CT扩散炉进行氧化。
做氧化工艺之前,要进行清洗石英管、拉恒温、并运行饱和清洗工艺。
氧化采用单面插片双面氧化的方式,一根炉管一次生产200片。
3、腐蚀性浆料印刷工艺将氧化后的片子,用载片盒拿到BACCINI印刷机进行腐蚀性浆料印刷,印刷方式与正常的BACCINI印刷第三道正电极(正银)印刷类似,但浆料采用粉红腐蚀性浆料。
相应印刷情况如下:(1)浆料一种命名为:isishape SolarEtch BRS Type20 的腐蚀性浆料(2)网版网版厂家:村上精密制版(昆山),张力28±2N,纱厚60±2μm,膜厚25±1μm。
(3)印刷条件印刷条件与正常的BACCINI印刷参数类似。
丝网间距1.1mm,印刷速度100/300mm/s,印刷压力59/5N,刮胶硬度65。
(4)印刷湿重腐蚀性浆料湿重控制在0.4-0.7g。
4、清洗工艺腐蚀性浆料印刷完毕之后,在小型超声波清洗机机中,用纯水常温超声一分钟,再用纯水漂洗,并根据清洗情况及时换液。
之后放到纯水中,用小推车推至制绒车间,用超声清洗槽,常温纯水超声清洗6min。
再进行盐酸清洗、鼓泡漂洗、喷淋450s(清洗严禁进HF槽)。
然后进行甩干,甩干与正常工艺相同。
SE电池工艺与技术
传统电池工艺分析
接触电阻,而且扩散区的薄层电阻较大,也增 加了对光生电流的阻力,从而进一步增加太阳 电池的串联电阻,降低电池的填充因子,最终 使电池光电转换率下降。 因此,在传统硅太阳电池中,扩散的浓度 要适应印刷电极的要求,通常要求扩散有较高 的参杂浓度,在较高的参杂浓度下,硅片表面 载流子复合率较高,会减小短路电流密度,从 而使效率下降 。
形成的。由于其热耗少并且避免了对硅片的二次
高温处理而带来的损害等优点,因此逐渐成为了 制作选择性发射极的主要方法。
SE电池制备方法
2、单步扩散法
SE电池制备方法
2、单步扩散法 A.在硅片表面均匀涂源进行扩散和选择性腐蚀. 在硅片表面均匀涂源进行扩散,结相对较深; 丝网印刷前电极,金属化后,非电极区用等离 子体腐蚀很薄的一层,则选择性发射极也就形 成了。此方法中等离子体腐蚀需要相对复杂和 昂贵的设备,腐蚀过程中也会对电极的接触有 影响。 ???……
1、双步扩散法
精度高,但成本也高
SE电池制备方法
1、双步扩散法
SE电池制备方法
1、双步扩散法
腐蚀剂:10%-25%的氟化氢铵
SE电池制备方法
双步扩散法中硅片有两次高温热过程,对硅
片的损害较大而且热耗也很大,从成结的质量
和工艺成本来说,两步扩散法不太理想。
SE电池制备方法
2、单步扩散法 单步扩散法是为了避免双步扩散法的弊端而
SE电池制备方法
此方法中,对非印刷区的掺杂可能过低,尤其 是在短时间的快速扩散中,高浓度磷浆甚至还 来不及挥发沉积,扩散就结束了。
SE电池制备方法
D.在硅片表面不同区域沉积不同浓度的磷硅玻 璃 利用低温常压化学气相沉积的方法[APCVD] 并结合掩模,在硅片表面欲印刷电极的地方沉积 含磷浓度高的磷硅玻璃,而在其他地方沉积含 磷浓度低的磷硅玻璃,扩散后就可以在不同的 区域得到不同的掺杂,形成选择性发射极。
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GETTERING EFFICACY OF SCREEN-PRINTED EMITTERS IN MULTICRYSTALLINE SILICON FORSOLAR CELLS WITH SELECTIVE EMITTERST. M. Pletzer1,*, E. F. R. Stegemann1,2, H. Windgassen1, D. L. Bätzner1,3, R. Bleidiessel4, and H. Kurz11RWTH Aachen University, Institute of Semiconductor Electronics, Sommerfeldstraße 24, D-52074 Aachen, Germany 2now with: Q-Cells SE, OT Thalheim, Sonnenallee 17-19, 06766 Bitterfeld-Wolfen, Germany3now with: Roth & Rau Switzerland AG, Neuchatel, Switzerland4Solland Solar Cells B.V., Bohr 10 (Avantis), 6422 RL Heerlen, The Netherlands*E-mail: pletzer@iht.rwth-aachen.de, Phone: +49 241 80 27892, Fax: +49 241 80 22246ABSTRACT: Phosphorus dopant pastes are an attractive alternative to the conventional phosphorus oxychloride (POCl3) dopant source for emitter processing in solar cells, as they allow the fabrication of selective emitters on an industrial scale. In this paper it is demonstrated that single-sided uniform screen-printed emitters processed with phosphorus dopant pastes can getter multicrystalline silicon (mc-Si) wafers more effectively than conventional double-sided uniform POCl3 emitters. This result is confirmed by minority carrier lifetime measurements with the quasi-steady-state photoconductance (QSSPC) method. Solar cells with selective emitters were processed on mc-Si wafers and subsequently characterised. The current-voltage (I-V) results are improved compared to uniform POCl3 emitter solar cells and an increased internal quantum efficiency (IQE) for selective emitter solar cells is also demonstrated.Keywords: selective emitter, screen printing, multicrystalline silicon1 INTRODUCTIONThe development of new industrial solar cell concepts is accelerated by the selective emitter technology [1]. Selective emitters can increase the efficiency of solar cells by improving the IQE in the ultra-violet (UV) wavelength range due to lower recombination activity in the emitter [2, 3]. Furthermore, selective emitters permit lower contact resistance values at the front-side metallisation resulting in a lower series resistance of selective emitter solar cells compared to the conventional solar cells [3].Processing selective emitters with screen-printing of phosphorus dopant pastes [4, 5, 6] in combination with the conventional POCl3 diffusion is an attractive and emitter doping profiles [9, 10].Therefore, the purpose of this work focuses on the gettering efficacy in mc-Si wafers using uniform screen-printed emitters [6], the measurement of selective emitter profiles and the investigation of solar cells with selective emitters. The gettering efficacy of uniform screen-printed emitters is obtained by minority carrier lifetime measurements with the QSSPC method [11] and compared with results of conventional uniform POCl3 emitters, which are used as references in this work.The best phosphorus dopant paste was used to process selective emitters on mc-Si wafers. These emitters were characterised to determine phosphorus doping profiles and compared to conventional uniform POCl3 emitters.Solar cells with selective emitters were processed and characterised to explore the potential of screen-printed emitters for industrial selective emitter production.Regarding gettering efficacy and cell performance, the screen-printed doping sources for the emitter diffusion are well suited for solar cell processing with selective emitters. 2 EXPERIMENTALAll samples were processed on mc-Si wafers with boron doping (p-type) of around 1Ωcm (N A ~ 1 · 1016 cm-3), an area of 156 cm², and a thickness of 220 µm after saw damage etch for the gettering investigation and 190 µm for selective emitter characterisation and solar cell analysis. For the gettering investigation and solar cell analysis, neighbouring wafers from the same brick were used.2.1 Sample preparation for the gettering investigationThe samples for the gettering investigation are prepared by the following steps: a wet chemical alkaline texturing of mc-Si wafers in sodium hydroxide (NaOH) and a subsequent cleaning in nitric acid (HNO3) were followed by the emitter formation in two different ways: (a)uniform screen-printing of eleven different phosphorus dopant pastes on one wafer side followed by a drive-in step, (b) conventional batch POCl3 diffusion on both wafer sides as reference. The diffusion of all emitters was carried out in a quartz tube furnace. After emitter diffusion, the remaining phosphorus silicate glass (PSG) was removed in diluted hydrofluoric acid (HF) and the emitter was characterised by four-point-probe measurements to determine the emitter sheet resistance (R SH). Finally, the emitters were etched back. All samples were passivated with a-SiN x:H layers [12] and characterised by QSSPC measurements [11] to investigate the effective minority carrier lifetime (τeff) and determine the gettering efficacy. A control sample without emitter diffusion is included in the study to monitor the as-received material quality.2.2 Sample preparation for selective emitter analysisThe samples for the selective emitter analysis are prepared by the following steps: a wet chemical acid texturing and a subsequent cleaning in HNO3 of mc-Si wafers were followed by the emitter formation with the subsequent steps: screen-printing of a phosphorus dopant paste for the highly doped area of the selective emitter on2039the wafer front side, followed by a uniform POCl 3 diffusion to form the lowly doped area of the selective emitter and drive the phosphorus pastes into the wafer. Further, reference emitters were processed with the conventional batch POCl 3 diffusion on both wafer sides. The diffusion of all emitters was carried out in the same quartz tube furnace. After emitter diffusion, the PSG was removed in HF and the emitter was characterised byfour-point-probe measurements to determine the R SH . Furthermore, electrochemical capacitance-voltage (ECV) measurements [13] were used to determine the phosphorus doping profiles of the selective emitter structure. R SH values were also calculated using the corresponding doping profiles and results were compared with values from the four-point-probe measurements.2.3 Sample preparation of selective emitter solar cellsAll solar cells in this work were processed in a conventional industrial process line with wet chemical acid texturing, emitter formation, a-SiN x :H depositon for the anti reflection coating (ARC) [12] and metallisation by screen-printing, which also creates an aluminium back surface field (BSF). Solar cells with selective emitters were processed in the way described in chapter 2.2 with the combination of screen-printing and POCl 3 diffusion. The reference solar cells were processed with uniform emitters using the conventional POCl 3 diffusion. The selective emitter solar cells were studied to demonstrate the potential of screen-printed emitters for the realisation of selective emitters on an industrial scale. For this purpose, the solar cells were characterised by I-V , Suns-V OC [14], spectral response (SR) and reflection measurements. The I-V data were fitted by the two diode model and the IQE was calculated from the SR and reflection data [15]. The effective diffusion length (L eff ) was calculated graphically from the abscissa intersection of the inverse IQE over absorption length plot [16, 17, 18].3 RESULTS AND DISCUSSION3.1 Gettering investigationThe R SH of all processed samples were determined by averaging 36 measurements taken across the emitter surface. The eleven different screen-printed emitters (sample 1 to 11) were realised with the different phosphorus dopant pastes. The emitter formations with these pastes result in normally doped (50 to 65 Ω/sq.), weakly doped (65 to 110 Ω/sq.) and critically low doped emitters (above 110 Ω/sq.). It is predominantly observed that an increase in R SH is mostly correlated to the value of the standard deviation (σ). The reference POCl 3 emitter (sample 12) is normally doped, leading to R SH = 59 Ω/sq..The measured τeff values of all samples show no obvious trend. Plotting the relative differences between τeff of the gettered samples and the non-gettered control samples as shown in figure 1 clears up the data structure. The test samples 1 to 5 and 10 exhibit even more effective gettering than the POCl 3 reference sample 12. Therefore, phosphorus dopant pastes are well suited for processing selective emitters. Samples 6, 8, 9 and 11 were less effectively gettered than the POCl 3 reference.A low R SH associated with a high phosphorus concentration [9] yields higher gettering efficacy while low phosphorus concentrations reduce the getteringefficacy. A similar correlation between gettering efficacy and the phosphorus concentration in POCl 3 emitters has been found in earlier studies [8].Figure 1: Gettering efficacy based on material control sample vs. sheet resistance (R SH ). A low R SH allows a more effective gettering. Samples processed with dopant pastes of the same manufacturer are displayed with the same shape and connected by a line as a guide to the eye.3.2 Selective emitter analysisThe analysis of selective emitter structures revealed two well distinguished areas featuring different doping. This is observed by four-point-probe and ECV measurements [13]. The four-point-measurements certify the uniform POCl 3 reference emitter a typical R SH of 59 Ω/sq.. For the selective emitter R SH in the highly doped area is around 29 Ω/sq. and for the lowly doped area around 103 Ω/sq.. These measurements demonstrate the existence of the selective emitter structure.Figure 2: Electrically active phosphorus concentration (C P ) versus emitter depth (x ). C P was determined with ECV measurements. The selective emitter shows highly and lowly doped areas in contrast to the conventional uniform POCl 3 emitter.In Figure 2, the electrically active phosphorus concentrations (C P ) of the two selective emitter regions and the uniform reference POCl 3 emitter are shown. These measured C P profiles of selective emitter structures enable the identification of highly and lowly doped areas and prove the existence of selective emitter structures. The C P profiles were measured by ECV and were used to calculate the R SH values (see labels in figure 2) in a second way. These calculated R SH values are similar to the measured R SH values above and support2040the existence of a selective emitter structure.3.3 Comparison between selective and uniform emitter cellsSolar cells with screen-printed selective emitters and uniform POCl3 reference emitters were processed and characterised. The I-V measurements (see table I) certify the selective emitter solar cells the highest average solar cell efficiencies (η) with values of up to 15.3 %. The ηgain of up to 0.2 % absolute is already realised with lower fill factors (FF) than the reference solar cells with uniform POCl3 emitters. The slightly lower FF of the selective emitter solar cells are due to the solar cell process not being optimised for this emitter type. Nevertheless, values of the open-circuit voltage (V OC) and short-circuit current density (J SC) certify an increased performance for the selective emitter solar cells.Table I: Parameters of the I-V measurements on mc-Si solar cells with screen-printed selective emitters and uniform POCl3 emitters as reference. Values listed are averaged over five cells and errors given are σ.emitter type V OC J SC FF η[mV] [mA/cm²] [%] selective 615.6±1.234.0±0.1 0.73±0.01 15.3±0.2 POCl3 613.7±1.533.3±0.00.75±0.01 15.1±0.1In the following, the differences in the I-V plots are discussed with the two-diode-model parameters [19] (see table II) and further solar cell characterisation. From the I-V data, the parameters diffusion current density (J01), recombination current density (J02), series resistance (R S) and parallel resistance (R P) are derived according to the two-diode-model [19] and listed in table II. The R P of all solar cells is sufficiently high to exclude shunting loses, which would result in a low FF. The solar cells with selective emitters have lower R S values due to the lower contact resistance using selective emitter structures as well as differences in individual co-firing parameters.Table II: Parameters of the I-V data fit by the two-diode model of mc-Si solar cells with screen-printed selective emitters and uniform POCl3 emitters as reference. Values listed are averaged over five cells and errors given are σ.emitter type J01J02R S R P[pA/cm²] [nA/cm²] [Ωcm²] [kΩcm²] selective 0.7±0.087.6±8.2 0.53±0.08 1.4±0.1 POCl3 0.9±0.078.2±6.80.56±0.10 1.1±0.3J02 is traditionally considered a measure for recombination in the space charge region and can be related to the density of recombination centres in solar cells. A more effective gettering should reduce the Shockley-Read-Hall (SRH) recombination, yielding a low J02. The lowest J02 values of 78.2 nA/cm² are shown by the reference solar cells due to the more effective gettering. This is caused by the doping of the reference POCl3 emitter with R SH of around 59 Ω/sq. compared to the doping of the selective emitters with R SH of around 103 Ω/sq. for ~ 92 % of the emitter area.J01 mainly provides information about the recombination in the emitter and at the surface. The lower doping in the largest area of the selective emitter structure results in lower J01 values of 0.7 pA/cm² for these solar cells compared to the reference solar cellswith J01 values of 0.9 pA/cm². The difference in J01 isdirectly responsible for the difference in V OC, as confirmed by a simulation using the two-diode-model.Further, the differences of J01 are also observed in the determined IQE curves (see figure 3). The selectiveemitter solar cells result in a higher IQE than the uniformPOCl3 reference solar cells in the wavelength (λ) rangefrom 300 to 600 nm. This IQE gain is caused by less recombination in the selective emitter structure due to thelower emitter doping. Furthermore, the demonstratedIQE gain of the selective emitter solar cells increases theJ SC of these cells (see table I). The IQE spectra of bothsolar cell types are nearly identical above 600 nm.Figure 3: Internal quantum efficiencies (IQE) versuswavelength (λ) for selective emitter solar cells (redcurve) and reference cells with uniform POCl3 emitters(blue curve). All IQE data are averaged over five solarcells, error bars indicate σ.The IQE curves were used to calculate the L eff of thesolar cells [16, 17, 18]. These values obtained in theinfra-red (IR) region are listed in table III. The largest distance the minority carrier travel before they recombineis observed in the reference solar cells with the uniformPOCl3 emitter (L eff = 330.3 µm). The L eff value of the selective emitter solar cells is slightly lower(L eff = 327.9 µm). The differences between these twovalues can be explained by the different gettering efficacy of the processed emitters. This assumption canbe confirmed with the observed differences in the J O2values (see table II), which correlate very well with theL eff values and are also an indicator for the gettering efficacy.Table III: Parameters of the L eff calculation andSuns-V OC measurements of mc-Si solar cells withscreen-printed selective emitters and uniform POCl3emitters as reference. Values listed are averaged overfive cells and errors given are σ.emitter type L eff pseudoFFpseudoη[µm] [%]selective 327.9±3.10.80±0.01 16.3±0.2POCl3 330.3±4.30.79±0.0115.8±0.2Finally, the processed solar cells were characterisedby Suns-V OC measurements [14] to evaluate the potentialof the developed selective emitter cells. These measurements neglect the influence of R S in the solarcells and allow the calculation of pseudo FF and pseudo η. The values determined are listed in table III.2041The pseudo FF of selective emitter solar cells shows a gain of 0.01 absolute over the reference solar cells. Considering the higher real FF (see table I) of the reference solar cells, it is obvious that selective emitter solar cells can benefit greatly from further optimisations. The pseudo η of selective emitter solar cells show a gainof 0.5 % absolute over the reference solar cells. Taking into account that R S is neglected in this measurement, the largest optimisation potential is in the geometrical designof the selective emitter grid lines and in the individually adjusted metallisation using modified silver pastes.4 CONCLUSIONThe developed selective emitter concept realises an ηgain of 0.2 % absolute in the processed solar cells and shows a theoretical η gain of 0.5 % absolute. Further, an IQE gain in the UV region is demonstrated with selective emitter solar cells and an increase of J SC and V OC.The ECV measurements prove the existence of selective emitter structures manufactured by the highly and lowly doped areas, which were processed in single diffusion step. This selective emitter formation in one diffusion step is realised by combining screen-printing of phosphorus dopant pastes and POCl3 diffusion.The used phosphorus dopant pastes are suitable for the emitter formation and allow a high gettering efficacy. This is shown with single-sided uniform screen-printed emitters, which getter mc-Si wafers more effectively than the reference double-sided uniform POCl3 emitter.5 ACKNOWLEDGEMENTThe authors would like to thank B. Mayer and M. Thore from the Institute of Semiconductor Electronics, RWTH Aachen University for assistance with sample preparation and measurements. This work is part of the project “Admitter–Innovative Emitterstrukturen für Solarzellen” and has been supported by the Ministry of Economic Affairs and Energy of the State of North Rhine-Westphalia, Germany, and the European Commission.6 REFERENCES[1] S. K. Chunduri: Be selective!. Photon International,Volume 11 (2009) pp. 108-116[2] J. Horzel et al.: High efficiency industrial screenprinted selective emitter solar cells. Proceedings ofthe 16th EU PVSEC, Glasgow (2000),pp. 1112-1115[3] T. M. Pletzer: Die multikristalline Silizium-Solarzelle: Die Entwicklung zum selektivenEmitter. PhD-Thesis of the RWTH AachenUniversity, Aachen (2010)[4] J. Salami et al.: Characterization of screen printedphosphorous diffusion paste for silicon solar cells.Proceedings of the 14th International PhotovoltaicScience and Engineering Conference, Bangkok(2004), pp. 263-264[5] M. Edwards et al.: Screen-print selective diffusionsfor high-efficiency industrial silicon solar cells.Progress in Photovaltaics, Volume 16, Issue 1(2008), pp. 31-45 [6] T. M. Pletzer et al.: Extensive investigation andcharacterisation of solar cells with screen-printedemitters using phosphorus dopant pastes.Proceedings of the 24th EU PVSEC, Hamburg(2009), pp. 2080-2083[7] L. Janßen et al.: Phosphor diffusion gettering andemitter optimization of multi-crystalline siliconsolar cells. Proceedings of the 19th EU PVSEC,Paris (2004), pp. 628-631[8] D. L. Bätzner et al.: Dependence of phosphorousgettering of multicrystalline silicon on diffusionsheet resistance and ingot position. Proceedings ofthe 20th EU PVSEC, Barcelona (2005), pp. 655-658[9] J. J. C. Tsai: Shallow phosphorus diffusion profilesin silicon. Proceedings of the IEEE, Volume 57,Number 9 (1969), pp. 1499-1506[10] T. Brammer et al.: Analysis of phosphorus dopedemitter profiles of multicrystalline Si solar cells.Proceedings of the 17th EU PVSEC, Munich(2001), pp. 1842-1845[11] R. Sinton et al.: Contactless determination ofcurrent-voltage characteristics and minority-carrier lifetimes in semiconductors fromquasi-steady-state photoconductance data. AppliedPhysics Letters, Volume 69, Issue 17 (1996)pp. 2510-2512[12] L. Janßen et al.: Passivating thin bifacial siliconsolar cells for industrial production. Progress inphotovoltaics, Volume15, Issue6 (2007),pp. 469-475[13] R. Bock et al.: Accurate extraction of dopingprofiles from electrochemical capacitancemeasurements. Proceedings of the 23rd EU PVSEC,Valencia (2008), pp. 1540-1543[14] R. A. Sinton et al.: A quasi-steady-state open-circuit voltage method for solar cellcharacterization. Proceedings of the16th EU PVSEC, Glasgow (2000), pp. 1152-1155[15] W. J. Yang et al.: Internal quantum efficiency forsolar cells. Solar Energy, Volume 82, Issue 2(2008) pp. 106-110[16] P. A. Basore: Extended spectral analysis of internalquantum efficiency. Conference Record of the23th IEEE PVSC, Louisville (1993), pp. 147-152[17] M. Hirsch et al.: Analysis of internal quantumefficiency and a new graphical evaluation scheme.Solid-State Electronics, Volume 38, Number 5(1995) pp. 1009-1015[18] R. Brendel et al.: Effective diffusion lengths forminority carriers in solar cells as determined frominternal quantum efficiency analysis. Journal ofApplied Physics, Volume 85, Number 7 (1999)pp. 3634-3637[19] A. Wolf et al.: Investigation of the doubleexponential in the current-voltage characteristicsof silicon solar cells. IEEE Transactions onElectron Devices, Volume 24, Number 4 (1977),pp. 419-4282042。