El procesamiento láser es una tecnología importante para reducir costos y aumentar la eficiencia de células solares. Tiene ventajas obvias sobre las tecnologías tradicionales en los campos de ablación con láser PERC, dopaje, reparación y metalización con láser SE; entre ellos, el ranurado por láser PERC y el dopaje con láser SE es la aplicación de tecnología de marcado láser para grabar microestructuras específicas en las celdas para lograr el propósito de mejorar la eficiencia de la conversión fotoeléctrica. La precisión del procesamiento es alta y la velocidad es rápida, y la velocidad de escaneo del galvanómetro es superior a 60 m/s.

1. Principio de dopaje con láser SE

1.1 Principio del dopaje

Células solares de emisor selectivo (SE) realice un dopaje de alta concentración en y cerca del área de contacto entre la línea de puerta metálica y la oblea de silicio, mientras que el dopaje de baja concentración se realiza en áreas distintas a los electrodos.

1.2 Efecto de la concentración de dopaje de emisores sobre la eficiencia

Dopaje de alta concentración:

Ventajas: Reducir la resistencia de contacto entre el oblea de silicio solar y el electrodo, y reducir la resistencia en serie de las células solares;

Desventajas: La recombinación de portadores aumenta y la vida útil de los portadores minoritarios se reduce, lo que afecta el voltaje del circuito abierto y la corriente de cortocircuito de las células solares.

Dopaje de baja concentración:

Ventajas: Reduce la recombinación de superficies y mejora la vida útil de los portadores minoritarios;

Desventajas: mayor resistencia de contacto, lo que afecta la resistencia en serie de las células solares.

2. Ventajas de las células solares SE

2.1 Reducir la resistencia en serie y aumentar el factor de llenado

a. La resistencia en serie de la célula solar consta de la resistencia del cuerpo de la línea de rejilla, la resistencia de contacto entre la rejilla frontal y la superficie de silicio, la resistencia de la lámina de la capa de difusión, la resistencia del cuerpo del chip de silicio, la resistencia de contacto del electrodo posterior y la resistencia del cuerpo del campo posterior. .

b. Según la teoría de la resistencia de contacto metal-semiconductor, la resistencia de contacto está relacionada con la barrera metálica y la concentración de dopaje de la superficie (Nd). Cuanto más baja es la barrera, mayor es la concentración de dopaje y menor es la resistencia de contacto.

2.2 Reducir la recombinación de portadores y mejorar el efecto de pasivación de la superficie.

a. Cuando la concentración de impurezas es superior a 1017/cm-3, la recombinación es el principal mecanismo de recombinación en los semiconductores, y la tasa de recombinación es inversamente proporcional al cuadrado de la concentración de impurezas. El dopaje superficial de SE puede reducir eficazmente el flujo lateral de los portadores en la capa de difusión y mejorar la eficiencia de recolección de los portadores.

b. Una baja concentración de dopaje en la superficie significa una baja densidad del estado de la superficie y un efecto de pasivación mejorado.

2.3 Mejorar la respuesta espectral de onda corta de las células solares y aumentar la corriente de cortocircuito y el voltaje de circuito abierto.

a. Para AM1.5, aproximadamente el 20% de la energía de la luz incidente se absorbe en la capa de difusión. La difusión superficial puede mejorar la eficiencia cuántica de esta luz solar de longitud de onda corta y aumentar la corriente de cortocircuito.

b. Debido a la existencia de una unión lateral alta y baja (n++-n+), la tensión del circuito abierto aumenta.

2.4 Según los siguientes factores que influyen en la eficiencia, el resultado final puede aumentar la eficiencia en más del 0,2% en comparación con las células solares convencionales.

3. El impacto del emisor en la eficiencia de conversión de las células solares.

3.1 Aumente adecuadamente la resistencia de la lámina para aumentar el voltaje del circuito abierto y la corriente de cortocircuito. Sin embargo, en el método de serigrafía, la resistencia de contacto entre el electrodo de Ag y el emisor de baja concentración de dopaje superficial es relativamente grande. Como resultado, la eficiencia de conversión disminuye debido a la disminución del factor de llenado;

3.2 La capa de difusión n+ de las células solares tradicionales es generalmente de 50-60 Ω/sqr, mientras que la resistencia a la difusión superficial de la estructura SE es generalmente de 100-110 Ω/sqr, y la resistencia fuertemente dopada debajo del electrodo es inferior a 40 Ω/sqr;

3.3 Para aumentar simultáneamente el voltaje del circuito abierto y la corriente de cortocircuito sin reducir el factor de llenado, las células solares de emisor selectivo están fuertemente dopadas en la parte de contacto de las células solares y ligeramente dopadas en la posición entre los electrodos;