刻槽埋栅电极设计及材料优化

1.上电极要求

（1）减小串联电阻R_S。串联电阻R_S包括金属本身电阻、金属与硅体接触电阻、发射极电阻、p-n结电阻、p型半导体体电阻、p型半导体与背电极接触电阻。如果串联电阻R_S很高，导致短路电流I_sc降低。

（2）增大并联（分流）电阻R_SH。并联电阻R_SH是由于p-n结漏电流引起的，其中包括绕过电池边缘的漏电流，以及由于结区存在晶体缺陷和外来杂质的沉淀物所引起的内部漏电。如果并联电阻R_SH很低，导致开路电压V_oc降低。

（3）良好的欧姆接触、低接触电阻及粘性高。

图4-7 激光刻槽埋栅结构

2.上电极形式 上电极主栅线采用刻槽埋栅电极。图4-7示出激光刻槽埋栅结构。纵横比（沟槽横截面）为5∶1。金属线宽15～20μm用激光制作。副栅线可不开槽。如果栅线的分布太稀，会增加发射极的电阻；如果栅线的分布太密，会增加光线遮蔽面积；栅线本身宽度太窄，会增加作为金属负电极的栅线电阻。理想的栅线应当是一组分布紧密、埋入表面、高电导率的栅线组成。埋栅电极通过化学镀镍、镀铜、镀银完成。刻槽埋栅电极与丝网印制电极比较，其优点如下：

1）提高电导率，减小接触电阻，提高填充因子，使开路电压大于700mV。

2）顶层遮阳面积比较小，能提升电池的电流输出。金属栅线窄，遮阳面积减小，栅线埋在电池体内，栅线阴影面积小，减少了遮光面积，增加吸收光量，增加短路电流及填充因子。槽窄、深，总的接触面积加大，加大与硅片的接触面积，增加收集电流量及效率，使短路电流增加(www.xing528.com)

3）刻槽后对凹槽进行一次浓（重）磷扩散。浓磷扩散可增加电极与硅连接的牢固性。刻槽损伤自动得到了钝化。磷优先在损伤面积上扩散，并自动钝化开槽引起的损伤。埋栅电极处实行重掺杂使接触电阻降低，有利于欧姆接触。

4）加工过程具有良好的吸除杂质效果。

5）材料成本低。

6）用镍、铜、银作电极，降低了与硅的接触电阻，减少电池串联电阻，增大了电导率。

7）栅电极排列紧密，减小发射极电阻。埋栅电极深入到硅衬底内部，增加对基区光生电子的收集。

8）浓磷扩散降低浓磷区电阻功耗和栅电极与衬底的接触电阻功耗，提高电池的开路电压。

缺点是前期投资略多于丝网印制电极。