一種背結(jié)-背接觸太陽能前表面場(chǎng)制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太陽電池的制備方法，尤其是一種背結(jié)-背接觸太陽電池前表面場(chǎng)制備方法，包括步驟：將硅片進(jìn)行雙面拋光；通過激光燒蝕或者腐蝕性漿料刻蝕的方法；對(duì)硅片進(jìn)行雙面織構(gòu)化處理；將硅片放入擴(kuò)散爐中進(jìn)行雙面磷源擴(kuò)散處理；在硅片背面整個(gè)區(qū)域沉積介質(zhì)薄膜；去除硅片前表面的PSG；將硅片放入刻蝕溶液中刻蝕；去除硅片背面的介質(zhì)薄膜；對(duì)硅片進(jìn)行后續(xù)介質(zhì)薄膜沉積及金屬化工藝處理。本發(fā)明通過在背面沉積介質(zhì)薄膜，使得刻蝕工藝對(duì)電池背面基區(qū)的n+層不產(chǎn)生影響，保留了背面n+層的摻雜濃度，從而有利于降低背面基區(qū)金屬與硅基體的接觸電阻，提高太陽電池的性能。
【專利說明】一種背結(jié)-背接觸太陽能前表面場(chǎng)制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽電池的制作方法，特別是一種背結(jié)-背接觸太陽電池前表面場(chǎng)的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]背結(jié)-背接觸太陽電池被認(rèn)為是一種很有潛力的高效太陽電池，其主要優(yōu)點(diǎn)在于:1)采用少子壽命高的η型硅片作為基體，結(jié)合表面鈍化，可以獲得高的開路電壓；2)電極全部位于電池背面，前表面無電極遮光損失，可以獲得高的短路電流；3)電極全部位于電池背面，不用考慮正面遮光，因此可以設(shè)計(jì)更寬的電極寬度，從而降低電池的串聯(lián)電阻?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，背結(jié)-背接觸太陽電池效率可高達(dá)24%以上。在背結(jié)-背接觸太陽電池制備過程中通常需要在電池前表面形成一定摻雜濃度的η+層來降低電子的橫向傳輸電阻，提高前表面的鈍化效果，從而改善電池的光學(xué)和電學(xué)性能。因此，在制備背結(jié)-背接觸太陽電池過程中，如何有效地在電池前表面形成摻雜濃度適當(dāng)?shù)摩?層就顯得尤為重要。
[0003]通常可以通過磷源擴(kuò)散在背結(jié)-背接觸太陽電池前后表面形成η+重?fù)诫s層。但是通過一次磷源擴(kuò)散，在滿足背結(jié)-背接觸電池背面基區(qū)金屬-硅接觸電阻小的條件下，得到的η+前表面場(chǎng)的摻雜濃度偏高，會(huì)降低前表面場(chǎng)的鈍化效果，從而影響電池的開路電壓；另外，高摻雜濃度的η+前表面場(chǎng)還會(huì)降低前表面對(duì)短波光子的吸收，從而會(huì)降低電池的短路電流。本發(fā)明針對(duì)背結(jié)-背接觸太陽電池形成前表面場(chǎng)過程中的上述問題，開發(fā)出一種摻雜濃度適當(dāng)，具有良好電學(xué)及光學(xué)性能的η+前表面場(chǎng)制備工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可有效降低η+摻雜層摻雜濃度的背結(jié)-背接觸太陽電池前表面場(chǎng)制備方法。
[0005]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供的一種背結(jié)-背接觸太陽電池前表面場(chǎng)制備方法，其特征在于:包括以下步驟
(a)將硅片進(jìn)行雙面拋光，對(duì)拋光后的硅片背面利用硼源擴(kuò)散得到P+發(fā)射極，在硅片背面沉積80-200nm的介質(zhì)薄膜；
(b)在硅片背面局域去掉介質(zhì)薄膜，得到基區(qū)開膜圖案；
(c)對(duì)硅片進(jìn)行表面織構(gòu)化處理；
Cd)將硅片放入擴(kuò)散爐中進(jìn)行雙面磷源擴(kuò)散處理，在背面基區(qū)開膜處及前表面得到n+摻雜層；
Ce)在娃片背面沉積20-150nm的介質(zhì)薄膜；
Cf)去除硅片經(jīng)過步驟(d)步驟(e)處理后，其前表面場(chǎng)的磷硅玻璃；
(g)將硅片放入刻蝕溶液中刻蝕0.5-lmin至硅片正面方阻為100-200 Ω / 口 ；
(h)將刻蝕后的硅片放入HF溶液中浸泡以去除硅片背面的介質(zhì)薄膜；
(i)對(duì)硅片進(jìn)行后續(xù)介質(zhì)薄膜沉積及金屬化工藝； 步驟(a)中的介質(zhì)薄膜為SiNx、SiOx、SiCx的一種或多種層疊組成。
[0006]采用激光燒蝕或者濕化學(xué)刻蝕的放在去除步驟(b)中硅片背面局域去掉介質(zhì)薄膜。
[0007]步驟(d)將硅片放入擴(kuò)散爐中進(jìn)行雙面磷源擴(kuò)散處理，在背面基區(qū)開膜處及前表面得到η+摻雜層，其擴(kuò)散方阻為40-90 Ω/□;
步驟(e)中的介質(zhì)薄膜為SiNx、SiOx、SiCx的一種或多種層疊而成。
[0008]步驟(g)中所述的蝕刻溶液為HF/HN03/H20混合液。
[0009]步驟(h)中所述的HF溶液，其濃度為20%_30%，在HF溶液中浸泡是時(shí)間為10_50mino
[0010]本發(fā)明通過刻蝕液的刻蝕作用，將雙面擴(kuò)散后摻雜濃度較高的n+前表面場(chǎng)刻蝕到較優(yōu)化的摻雜濃度，在刻蝕過程中，背面基區(qū)的n+摻雜層因介質(zhì)薄膜的保護(hù)而不會(huì)受到刻蝕液的影響，從而在刻蝕后得到優(yōu)化的前后n+摻雜層，既滿足了前表面場(chǎng)對(duì)光學(xué)吸收和電學(xué)性能的要求，又滿足背面基區(qū)對(duì)接觸電阻的要求。
[0011]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明通過將雙面擴(kuò)散后摻雜濃度較高的n+前表面場(chǎng)在放入蝕刻溶液中進(jìn)行刻蝕，得到優(yōu)化的n+前表面場(chǎng)，提升了 n+前表面場(chǎng)的鈍化性能，增加了前表面對(duì)短波光的吸收，從而提升電池開路電壓和短路電流，降低電子的橫向傳輸電阻；
2、本發(fā)明通過在背面沉積介質(zhì)薄膜，使得刻蝕工藝對(duì)電池背面基區(qū)的n+層不產(chǎn)生影響，保留了背面n+層的摻雜濃度，從而有利于降低背面基區(qū)金屬與硅基體的接觸電阻，提高太陽電池的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明步驟(g)中刻蝕前硅片前表面方塊電阻分布圖；
圖2為本發(fā)明步驟(g)中刻蝕后硅片前表面方塊電阻分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0014]一種背結(jié)-背接觸太陽電池前表面場(chǎng)制備方法，其特征在于:包括以下步驟
(a)將硅片進(jìn)行雙面拋光，對(duì)拋光后的硅片背面利用硼源擴(kuò)散得到P+發(fā)射極，在硅片背面沉積80-200nm的介質(zhì)薄膜,所述的介質(zhì)薄膜為SiNx、SiOx、SiCx的一種或多種層疊而成；
(b)采用激光燒蝕或濕化學(xué)刻蝕以去掉硅片背面局域的介質(zhì)薄膜，得到基區(qū)開膜圖
案；
(c)對(duì)硅片進(jìn)行表面織構(gòu)化處理；
Cd)將硅片放入擴(kuò)散爐中進(jìn)行雙面磷源擴(kuò)散處理，在背面基區(qū)開膜處及前表面得到n+摻雜層，其擴(kuò)散方阻為40-90 Ω/ □；
Ce)在娃片背面沉積20-150nm的介質(zhì)薄膜,所述的介質(zhì)薄膜為SiNx、SiOx、SiCx的一種或多種層疊而成；
Cf)去除硅片經(jīng)過步驟(d)步驟(e)處理后，其前表面場(chǎng)的磷硅玻璃；
(g)將硅片放入體積配比為1:300:30的HF/HN03/H20混合液中刻蝕0.5-lmin至硅片正面方阻為100-200 Ω/ □；
(h)將刻蝕后的硅片放入濃度為20%-30%的HF溶液中浸泡，以去除硅片背面的介質(zhì)薄膜，浸泡是時(shí)間為10-50min ；
(i)對(duì)硅片進(jìn)行后續(xù)介質(zhì)薄膜沉積及金屬化工藝；
實(shí)施例1
采用廣3.5 Ω.cm的N型單晶硅片，制備背結(jié)-背接觸太陽電池，得到摻雜濃度適當(dāng)?shù)膎+前表面場(chǎng)的步驟如下:
(a)將硅片進(jìn)行雙面拋光，對(duì)拋光后的硅片背面利用硼源擴(kuò)散得到P+發(fā)射極，擴(kuò)散方阻為100 Ω / □，利用管式PECVD在硅片背面沉積一層厚度為IlOnm的SiNx薄膜；
(b)利用刻蝕漿料刻蝕硅片背面的SiNx薄膜，得到基區(qū)開膜圖案；
(c)對(duì)硅片進(jìn)行表面織構(gòu)化處理；
(d)將硅片放入擴(kuò)散源為POCl3的擴(kuò)散爐中進(jìn)行雙面磷源擴(kuò)散，在背面基區(qū)開膜處及前表面得到n+摻雜層，其擴(kuò)散方阻為50Ω / □;
Ce)利用PECVD在硅片背面沉積厚度為80nm的SiNx薄膜；
(f)將硅片置于濃度為10%的HF溶液中，以去除硅片經(jīng)過步驟(d)步驟(e)處理后，其前表面的磷硅玻璃；
(g)將硅片放入體積配比為I=300:30的HF/HN03/H20混合液中刻蝕Imin至硅片前表面方阻為150 Ω / □；
(h)將刻蝕后的硅片放入濃度為30%的HF溶液中浸泡30min，以去除硅片背面的SiNx薄膜；
(i)對(duì)硅片進(jìn)行后續(xù)介質(zhì)薄膜沉積及金屬化工藝；
采用該工藝得到刻蝕前后硅片前表面方塊電阻的分布如圖1、圖2所示，硅片前表面的方塊電阻由刻蝕前的平均56.1 Ω / □變?yōu)榭涛g后的154.4 Ω / 口。
【權(quán)利要求】
1.一種背結(jié)-背接觸太陽電池前表面場(chǎng)制備方法，其特征在于:包括以下步驟 (a)將硅片進(jìn)行雙面拋光，對(duì)拋光后的硅片背面利用硼源擴(kuò)散得到P+發(fā)射極，在硅片背面沉積80-200nm的介質(zhì)薄膜； (b)通過激光燒蝕或者腐蝕性漿料刻蝕的方法，將硅片背面要形成η型電極局域的介質(zhì)膜去掉，得到基區(qū)開膜圖案； (c)對(duì)硅片進(jìn)行雙面織構(gòu)化處理； Cd)將硅片放入擴(kuò)散爐中進(jìn)行雙面磷源擴(kuò)散處理，在背面基區(qū)開膜處及前表面得到η.重?fù)诫s層； Ce)在硅片背面整個(gè)區(qū)域沉積20-150nm的介質(zhì)薄膜； Cf)采用單面腐蝕的方式，去除硅片前表面的PSG ； (g)將硅片放入刻蝕溶液中刻蝕0.5-lmin至硅片正面方阻為100-200 Ω / □口 ； (h)將刻蝕后的硅片放入一定濃度的HF溶液中浸泡以去除硅片背面的介質(zhì)薄膜； (i)對(duì)硅片進(jìn)行后續(xù)介質(zhì)薄膜沉積及金屬化工藝； 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種背結(jié)-背接觸太陽電池前表面場(chǎng)制備方法，其特征在于:步驟(a)中的介質(zhì)薄膜為SiNx、SiOx、SiCx的一種或多種層疊組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種背結(jié)-背接觸太陽電池前表面場(chǎng)制備方法，其特征在于:采用激光燒蝕或者濕化學(xué)刻蝕的放在去除步驟(b)中硅片背面局域去掉介質(zhì)薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種背結(jié)-背接觸太陽電池前表面場(chǎng)制備方法，其特征在于:步驟(d)將硅片放入擴(kuò)散爐中進(jìn)行雙面磷源擴(kuò)散處理，在背面基區(qū)開膜處及前表面得到n+重?fù)诫s層，其擴(kuò)散方阻為40-90 Ω/ □； 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種背結(jié)-背接觸太陽電池前表面場(chǎng)制備方法，其特征在于:步驟(e)中的介質(zhì)薄膜為SiNx、SiOx、SiCx的一種或多種層疊組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種背結(jié)-背接觸太陽電池前表面場(chǎng)制備方法，其特征在于:步驟(g)中所述的蝕刻溶液為HF/HN03/H20混合液； 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種背結(jié)-背接觸太陽電池前表面場(chǎng)制備方法，其特征在于:步驟(h)中所述的HF溶液，其濃度為20%-30%，在HF溶液中浸泡是時(shí)間為10_50min。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK103794678SQ201310620944
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】董經(jīng)兵, 朱彥斌, 李海波, 邢國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:奧特斯維能源（太倉(cāng)）有限公司