晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鈍化接觸電極的結(jié)構(gòu)及其制備方法，尤其是一種高效晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]提升晶體硅電池效率，是有效降低太陽(yáng)能電池片效率的手段之一。隨著電池?cái)U(kuò)散工藝逐漸進(jìn)步，低方阻均勻擴(kuò)散電池已經(jīng)可以在產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)，滿足了降低太陽(yáng)能電池發(fā)射極雜質(zhì)，減少少子復(fù)合，從而提升電池電壓的要求。同時(shí)，為了彌補(bǔ)金屬接觸發(fā)射極升高的接觸電阻問(wèn)題，選擇發(fā)射極技術(shù)被廣泛應(yīng)用，主流的技術(shù)為激光制熔選擇發(fā)射極技術(shù)。傳統(tǒng)的激光制熔選擇性發(fā)射極為以下制備步驟:
第一步，如圖1-1所示，硅襯底Ia表面生長(zhǎng)鈍化層2a，一般為氮化硅薄膜；
第二步，如圖1-2所示，擴(kuò)散摻雜溶液噴涂，形成摻雜涂層3a，主要為磷源或者硼源；第三部，如圖1-3、圖1-4所示，激光4a開口去除表面摻雜涂層3a，同時(shí)融化硅，使摻雜物摻進(jìn)娃襯底中，形成選擇發(fā)射極5a ；
第四部，如圖1-5所示，完成金屬化，在開口處生長(zhǎng)金屬6a;方式一般為絲網(wǎng)印刷或電鍍。
[0003]上述工藝主要存在兩個(gè)問(wèn)題，第一，激光制熔帶來(lái)半導(dǎo)體損傷，會(huì)降低電壓;第二，形成的金屬電極在娃表面附著力較小，容易脫落。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)及其制備方法，鈍化接觸電極，同時(shí)防止金屬擴(kuò)散至硅襯底內(nèi)形成復(fù)合中心，達(dá)到高效的目的。
[0005]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征是，包括以下步驟:
第一步，在硅襯底表面生長(zhǎng)第一鈍化層；
第二步，使用激光開槽，在硅襯底上形成槽體，槽體由第一鈍化層表面延伸至硅襯底內(nèi)部；
第三步，在第一鈍化層表面生成第二鈍化層，第二鈍化層覆蓋第一鈍化層的表面以及槽體的側(cè)壁和底部；
第四步，在槽體中金屬化形成電極，使電極嵌在娃襯底中。
[0006]進(jìn)一步的，所述第一鈍化層采用氮化硅薄膜。
[0007]進(jìn)一步的，所述第一鈍化層的厚度為75nm。
[0008]進(jìn)一步的，所述激光的波長(zhǎng)為600?1200nm。
[0009]進(jìn)一步的，所述第二鈍化層的厚度<1nm0
[0010]進(jìn)一步的，所述第二鈍化層采用ALD生長(zhǎng)的氧化鋁。[0011 ]所述晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)，其特征是:包括硅襯底，在硅襯底表面覆蓋第一鈍化層和第二鈍化層;在所述硅襯底上設(shè)有槽體，槽體由第一鈍化層的表面延伸至硅襯底內(nèi)部，第二鈍化層覆蓋第一鈍化層以及槽體的側(cè)壁和底部;在所述槽體內(nèi)嵌設(shè)有電極。
[0012]本發(fā)明所述晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)及其制備方法，引入鈍化層和刻槽技術(shù)，一方面用激光在娃襯底表面刻槽，在金屬生長(zhǎng)時(shí)候可以停留在槽內(nèi)，增強(qiáng)附著力；另一方面在開口面生長(zhǎng)超薄鈍化膜以達(dá)到鈍化目的，同時(shí)防止金屬擴(kuò)散至硅襯底內(nèi)形成復(fù)合中心，達(dá)到高效的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1-1?圖1-5為傳統(tǒng)的激光制熔選擇性發(fā)射極的流程圖，其中:
圖1-1為在硅襯底表面生長(zhǎng)鈍化層的示意圖。
[0014]圖1-2為制作摻雜涂層的示意圖。
[0015]圖1-3為采用激光開口去除摻雜涂層的示意圖。
[0016]圖1-4為形成選擇發(fā)射極的示意圖。
[0017]圖1-5為生長(zhǎng)金屬的不意圖。
[0018]圖2-1?圖2-4為本發(fā)明所述鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)的制作流程圖，其中:
圖2-1為在硅襯底表面生長(zhǎng)第一鈍化層的示意圖。
[0019]圖2-2為在硅襯底上制作槽體的示意圖。
[0020]圖2-3為制作第二鈍化層的示意圖。
[0021 ]圖2-4為本發(fā)明所述鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]所述晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:
第一步，如圖2-1所示，在硅襯底I表面生長(zhǎng)第一鈍化層2，第一鈍化層2—般采用氮化硅薄膜，第一鈍化層2的厚度一般為75nm左右；
第二步，如圖2-2所示，使用激光開槽，在硅襯底I上形成槽體3，槽體3的深度小于硅襯底I的厚度;一般采用波長(zhǎng)相對(duì)較大的激光(波長(zhǎng)范圍一般為600?1200nm);該過(guò)程完成了去除第一鈍化層2和開槽的目的，與傳統(tǒng)方式比，該步驟利用的波長(zhǎng)相對(duì)較長(zhǎng)的激光蒸發(fā)硅，而不是熔融，從而在硅襯底表面生成了槽體；
第三步，如圖2-3所示，在第一鈍化層2表面生成較薄的第二鈍化層4，第二鈍化層4覆蓋第一鈍化層2的表面以及槽體3的側(cè)壁和底部;第二鈍化層4的厚度足夠電子從槽體3中穿越到金屬電極表面，第二鈍化層4的厚度一般SlOnm;相對(duì)于傳統(tǒng)的開槽技術(shù)，該步驟省去了槽的清理，同時(shí)利用薄膜鈍化，減少損傷對(duì)硅少子壽命的影響；第二鈍化層4同時(shí)也成為阻擋金屬擴(kuò)散進(jìn)硅襯底的障礙層，該第二鈍化層4可以用ALD生長(zhǎng)的氧化鋁，因?yàn)槠浜穸瓤煽兀g化效果好，穩(wěn)定性強(qiáng)，所以可以成為較好的鈍化層；
第四步，如圖2-4所示，在槽體3中金屬化形成電極5;所述金屬化過(guò)程可以使用多種手段，如絲網(wǎng)印刷或光誘導(dǎo)電鍍等。
[0024]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)本發(fā)明使用激光在娃襯底表面開槽，將金屬電極嵌入槽內(nèi)形成接觸，可以增加金屬電極與硅襯底的附著力；
(2)本發(fā)明在開槽內(nèi)部形成一層薄膜(第二鈍化層)，完成對(duì)槽內(nèi)硅表面的鈍化，同時(shí)薄膜的厚度可以實(shí)現(xiàn)電子可以通過(guò)遂穿效應(yīng)進(jìn)入硅襯底表面；
(3)本發(fā)明利用可控厚度的穩(wěn)定薄膜阻擋金屬的擴(kuò)散，去除激光制熔表面應(yīng)有的擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)更高電壓潛力；本發(fā)明避免了現(xiàn)有技術(shù)中激光熔融開口過(guò)程中形成的摻雜選擇發(fā)射極，避免對(duì)硅襯底造成損傷，以及造成電壓偏低等現(xiàn)象。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征是，包括以下步驟: 第一步，在硅襯底(I)表面生長(zhǎng)第一鈍化層(2); 第二步，使用激光開槽，在硅襯底(I)上形成槽體(3)，槽體(3)由第一鈍化層(2)表面延伸至娃襯底(I)內(nèi)部； 第三步，在第一鈍化層(2)表面生成第二鈍化層(4)，第二鈍化層(4)覆蓋第一鈍化層(2)的表面以及槽體(3)的側(cè)壁和底部； 第四步，在槽體(3)中金屬化形成電極(5)，使電極(5)嵌在硅襯底(I)中。2.如權(quán)利要求1所述的晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征是:所述第一鈍化層(2)采用氮化硅薄膜。3.如權(quán)利要求1所述的晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征是:所述第一鈍化層(2)的厚度為75nm。4.如權(quán)利要求1所述的晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征是:所述激光的波長(zhǎng)為600?1200nmo5.如權(quán)利要求1所述的晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征是:所述第二鈍化層(4)的厚度< 1nm06.如權(quán)利要求1所述的晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征是:所述第二鈍化層(4)采用ALD生長(zhǎng)的氧化鋁。7.—種晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)，其特征是:包括硅襯底(I)，在硅襯底(I)表面覆蓋第一鈍化層(2)和第二鈍化層(4);在所述硅襯底(I)上設(shè)有槽體(3)，槽體(3)由第一鈍化層(2)的表面延伸至硅襯底(I)內(nèi)部，第二鈍化層(4)覆蓋第一鈍化層(2)以及槽體(3 )的側(cè)壁和底部;在所述槽體(3 )內(nèi)嵌設(shè)有電極(5 )。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結(jié)構(gòu)及其制備方法，其特征是：包括硅襯底，在硅襯底表面覆蓋第一鈍化層和第二鈍化層，在硅襯底上設(shè)有槽體，槽體由第一鈍化層的表面延伸至硅襯底內(nèi)部，第二鈍化層覆蓋第一鈍化層、槽體的側(cè)壁和底部，在槽體內(nèi)嵌設(shè)有電極。所述制備方法包括以下步驟：第一步，在硅襯底表面生長(zhǎng)第一鈍化層；第二步，使用激光在硅襯底上形成槽體，槽體由第一鈍化層表面延伸至硅襯底內(nèi)部；第三步，在第一鈍化層表面生成第二鈍化層，第二鈍化層覆蓋第一鈍化層的表面以及槽體的側(cè)壁和底部；第四步，在槽體中金屬化形成電極，使電極嵌在硅襯底中。本發(fā)明鈍化接觸電極，防止金屬擴(kuò)散至硅襯底內(nèi)形成復(fù)合中心，實(shí)現(xiàn)高效。
【IPC分類】H01L31/0224, H01L31/18
【公開號(hào)】CN105633218
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610180452
【發(fā)明人】肖博
【申請(qǐng)人】無(wú)錫尚德太陽(yáng)能電力有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日