背表面隧道氧化鈍化交指式背結背接觸電池制作方法技術

本發明專利技術涉及背表面隧道氧化鈍化交指式背結背接觸電池制作方法，去除硅片的損傷層并制絨，然后在硅片正面形成N

Method for making back contact type back contact back contact battery by back surface tunnel oxidation passivation

The invention relates to a back surface tunnel oxidation passivation interdigital type back contact back contact battery manufacturing method, which removes the damage layer of the silicon wafer and makes a pile, and then forms a N on the front of the silicon wafer

【技術實現步驟摘要】
背表面隧道氧化鈍化交指式背結背接觸電池制作方法
本專利技術涉及一種晶硅電池的制作方法，尤其是涉及一種背表面隧道氧化鈍化交指式背結背接觸電池制作方法。
技術介紹
太陽能電池是現有使用較多的產品，中國專利CN102800716A公開了一種太陽能電池及其制作方法。太陽能電池的基底具有重摻雜區與輕摻雜區。陽極與陰極均設置于基底的背面，因此，可增加基底的正面的入光量。陽極與陰極與重摻雜區接觸而形成選擇性射極結構，因此具有較低的接觸電阻。另外，未與電極接觸的輕摻雜區具有較低的飽和電流，因此，可減少電子-空穴對的復合，同時并可增加對于紅外線的吸收。但是該種太陽能電池仍然存在電性能有待提高的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種一種兼容傳統電池制作工藝的基礎上能夠極大地提升電性能參數的背表面隧道氧化鈍化交指式背結背接觸電池制作方法。本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：背表面隧道氧化鈍化交指式背結背接觸電池制作方法，采用以下步驟：(1)利用將硅片在KOH或NaOH堿溶液及H2O2溶液中去除損傷層，接著用四甲基氫氧化銨及異丙醇構成混合溶液對硅片進行正面制絨，形成具有1-4μm的金字塔絨面；(2)在硅片正面采取擴散或離子注入的方法，形成N+前表面場；(3)利用HF溶液去除磷硅玻璃PSG層，用HNO3和HF的混合溶液進行邊絕緣和背面拋光；(4)利用濕法化學的方法或者干法熱氧化的方法在硅片的背面生長一層超薄的隧道氧化層SiO2，接著用掩膜圖形的方法在硅片的背面形成B摻雜和P摻雜對的多晶硅層，摻雜的方式采取擴散，離子注入或者PECVD技術控制厚度在10～30nm，形成交指式的多晶硅層；(5)采取原子層沉積或PECVD技術對硅片形成N+前表面場的表面沉積厚度為20-30nm的三氧化二鋁層；(6)在硅片正面采用PECVD法或磁控濺射法生長厚度為75-85nm的氫化非晶氮化硅鈍化減反射層；(7)在硅片的背面采取熱氧化的方法生長一層厚度在2-5nm的二氧化硅層用于鈍化交指式的多晶硅層；(8)采用絲網印刷的方法電池的背面對應于摻B的區域印刷Ag/Al漿料，對應于摻P的區域印刷Ag漿料，然后在烘干爐進行烘干，確保電池片的雙面都形成良好的接觸即可。步驟(4)中采取氟硅酸H2SiO6溶液，濃度為1.3-1.7M，將硅片正面用掩膜保護起來后放入氟硅酸溶液中，根據沉積的時間來精確控制SiO2膜層的厚度，一般在2nm厚度以內的我們控制的時間為5-8分鐘。摻B和摻P的多晶硅層是基于PECVD法以高純SiH4為氣源在500-600℃下制備后經過900-1100℃下退火而成。需要注意的是：在摻B時，將非摻B的區域用掩膜遮擋，然后去掉掩膜，再將摻B的區域印上掩膜并進行摻P，這樣就在背面形成了摻B和摻P的交指式結構。隧道氧化層SiO2的厚度小于2nm。隧道氧化層除了厚度要求外，該層與硅片層接觸的界面要求比較高，微觀結構上來看比較均勻且無明顯缺陷等易導致復合的雜質。B摻雜和P摻雜對的多晶硅層中其特征在于，P摻雜的多晶硅層中P原子的含量為5×1018-1×1019cm-3，B摻雜的多晶硅層中B原子的含量為1×1019-5×1019cm-3步驟(5)沉積三氧化二鋁層時控制沉積溫度為180-200℃。步驟(6)中生長氫化非晶氮化硅鈍化減反射層時控制溫度為350-400℃。步驟(8)中烘干的溫度為200-300℃。與現有技術相比，本專利技術取代N型背結背接觸晶體硅電池背部鈍化的機制，采用一層超薄的(<2nm)的隧道氧化SiO2和一層交指式磷(P)摻雜和硼(B)摻雜的硅層，這樣的結構能極大地改變硅基底的界面質量，而且能極大地減少背表面的金屬-半導體表面復合。其最明顯的優勢在于兼容傳統的背接觸背結晶體硅電池制作工藝的基礎上能夠極大地提升電性能參數(ImpliedVoc>710mV,ImpliedFF>82％,轉換效率η>24％)。由于在交指式P+發射結和N+背表面場BSF的區域與硅基底之間增加了一層超薄的氧化層(<2nm)，這一層超薄氧化層的增加，使得界面質量得到極大地提高，會大大增加電池片的開路電壓Voc，也會增加填充因子FF,工藝可行性比較強，也比較容易與現有的產線的設備及工藝兼容，最主要的是能極大地提升開路電壓及轉換效率，是一種低成本高效率單晶硅電池的產品。附圖說明圖1為制備得到電池的結構示意圖。圖中，1-氫化非晶氮化硅鈍化減反射層、2-三氧化二鋁層、3-N+前表面場、4-N型硅片、5-隧道氧化SiO2層、6-B摻雜多晶硅層、7-P摻雜多晶硅層、8-二氧化硅層、9-Ag/Al漿料、10-Ag漿料。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術進行詳細說明。實施例1背表面隧道氧化鈍化交指式背結背接觸電池制作方法，采用以下步驟：(1)利用將硅片在KOH堿溶液及H2O2溶液中去除損傷層，接著用四甲基氫氧化銨及異丙醇構成混合溶液對硅片進行正面制絨，形成具有1μm的金字塔絨面；(2)在硅片正面采取擴散或離子注入的方法，形成N+前表面場；(3)利用HF溶液去除磷硅玻璃PSG層，用HNO3和HF的混合溶液進行邊絕緣和背面拋光；(4)利用濕法化學的方法或者干法熱氧化的方法在硅片的背面生長一層超薄的隧道氧化層SiO2，本實施例中，采取氟硅酸H2SiO6溶液，濃度為1.3M，將硅片正面用掩膜保護起來后放入氟硅酸溶液中，根據沉積的時間來精確控制SiO2膜層的厚度，一般在2nm厚度以內的時間為5分鐘，得到的SiO2膜層硅片層接觸的界面要求比較高，微觀結構上來看比較均勻且無明顯缺陷等易導致復合的雜質。摻B和摻P的多晶硅層是基于PECVD法以高純SiH4為氣源在500℃下制備后經過900℃下退火而成。需要注意的是：在摻B時，將非摻B的區域用掩膜遮擋，然后去掉掩膜，再將摻B的區域印上掩膜并進行摻P，這樣就在背面形成了摻B和摻P的交指式結構，厚度在10nm，P摻雜的多晶硅層中P原子的含量為5×1018cm-3，B摻雜的多晶硅層中B原子的含量為1×1019cm-3。(5)控制沉積溫度為180℃，采取原子層沉積或PECVD技術對硅片形成N+前表面場的表面沉積厚度為20nm的三氧化二鋁層；。(6)控制溫度為350℃，在硅片正面采用PECVD法或磁控濺射法生長厚度為75nm的氫化非晶氮化硅鈍化減反射層；(7)在硅片的背面采取熱氧化的方法生長一層厚度在2nm的二氧化硅層用于鈍化交指式的多晶硅層；(8)采用絲網印刷的方法電池的背面對應于摻B的區域印刷Ag/Al漿料，對應于摻P的區域印刷Ag漿料，然后在烘干爐進行烘干，烘干的溫度為200℃，確保電池片的雙面都形成良好的接觸即可。制備得到的背表面隧道氧化鈍化交指式背結背接觸電池的結構如圖1所示，在硅片4的上表面鍍設有N+前表面場3、三氧化二鋁層2以及氫化非晶氮化硅鈍化減反射層1，下表面依次為隧道氧化SiO2層5、B摻雜多晶硅層6、P摻雜多晶硅層7、二氧化硅層8、對應于摻B的區域印刷Ag/Al漿料9，對應于摻P的區域印刷Ag漿料10。實施例2背表面隧道氧化鈍化交指式背結背接觸電池制作方法，采用以下步驟：(1)利用將硅片在NaOH堿溶液及H2O2溶液中去除損傷層，接著用四甲基氫氧化本文檔來自技高網...

【技術保護點】
背表面隧道氧化鈍化交指式背結背接觸電池制作方法，其特征在于，該方法采用以下步驟：(1)利用將硅片在KOH或NaOH堿溶液及H

【技術特征摘要】
1.背表面隧道氧化鈍化交指式背結背接觸電池制作方法，其特征在于，該方法采用以下步驟：(1)利用將硅片在KOH或NaOH堿溶液及H2O2溶液中去除損傷層，接著用四甲基氫氧化銨及異丙醇構成混合溶液對硅片進行正面制絨，形成具有1-4μm的金字塔絨面；(2)在硅片正面采取擴散或離子注入的方法，形成N+前表面場；(3)利用HF溶液去除磷硅玻璃PSG層，用HNO3和HF的混合溶液進行邊絕緣和背面拋光；(4)利用濕法化學的方法或者干法熱氧化的方法在硅片的背面生長一層超薄的隧道氧化層SiO2，接著用掩膜圖形的方法在硅片的背面形成B摻雜和P摻雜對的多晶硅層，摻雜的方式采取擴散，離子注入或者PECVD技術控制厚度在10～30nm，形成交指式的多晶硅層；(5)采取原子層沉積或PECVD技術對硅片形成N+前表面場的表面沉積厚度為20-30nm的三氧化二鋁層；(6)在硅片正面采用PECVD法或磁控濺射法生長厚度為75-85nm的氫化非晶氮化硅鈍化減反射層；(7)在硅片的背面采取熱氧化的方法生長一層厚度在2-5nm的二氧化硅層用于鈍化交指式的多晶硅層；(8)采用絲網印刷的方法電池的背面對應于摻B的區域印刷Ag/Al漿料，對應于摻P的區域印刷Ag漿料，然后用烘干爐進行烘干，確保電池片的雙面都形成良好的接觸即可。2.根據權利要求1所述的背表面隧道氧化鈍化交指式背結背接觸電池制作方法，其特征在于，步驟(4)中將硅片正面用掩膜保護起來后放入氟硅酸溶...

【專利技術屬性】
技術研發人員：汪建強，錢崢毅，鄭飛，馬賢芳，林佳繼，張忠衛，石磊，阮忠立，
申請(專利權)人：上海神舟新能源發展有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31