专利名称：晶体硅太阳能电池选择性发射结的制备方法
技术领域：
本发明涉及晶体硅太阳能电池制作技术领域，特别是一 种晶体硅太阳能 电池选择性发射结的制备方法。
背景技术：
传统的太阳能电池的制备方法其工艺流程为清洗制绒、扩散、边缘腐蚀及
去磷硅玻璃、PECVD镀氮化硅薄膜、丝网印刷、烧结和电池性能测试。此传统 工艺决定了太阳能电池效率不能有很大的提高，而选择性发射结的实现可以很 大幅度的提高效率，现有的选择性发射结的实现方法有-
1. 激光刻槽法先在硅片表面生长一层薄膜，然后用激光将栅线的地方刻
槽，通过扩散工艺实现选择性发射结。
2. 印刷磷浆直接在栅线的地方印刷磷浆，通过高温炉实现选择性发射结。
3. 银浆掺杂磷在正电极银浆中惨杂含磷的化合物，通过高温实现选择性 发射结。
现有技术中存在的不足是激光刻槽法成本较高，产能小；磷浆印刷的方 法不容易控制栅线扩散的宽度，磷的挥发严重，不能形成完美的选择性发射结；
银浆掺杂磷印刷的方法中，银的烧结温度和磷的扩散温度难以匹配。
另外现有的用薄膜制备选择性发射结的方法采用的是S/02薄膜，由 于其需要高温热氧化来形成一层阻挡所需要的薄膜，工艺时间长，不利 于生产，工艺温度高会大幅度降低硅片的少子寿命。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种晶体硅 太阳能电池选择性发射结的制备方法，使其能减短工艺时间，便于生产， 且能进一步降低工艺的热耗，提高太阳能电池的光电转换效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种晶体硅太阳能电 池选择性发射结的制备方法，在硅片表面镀氮化硅薄膜，再通过腐蚀性 浆料在氮化硅薄膜上腐蚀出掩膜窗口，通过氮化硅掩膜制作选择性发射 结的重扩散区域和浅扩散区域。
实施方式一其制备步骤为a.将硅片表面清洗制绒；b.在硅片表 面镀一层氮化硅薄膜；C.通过丝网印刷的腐蚀性浆料在氮化硅薄膜表面 上开槽，制得所需的氮化硅掩膜；d.用碱性溶液对腐蚀反应物进行清洗； e.进行重扩散；f.用酸性溶液去掉氮化硅掩膜进行浅扩散。
实施方式二其制备步骤为a.将硅片表面清洗制绒；b.进行浅扩 散；c.在硅片表面镀一层氮化硅薄膜；d.通过丝网印刷的腐蚀性浆料在 薄膜表面上开槽，制得所需的氮化硅掩膜；e.用碱性溶液对腐蚀反应物 进行清洗；f.进行重扩散。
实施方式三其制备步骤为a.将硅片表面清洗制绒；b.进行重扩 散；c.去掉硅片表面的磷硅玻璃；d.在硅片表面镀一层氮化硅薄膜；e. 通过丝网印刷的腐蚀性浆料在氮化硅薄膜表面上开槽，制得所需的氮化 硅掩膜；f.用碱性溶液对非电极区域进行清洗，得到浅扩散区域；g.用
酸性溶液去掉氮化硅掩膜。
一、二、三种实施方式中，氮化硅薄膜的厚度为5nm 200nm。 实施方式四a.将硅片表面清洗制绒；b.在硅片表面镀一层氮化硅薄膜；c.通过丝网印刷的腐蚀性浆料在氮化硅薄膜表面上开槽，制得所
需的氮化硅掩膜；d.用碱性溶液对腐蚀反应物进行清洗，e.进行一次扩
散，得到重扩散区域和浅扩散区域。
实施方式四中，氮化硅薄膜的厚度为3nm 10函。 镀氮化硅薄膜的温度为200°C 500°C，镀膜采用的是PECVD技术。 腐蚀性浆料为1% 50%的氟化氢胺及有机物，其烘干温度为200
°C 500°C，烘干时间为5 30min。
本发明的有益效果采用上述方法制备的晶体硅太阳能电池选择性
发射结具有以下两个特征(1)在电池栅线下面及其附近形成高掺杂重 扩散区；(2)在其他区域形成轻掺杂浅扩散区，这样便于在低掺杂区和 高掺杂区交界处获得一个横向n+/n高低结，并在电极栅线下获得一个 n+/p结，而在非电极区形成与常规商业化太阳能电池一样的p-n结。
与常规的商业化太阳能电池相比，采用本发明所述的方法来制备的 晶体硅太阳能电池选择性发射结更有利于提高光生载流子的收集，尤其
可以提高短波光生载流子的收集率，所以可以大幅度地提高太阳能电池 的开路电压V0C、短路电流Iw和填充因子F. F.，从而使电池获得高的光 电转换效率，这样的好处正是在太阳能电池不同的区域中形成掺杂浓度 高低不同，扩散深浅不同所带来的。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。 图1是本发明的优选实施例1的流程图。 图2是本发明的优选实施例2的流程图。图3是本发明的优选实施例3的流程图。
图4是本发明的优选实施例4的流程图。
具体实施例方式
以下实施例详细说明了本发明。 实施例1
为了去除硅片表面的机械损伤层和清除表面油污和'金属杂质而形成 起伏不平的绒面，增加硅片对太阳光的吸收，所以先将硅片清洗制绒， 之后采用PECVD技术在硅片表面镀一层氮化硅薄膜，镀膜温度为200°C 500°C，膜厚度为5mn 200nm，然后用丝网印刷技术将腐蚀性浆料印刷到 氮化硅表面进行开槽，制得所需的氮化硅掩膜，槽的形状为电极的形状， 腐蚀性浆料为1% 50%的氟化氢胺及有机物，其烘干温度为20(TC 500°C，时间为5 30min，烘干后用碱性溶液对反应物进行清洗，然后 在890。C 95(TC的扩散温度下进行重扩散，完成重掺杂之后用1% 30 %的氢氟酸溶液或1% 50%的磷酸溶液去掉氮化硅掩膜再浅扩散，之 后形成选择性发射结。
实施例2
将硅片清洗制绒完后进行浅扩散，扩散工艺与常规工艺相同，然后 采用PECVD技术在硅片表面镀一层氮化硅薄膜，镀膜温度为200°C 500 。C，膜厚度为5nm 200mn，然后用丝网印刷技术将腐蚀性浆料印刷到氮 化硅表面进行开槽，制得所需的氮化硅掩膜，槽的形状为电极的形状， 腐蚀性浆料为1% 50%的氟化氢胺及有机物，其烘干温度为200°C 500°C，时间为5 30min，烘干后用碱性溶液对反应物进行清洗，然后在89(TC 95(TC的扩散温度下进行重扩散，形成选择性发射结。 实施例3
将硅片清洗制绒后进行重扩散，扩散温度为890。C 95(TC，去掉磷 硅玻璃之后采用PECVD技术在硅片表面镀一层氮化硅薄膜，镀膜温度为 200。C 500。C，膜厚度为5nm 200腿，然后用丝网印刷技术将腐蚀性浆 料印刷到氮化硅表面进行开槽，制得所需的氮化硅掩膜，开槽的区域为 非电极区，腐蚀性浆料为1% 50%的氟化氢胺及有机物，其烘干温度 为20(TC 500。C，时间为5 30min，烘干后用碱性溶液对反应物进行清
洗，此处的清洗时间与溶液的浓度相关，清洗一定时间之后可得到浅掺杂的区 域，然后用1% 30%的氢氟酸溶液或1% 50%的磷酸溶液去掉氮化硅
掩膜从而形成选择性发射结。 实施例4
将硅片清洗制绒后采用PECVD技术在硅片表面镀一层氮化硅薄膜， 镀膜温度为200。C 50(TC，膜厚度为3nm 10nm，然后用丝网印刷技术将 腐蚀性浆料印刷到氮化硅表面进行开槽，制得所需的氮化硅掩膜，开槽 的区域为电极区域，腐蚀性浆料为1% 50%的氟化氢胺及有机物，其 烘干温度为200°C 500°C，时间为5 30min，烘干后用碱性溶液对反应 物进行清洗，清洗完后进行扩散，调节扩散工艺，通过一步扩散形成选 择性发射结，因为薄膜的厚度薄，使得扩散中的部分磷可以透过氮化硅 掩膜，在氮化硅掩膜下形成浅扩散。
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权利要求
1、一种晶体硅太阳能电池选择性发射结的制备方法，其特征在于在硅片表面镀氮化硅薄膜，再通过腐蚀性浆料在氮化硅薄膜上腐蚀出掩膜窗口，通过氮化硅掩膜制作选择性发射结的重扩散区域和浅扩散区域。
2、 如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池选择性发射结的制备方法， 其特征在于有如下制备步骤a.将硅片表面清洗制绒；b.在硅片表面镀一 层氮化硅薄膜；C.通过丝网印刷的腐蚀性浆料在氮化硅薄膜表面开槽，制得所需的氮化硅掩膜；d.用碱性溶液对腐蚀反应物进行清洗；e.进行重扩 散；f.用酸性溶液去掉氮化硅掩膜进行浅扩散。
3、 如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池选择性发射结的制备方法，其特征在于有如下制备步骤a.将硅片表面清洗制绒；b.进行浅扩散；C. 在硅片表面镀一层氮化硅薄膜；d.通过丝网印刷的腐蚀性浆料在薄膜表面 开槽，制得所需的氮化硅掩膜；e.用碱性溶液对腐蚀反应物进行清洗；f. 进行重扩散。
4、 如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池选择性发射结的制备方法， 其特征在于有如下制备步骤a.将硅片表面清洗制绒；b.进行重扩散；C. 去掉硅片表面的磷硅玻璃；d.在硅片表面镀一层氮化硅薄膜；e.通过丝 网印刷的腐蚀性浆料在氮化硅薄膜表面开槽，制得所需的氮化硅掩膜；f. 用碱性溶液对非电极区域进行清洗，得到浅扩散区域；g.用酸性溶液去掉 氮化硅掩膜。
5、 如权利要求2至4中任一权利要求所述的晶体硅太阳能电池选择 性发射结的制备方法，其特征在于所述氮化硅薄膜的厚度为5nm 200nm。
6、 如权利要求5所述的晶体硅太阳能电池选择性发射结的制备方法， 其特征在于镀氮化硅薄膜的温度为20(TC 50(TC，镀膜采用的是PECVD。
7、 如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池选择性发射结的制备方法，其特征在于有如下制备步骤a.将硅片表面清洗制绒；b.在硅片表面镀一 层氮化硅薄膜；C.通过丝网印刷的腐蚀性浆料在氮化硅薄膜表面开槽，制得所需的氮化硅掩膜；d.用碱性溶液对腐蚀反应物进行清洗，e.进行一次 扩散，得到重扩散区域和浅扩散区域。
8、 如权利要求7所述的晶体硅太阳能电池选择性发射结的制备方法， 其特征在于所述氮化硅薄膜的厚度为3nm 10nm。
9、 如权利要求8所述的晶体硅太阳能电池选择性发射结的制备方法， 其特征在于镀氮化硅薄膜的温度为20(TC 50(TC ，镀膜采用的是PECVD。
10、 如权利要求2、 3、 4或7所述的晶体硅太阳能电池选择性发射结 的制备方法，其特征在于所述腐蚀性浆料中含1% 50%的氟化氢胺， 其烘干温度为200。C 500。C，烘干时间为5 30min。
全文摘要
本发明涉及一种晶体硅太阳能电池选择性发射结的制备方法，在硅片表面采用氮化硅作为掩膜进行重扩散和浅扩散，形成重扩散区域和浅扩散区域。采用本发明有利于提高光生载流子的收集，尤其可以提高短波光生载流子的收集率，所以可以大幅度地提高太阳能电池的开路电压V<sub>oc</sub>、短路电流I<sub>sc</sub>和填充因子F.F.，从而使电池获得高的光电转换效率，这样的好处正是在太阳能电池不同的区域中形成掺杂浓度高低不同，扩散深浅不同所带来的。
文档编号H01L31/18GK101587919SQ20091002971
公开日2009年11月25日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者刘亚锋, 张学玲, 邓伟伟 申请人:常州天合光能有限公司