专利名称：一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法
技术领域：
本发明属于晶体硅太阳能电池エ艺领域，尤其涉及ー种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法。
背景技术：
目前通常采用A10x/SiN、Si02/SiN叠层薄膜作为钝化背面及发射极太阳能电池PERC (Passivated Emitter and Rear Cell)或纯化发射极及背面局部惨杂电池PERL(Passivated Emitter Rear Locally-diffused cell)的 P 型娃表面的纯化层，其中 SiN、A10x、SiO2薄膜可以通过用等离子体加强的化学蒸汽沉淀法PECVD (Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition)方法实现。该结构太阳能电池形成背面金属化的方法主要 是在完成正/背面介质膜的生长后，首先利用激光或刻蚀浆料对背面介质膜开槽/孔，接着对开槽/孔的区域进行局部硼掺杂，或结合丝网印刷铝浆或蒸发/溅射铝等金属形成背面金属接触，同时实现较好的电流收集及背散射效果；此外还有利用激光形成激光消蚀接触LFC (Laser Fried Contact)结构的方法。以上方法的技术或存在以下不足1.形成背面金属化前，需要利用激光或刻蚀浆料对背面介质膜开槽/孔使得エ艺流程繁冗；2.激光开槽/孔及LFC技术应用于产业化生产增加了成本；3.刻蚀浆料对刻蚀浆料的清洗过程涉及碱性溶液，一定程度上破坏正面介质膜的钝化效果，甚至造成电池漏电。
发明内容
本发明要解决的技术问题是基于上述问题，本发明提供ー种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法。本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是ー种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，包括以下エ艺步骤第一歩、背面制膜采用PECVD方法在P型硅背面沉积AlOx或SiO2薄膜，AlOx或SiO2薄膜表面沉积多孔的SiN薄膜，制得多孔、低密度或低质量的A10x/SiN或Si02/SiN叠层薄膜；第二歩、碱性溶液浸泡将硅片浸泡于碱性溶液中，形成SiN薄膜针孔；第三步、局部掺杂或金属化利用针孔实现局部硼掺杂形成η+层，或直接结合丝网印刷铝浆的方法形成背面金属接触。进ー步地，第一步中的PECVD方法中沉积温度为25 250°C，功率密度为10 100mW/cm2,压强为 20 IOOOmtorr。进ー步地，第一步中的AlOx或SiO2薄膜厚度范围为10 50nm，低膜厚不足以作为扩散阻挡层，同时易被浆料烧穿；SiN膜厚为50 100nm，膜厚小于50nm时起不到作为掩膜层的保护作用，而膜厚大于IOOnm时，难以实现局部硼掺杂或局部金属化。SiN薄膜的针孔密度为I 9X 106/cm2。
进ー步地，第二步中的碱性溶液为KOH、NH4OH或TMAH溶液，碱性溶液的体积浓度为5% 20%ο进ー步地，第二步中的浸泡温度为25 40°C，浸泡时间为I 25min。进ー步地，第二步中的SiN薄膜的针孔密度为I 9X IOVcm2，针孔孔径为I
2μ m0本发明的有益效果是1.无需利用激光或刻蚀浆料开孔/槽，简化了エ艺流程，降低了电池制备成本；2.达到良好的钝化效果，与目前产业化生产的铝背场晶体硅太阳能电池相比，开路电压Voc可有效提升2 10mV，同时保持较好的接触性能。
下面结合附图对本发明进ー步说明。图I是采用PECVD方法制得A10x/SiN或Si02/SiN叠层薄膜的剖面图；图2是碱性溶液浸泡清洗后的剖面图；图3是局部硼掺杂及印刷Al浆形成局部金属化结构的剖面图。其中I.针孔，2.SiN 薄膜，3. AlOx 或 SiO2 薄膜，4. P 型硅，5. Al 层，6· η+层。
具体实施例方式现在结合具体实施例对本发明作进ー步说明，以下实施例g在说明本发明而不是对本发明的进ー步限定。ー种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，首先，采用PECVD方法在P型硅背面沉积AlOx或SiO2薄膜，AlOx或SiO2薄膜表面沉积多孔的SiN薄膜，制得多孔、低密度或低质量的A10x/SiN或Si02/SiN叠层薄膜。PECVD的沉积參数为沉积温度为25 250°C，功率密度为10 100mW/cm2，压强为20 lOOOmtorr。AlOx或SiO2薄膜厚度范围为10 50nm，SiN膜厚为50 lOOnm，得到SiN薄膜的针孔密度为I 9X 106/cm2，如图I示；其次，将硅片浸泡于25 40°C的碱性溶液(如Κ0Η、ΝΗ40Η或TMAH)中I 25min，碱性溶液的体积浓度为5% 20%，得到SiN薄膜的针孔密度为I 9 X 108/cm2,针孔孔径为I 2μηι,如图2示；最后，利用这些随机的大量的针孔实现局部硼掺杂形成η+层，或直接结合丝网印刷铝浆的方法形成背面金属接触，如图3示。
权利要求
1.一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，其特征在于包括以下工艺步骤 第一步、背面制膜采用PECVD方法在P型硅背面沉积AlOx或SiO2薄膜，AlOx或SiO2薄膜表面沉积多孔的SiN薄膜，制得多孔、低密度或低质量的A10x/SiN或Si02/SiN叠层薄膜； 第二步、碱性溶液浸泡将硅片浸泡于碱性溶液中，形成SiN薄膜针孔； 第三步、局部掺杂或金属化利用针孔实现局部硼掺杂形成n+层，或直接结合丝网印刷铝浆的方法形成背面金属接触。
2.根据权利要求I所述的一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，其特征是第一步中所述的PECVD方法中沉积温度为25 250°C，功率密度为10 lOOmW/cm2，压强为20 IOOOmtorr。
3.根据权利要求I或2所述的一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，其特征是第一步中所述的AlOx或SiO2薄膜厚度范围为10 50nm，SiN膜厚为50 lOOnm，SiN薄膜的针孔密度为I 9 X IOfVcm2。
4.根据权利要求I所述的一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，其特征是第二步中所述的碱性溶液为KOH、NH4OH或TMAH溶液，碱性溶液的体积浓度为5% 20%。
5.根据权利要求I或4所述的一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，其特征是第二步中所述的浸泡温度为25 40°C，浸泡时间为I 25min。
6.根据权利要求I或4所述的一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，其特征是第二步中所述的SiN薄膜的针孔密度为I 9X 107cm2，针孔孔径为I 2 ii m。
全文摘要
本发明涉及一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，所述的方法包括以下工艺步骤采用PECVD方法制得AlOx/SiN或SiO2/SiN叠层薄膜、碱性溶液浸泡、局部掺杂或金属化。本发明简化了工艺流程，降低了电池制备成本，达到良好的钝化效果，同时保持较好的接触性能。
文档编号H01L31/0216GK102709335SQ20121014179
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月8日 优先权日2012年5月8日
发明者蔡文浩 申请人:常州天合光能有限公司