选择性多晶硅薄膜的钝化接触结构的制作方法

本实用新型涉及一种太阳电池的钝化接触结构，尤其涉及一种选择性多晶硅薄膜的钝化接触结构，属于太阳电池制备技术领域。

背景技术：

近年来，钝化接触技术在晶体硅太阳电池领域受到了广泛的关注，其中德国弗朗恩禾费太阳能系统研究所研制出效率达到25.1%的钝化接触太阳电池，其钝化接触采用隧穿二氧化硅层，以及叠加在隧穿二氧化硅层上的多晶硅薄膜。该钝化接触太阳电池采用真空蒸镀法制备金属电极，短期内还无法大规模生产。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中，钝化接触技术无法大规模生产的技术问题，提供一种选择性多晶硅薄膜的钝化接触结构及其制备方法，进一步提高太阳电池的效率，将钝化接触技术推向量产。

为此，本实用新型采用如下技术方案：

选择性多晶硅薄膜的钝化接触结构，在晶体硅表面制备有一层厚度<2 nm 的二氧化硅层，在二氧化硅层表面制备掺杂多晶硅薄膜，所述掺杂多晶硅薄膜在无金属接触区域具有第一厚度，在有金属接触区域具有第二厚度，且第一厚度小于第二厚度，在多晶硅薄膜的第二厚度区域表面形成金属电极。

进一步地，所述第一厚度为5-2000 nm，所述第二厚度为30-70000 nm。

进一步地，所述第一厚度为50-500 nm，所述第二厚度为100-10000 nm。

进一步地，所述第一厚度为50-200 nm，所述第二厚度为100-1000 nm。

本实用新型的的制备方法，包含如下步骤：

S1：硅片清洗：

S2：表面氧化硅制备：采用热氧化工艺，或者热硝酸氧化工艺，或者臭氧氧化工艺形成厚度<2 nm的二氧化硅层；

S3：多晶硅薄膜制备：采用低压化学气相沉积法(Low Pressure Chemical Vapor Deposition: LPCVD)或者等离子增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: PECVD )沉积多晶硅薄膜，多晶硅薄膜的厚度为30-70000 nm；

S4：多晶硅薄膜表面掩膜的制备：在上述多晶硅薄膜上印刷掩膜；

S5：多晶硅薄膜的刻蚀：采用刻蚀的方法将无掩膜区域的多晶硅薄膜厚度减薄至5-2000 nm，形成第一厚度区域；

S6：去除掩膜层，掩膜层的下方未刻蚀的多晶硅薄膜区域为第二厚度区域；

S7：制备电极：为刻蚀的多晶硅薄膜上面采用丝网印刷的技术制备金属电极，金属电极印刷在第二厚度区域上。

在步骤S3中，所述多晶硅薄膜可以为原位掺杂多晶硅薄膜，也可以为本征多晶硅薄膜，若为本征多晶硅薄膜，则需要后续掺杂。

在步骤S5中，所述刻蚀工艺为化学刻蚀、等离子刻蚀或者机械刻蚀中的一种或者多种组合。

在步骤S7中，所述电极的材料可以为银浆、铝浆、银铝浆、铜浆料的一种或则多种组合。

本实用新型具有如下有益效果：

由于目前大部分商业化的晶体硅太阳电池采用丝网印刷技术制备电极，因此，将丝网印刷技术和钝化接触技术相结合是快速实现钝化接触工艺产业化的途径。而目前丝网印刷的金属，如银浆，在硅表面的烧结深度较深，极容易破坏钝化接触薄膜，如多晶硅薄膜，在这种情况下将破坏了钝化接触的效果。本实用新型通过在金属接触区域和非金属接触区域设计不同厚度的多晶硅薄膜，使金属电极的制备区域具有较厚的多晶硅薄膜，有效地防止了金属电极破坏钝化接触的效果；使传统的丝网印刷技术能够和钝化接触技术有效地结合在一起。另一方面，由于多晶硅薄膜对光线的吸收较大，若其厚度太厚将导致太阳电池电流损失过大，因此，本实用新型中的多晶硅薄膜在非金属区域具有较薄的厚度，可有效地防止太阳电池的电流损失。综上，本实用新型有利于将钝化接触技术推向量产，同时，有效地提高太阳电池的效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型制备方法的流程示意图；

图中，1是硅基体；2是二氧化硅层； 3是掺杂多晶硅薄膜；3a是掺杂多晶硅薄膜的第一厚度区域，3b是掺杂多晶硅薄膜的第二厚度区域；4是金属电极。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，本实用新型中与现有技术相同的部分将参考现有技术。

如图1所示，本实用新型提供的选择性多晶硅薄膜的钝化接触结构，在晶体硅1的表面制备有一层二氧化硅层2，二氧化硅层2的厚度<2 nm，在二氧化硅层2的表面制备掺杂多晶硅薄膜3，掺杂多晶硅薄膜3在不同的区域具有不同的厚度，具体地，在无金属接触区域具有第一厚度3a，在有金属接触区域具有第二厚度3b，且第一厚度3a小于第二厚度3b，第一厚度的范围为5-2000 nm，第二厚度的范围为30-70000 nm；在多晶硅薄膜的第二厚度区域表面形成金属电极4。

下文示例性地列出本实用新型的几种制备方法：

制备方法示例一：

如图2所示，本实施例的选择性多晶硅薄膜的钝化接触结构的制备方法，包含如下步骤：

S1：硅片清洗：

S2：表面氧化硅制备：采用热氧化工艺制备厚度为1.5 nm的二氧化硅层；

S3：多晶硅薄膜制备：采用低压化学气相沉积法(LPCVD)沉积磷掺杂或者硼掺杂的多晶硅薄膜，该多晶硅薄膜的厚度为200 nm；

S4：在该多晶硅薄膜表面印刷掩膜；

S5：多晶硅薄膜的刻蚀：采用HF/HNO3溶液刻蚀多晶硅薄膜，使其厚度降低至70 nm，形成第一厚度区域；

S6：去除掩膜层，掩膜层的下方未刻蚀的多晶硅薄膜区域为第二厚度区域；

S7：制备电极：为刻蚀的多晶硅薄膜上面采用丝网印刷的技术制备金属电极，金属电极印刷在第二厚度区域上，金属电极采用银电极。

制备方法示例二：

如图2所示，本实施例的选择性多晶硅薄膜的钝化接触结构的制备方法，包含如下步骤：

S1：硅片清洗：

S2：表面氧化硅制备：采用热硝酸工艺制备厚度为1.3nm的二氧化硅层；

S3：多晶硅薄膜制备：采用低压化学气相沉积法(LPCVD)沉积磷掺杂或者硼掺杂的多晶硅薄膜，该多晶硅薄膜的厚度为100 nm；

S4：在该多晶硅薄膜表面印刷掩膜；

S5：多晶硅薄膜的刻蚀：采用HF/HNO3溶液刻蚀多晶硅薄膜，使其厚度降低至50 nm，形成第一厚度区域；

S6：去除掩膜层，掩膜层的下方未刻蚀的多晶硅薄膜区域为第二厚度区域；

S7：制备电极：为刻蚀的多晶硅薄膜上面采用丝网印刷的技术制备金属电极，金属电极印刷在第二厚度区域上，金属电极采用银铝电极。

制备方法示例三：

如图2所示，本实施例的选择性多晶硅薄膜的钝化接触结构的制备方法，包含如下步骤：

S1：硅片清洗：

S2：表面氧化硅制备：采用臭氧氧化工艺制备厚度为1.2nm的二氧化硅层；

S3：多晶硅薄膜制备：采用等离子增强化学气相沉积法(PECVD )沉积磷掺杂或者硼掺杂的多晶硅薄膜，该多晶硅薄膜的厚度为100 nm；

S4：在该多晶硅薄膜表面印刷掩膜；

S5：多晶硅薄膜的刻蚀：采用机械刻蚀方法刻蚀多晶硅薄膜，使其厚度降低至60nm，形成第一厚度区域；

S6：去除掩膜层，掩膜层的下方未刻蚀的多晶硅薄膜区域为第二厚度区域；

S7：制备电极：为刻蚀的多晶硅薄膜上面采用丝网印刷的技术制备金属电极，金属电极印刷在第二厚度区域上，金属电极采用铝电极。