一种IBC电池制备方法与流程

本发明属于太阳能电池制备技术领域，尤其涉及一种ibc电池制备方法。

背景技术：

ibc(interdigitatedbackcontact，指交叉背接触)电池，是指电池正面无电极，电池的正负电极金属栅线呈指状交叉排列于电池背面。ibc电池最大的特点是pn结和金属接触都处于电池的背面，正面没有金属电极遮挡的影响因此具有更高的短路电流，同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻，从而提高填充因子；加上电池前表面良好钝化作用带来的开路电压增益，使得这种正面无遮挡的电池不仅转换效率高，而且看上去更美观，同时，全背电极的组件更易于装配。ibc电池由于其潜在的高效率是下一代晶硅太阳电池大规模产业化的的方向。

ibc电池在制备的过程中需要在ibc电池背面交叉结构的p区和n区及前表面进行掺杂处理。

目前传统的制备ibc电池背面交叉结构的p区和n区及前表面掺杂，一般是在掩膜保护的条件下通过高温扩散形成不同的掺杂区域(p区和n区)，由于需要多次的掩膜和高温扩散处理过程，对硅片的损伤较大，影响ibc电池的成品率。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种ibc电池制备方法，能够实现离子注入进行磷掺杂处理，并利用三溴化硼扩散的高温实现对离子注入杂质的激活，可简化ibc电池制作的流程，降低生产成本。

本发明实施例提供一种ibc电池制备方法，包括：

选取n型硅片，对硅片进行表面损伤去除和表面结构化处理，在硅片表面形成绒面；

采用离子注入技术，对形成绒面的硅片的背表面和前表面进行磷掺杂处理，在硅片的背表面和前表面形成离子掺杂层；

采用等离子体增强化学气相沉积法，对硅片的背表面和前表面进行扩散掩膜处理，在硅片的背表面和前表面形成扩散掩膜层；

去除硅片的背表面的p+区域的扩散掩膜层和离子掺杂层；

在预设温度下对硅片进行三溴化硼扩散，在硅片的背表面形成p型区域，所述p型区域的方阻控制在第一预设范围内；对离子掺杂层进行激活形成背场和前场，其中背场的方阻控制在第二预设范围内，前场的方阻控制在第三预设范围内；

去除硅片的扩散掩膜层和三溴化硼扩散形成的硼硅玻璃层；

对硅片进行化学钝化处理；

对硅片进行减反射层沉积处理；

制作硅片的金属电极。

进一步地，所述采用离子注入技术，对形成绒面的硅片的背表面和前表面进行掺杂处理，包括：以注入能量10～15kev，注入剂量1×10¹⁵～1×10¹⁶/cm²，对硅片背表面进行磷离子掺杂注入；以注入能量5～10kev，注入剂量5×10¹⁴～1×10¹⁵/cm²，对硅片前表面进行磷离子掺杂注入。

进一步地，所述扩散掩膜层的组分为sio2和sinx，厚度为50～150nm。

进一步地，所述去除硅片的背表面的p+区域的扩散掩膜和离子掺杂层，包括：采用激光或印刷腐蚀浆料，去除硅片的背表面的p+区域的扩散掩膜和离子掺杂层。

进一步地，所述第一预设范围为50-100ω/□，所述第二预设范围为30-80ω/□，所述第三预设范围为150-200ω/□。

进一步地，所述去除硅片的扩散掩膜层和三溴化硼扩散形成的硼硅玻璃层，包括：采用9％的hf溶液对硅片清洗5-8min，去除硅片的扩散掩膜层和三溴化硼扩散形成的硼硅玻璃层。

进一步地，所述对硅片进行化学钝化处理，包括：采用硝酸氧化在硅片表面生成1.5nm厚度的氧化硅层。

进一步地，述对硅片进行减反射层沉积处理，包括：采用等离子体增强化学气相沉积法沉积sinx减反射层，所述sinx减反射层的厚度为75-85nm。

进一步地，所述制作硅片的金属电极，包括：利用丝网印刷法，在硅片背面的n+背场和p+背结区域印刷金属栅线，利用烧结工艺将金属栅线形成欧姆接触。

本发明实施例与现有技术相比的有益效果是：本发明实施例提供的ibc电池制备方法，通过选取n型硅片，采用化学腐蚀对硅片进行表面损伤去除和表面结构化处理，在硅片表面形成绒面；采用离子注入技术，对形成绒面的硅片的背表面和前表面进行磷掺杂处理，在硅片的背表面和前表面形成离子掺杂层；采用等离子体增强化学气相沉积法，对硅片的背表面和前表面进行扩散掩膜处理，在硅片的背表面和前表面形成扩散掩膜层；去除硅片的背表面的p+区域的扩散掩膜层和离子掺杂层；在预设温度下对硅片进行三溴化硼扩散，在硅片的背表面形成p型区域，所述p型区域的方阻控制在第一预设范围内；对离子掺杂层进行激活形成背场和前场，其中背场的方阻控制在第二预设范围内，前场的方阻控制在第三预设范围内；去除硅片的扩散掩膜层和三溴化硼扩散形成的硼硅玻璃层；对硅片进行化学钝化处理；对硅片进行减反射层沉积处理；制作硅片的金属电极。本发明实施例能够实现离子注入进行磷掺杂处理，并利用三溴化硼扩散的高温实现对离子注入杂质的激活，可简化ibc电池制作的流程，降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种ibc电池制备方法的流程示意图；

图2为本发明另一个实施例提供的一种ibc电池制备方法的流程示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种ibc电池制备方法的流程示意图。本实施例详述如下：

s101：选取n型硅片，对硅片进行表面损伤去除和表面结构化处理，在硅片表面形成绒面。

在本发明实施例中，n型硅片的电阻率值3-12ω·cm。可采用化学腐蚀的方法对硅片进行表面损伤去除和表面结构化处理。其中绒面的形状为倒金字塔。

s102：采用离子注入技术，对形成绒面的硅片的背表面和前表面进行磷掺杂处理，在硅片的背表面和前表面形成离子掺杂层。

s103：采用等离子体增强化学气相沉积法，对硅片的背表面和前表面进行扩散掩膜处理，在硅片的背表面和前表面形成扩散掩膜层。

在本发明实施例中，等离子体增强化学气相沉积法(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，pecvd)是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出扩散掩膜层。

s104：去除硅片的背表面的p+区域的扩散掩膜层和离子掺杂层。

在本发明实施例中，硅片上的p+区域可以根据设计需要进行制作。p+区域为硅片上用于形成p型结的区域。

s105：在预设温度下对硅片进行三溴化硼扩散，在硅片的背表面形成p型区域，所述p型区域的方阻控制在第一预设范围内；对离子掺杂层进行激活形成背场和前场，其中背场的方阻控制在第二预设范围内，前场的方阻控制在第三预设范围内。

在本发明实施例中，预设温度为三溴化硼扩散需要的高温条件，优选的为900摄氏度～1000摄氏度。其中背场和前场分别指的是硅片背表面和前表面的离子掺杂层。

s106：去除硅片的扩散掩膜层和三溴化硼扩散形成的硼硅玻璃层。

在本发明实施例中，在步骤s105的三溴化硼扩散中会在硅片上形成硼硅玻璃层。

s107：对硅片进行化学钝化处理。

在本发明实施例中，n型硅片在经过三溴化硼扩散后在表面形成p+发射层，该发射层的表面符合较为严重，通常需要采用钝化处理来降低表面复合对电池的影响。

s108：对硅片进行减反射层沉积处理。

s109：制作硅片的金属电极。

从上述实施例可知，本实施例通过首先对硅片进行离子出入磷掺杂处理，再对硅片进行高温条件下的三溴化硼扩散处理，能够实现离子注入进行磷掺杂处理，并利用三溴化硼扩散的高温实现对离子注入杂质的激活，可简化ibc电池制作的流程，降低生产成本。

参考图2，图2为本发明另一个实施例提供的一种ibc电池制备方法的流程示意图。本实施例详述如下：

s201：选取n型硅片，对硅片进行表面损伤去除和表面结构化处理，在硅片表面形成绒面。

s202：以注入能量10kev～15kev，注入剂量1×10¹⁵/cm²～1×10¹⁶/cm²，对硅片背表面进行磷离子掺杂注入。

s203：以注入能量5kev～10kev，注入剂量5×10¹⁴/cm²～1×10¹⁵/cm²，对硅片前表面进行磷离子掺杂注入。

s204：采用等离子体增强化学气相沉积法，对硅片的背表面和前表面进行扩散掩膜处理，在硅片的背表面和前表面形成扩散掩膜层。

s205：去除硅片的背表面的p+区域的扩散掩膜层和离子掺杂层。

s206：在预设温度下对硅片进行三溴化硼扩散，在硅片的背表面形成p型区域，所述p型区域的方阻控制在50-100ω/□；对离子掺杂层进行激活形成背场和前场，其中背场的方阻控制在30-80ω/□，前场的方阻控制在150-200ω/□。

s207：去除硅片的扩散掩膜层和三溴化硼扩散形成的硼硅玻璃层。

s208：对硅片进行化学钝化处理。

s209：对硅片进行减反射层沉积处理。

s210：制作硅片的金属电极。

在本发明的一个实施例中，上述步骤s103中的扩散掩膜层的组分为sio2和sinx，厚度为50～150nm。

在本发明实施例中，

在本发明的一个实施例中，上述步骤s104包括：采用激光或印刷腐蚀浆料，去除硅片的背表面的p+区域的扩散掩膜和离子掺杂层。

在本发明的一个实施例中，上述步骤s106包括：采用9％的hf溶液对硅片清洗5-8min，去除硅片的扩散掩膜层和三溴化硼扩散形成的硼硅玻璃层。

在本发明的一个实施例中，上述步骤s107包括：采用硝酸氧化在硅片表面生成1.5nm厚度的氧化硅层。

在本发明的一个实施例中，上述步骤s108包括：采用等离子体增强化学气相沉积法沉积sinx减反射层，该sinx减反射层的厚度为75-85nm。

在本发明的一个实施例中，上述步骤s109包括：利用丝网印刷法，在硅片背面的n+背场和p+背结区域印刷金属栅线，利用烧结工艺将金属栅线形成欧姆接触。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。