一种双面电池的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能电池制备领域，具体地说涉及一种双面电池的制备方法。
【背景技术】
[0002]双面晶体硅太阳能电池采用双面金属栅线结构，电池的正反两面可以同时受光发电，因而可显著增加了单位面积的电能输出。这种双面的电池结构与传统的单面铝背场电池结构相比，间接的、大幅度的提高了单位电能输出，达到了单面高效太阳能电池发电的效果，大幅度降低了太阳能电池每瓦的发电成本。
[0003]以P型硅为例，传统的双面电池制备流程如下:
[0004]RCA清洗一磷扩散面阻挡层沉积一硼扩散一磷扩散面阻挡层去除一硼扩散面阻挡层沉积一磷扩散一硼扩散面阻挡层去除一双面进行SiNx沉积一双面丝网印刷栅线并烘干—共烧完成电池金属化。
[0005]常规双面电池的生产工艺中往往需要进行磷扩散和硼扩散两个高温过程，在每一次高温扩散之前都需要对非扩散面进行阻挡隔离，然后再去除阻挡层，工艺步骤冗繁，且扩散均匀性差。此外，第二次高温扩散过程会使第一次高温扩散后的扩散曲线发生改变，如表面掺杂浓度降低、结深增加，还会导致双面电池的接触电阻增加、电接触性能下降。同时，多次高温过程易导致硅衬底的杂质浓度增加，电池的体复合随之加剧，最终表现为电池开路电压和转换效率的下降。
[0006]因此，需要有一种不同于现有技术的双面电池制备工艺，已解决现有技术中通过两次高温扩散过程才能得到双面电池的缺陷。
【发明内容】
[0007]为了解决现有技术中通过两次高温扩散过程才能得到双面电池，且双面电池效率低下的问题，本发明提供了一种双面电池的制备方法。
[0008]根据本发明的一个方面，提供一种双面电池的制备方法，其中，所述方法包括步骤:
[0009]a)在硅片的第一表面采用PECVD工艺形成含硼二氧化硅层；
[0010]b)在所述硅片的第二表面采用PECVD工艺形成含磷二氧化硅层；
[0011]c)将所述硅片置于高温扩散炉中，并向所述高温扩散炉中通入氮气，对所述硅片进行扩散。
[0012]根据本发明的一个【具体实施方式】，所述步骤a)进一步为使用三甲基硼和二氧化碳对所述硅片的第一表面进行PECVD形成含硼二氧化硅层；
[0013]所述三甲基硼的流量为500sccm?550sccm ；
[0014]所述二氧化碳的流量为300sccm?330sccm。
[0015]根据本发明的另一个【具体实施方式】，所述步骤a)中进行PECVD的时间为400s?450so
[0016]根据本发明的又一个【具体实施方式】，所述步骤a)中进行PECVD的反应温度为200 °C ?220。。。
[0017]根据本发明的又一个【具体实施方式】，所述步骤b)进一步为使用磷烷和二氧化碳对所述硅片的第二表面进行PECVD形成含磷二氧化硅层；
[0018]所述磷烧的流量为50sccm?10sccm ；
[0019]所述二氧化碳的流量为300sccm?330sccm。
[0020]根据本发明的又一个【具体实施方式】，所述步骤b)中进行PECVD的时间为380s?400so
[0021]根据本发明的又一个【具体实施方式】，所述步骤b)中进行PECVD的反应温度为200 °C ?220。。。
[0022]根据本发明的又一个【具体实施方式】，在所述步骤c)中，所述氮气的流量为21L/min0
[0023]根据本发明的又一个【具体实施方式】，其中，所述高温扩散炉中的温度为8500C?1000 °C，保温时间为30min?60min。
[0024]本发明提供的双面电池制备方法，采用如下工艺流程:双面制绒一一面PECVD沉积含磷二氧化硅层一一面PECVD沉积掺硼二氧化硅层一双面共扩散一双面进行SiNx沉积—双面丝网印刷栅线并烘干一共烧完成电池金属化。一次高温扩散则不需要形成隔离层，简化了制备工艺；其一次完成扩散，扩散均匀性好。此外，一次扩散不会出现二次扩散造成的电池表面掺杂浓度降低、结深增加等问题，可以有效提高所制备的双面电池的开路电压和转换效率。
【附图说明】
[0025]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0026]图1所示为根据本发明提供的一种双面电池的制备方法的一个【具体实施方式】的流程示意图；
[0027]图2(a)和图2(b)所示为不同衬底的双面电池的结构示意图。
[0028]附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
【具体实施方式】
[0029]下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
[0030]参考图1，图1所示为根据本发明提供的一种双面电池的制备方法的一个【具体实施方式】的流程示意图。
[0031]步骤S101，在娃片的第一表面米用 PECVD(Plasma Enhanced Chemical VaporD印osit1n，等离子体增强化学气相沉积)工艺形成含硼二氧化硅层。参考图2(a)和图2 (b)，所述娃片是N型娃片或者是P型娃片均可。
[0032]优选的，使用三甲基硼(TMB)和二氧化碳(CO2)对所述硅片100的第一表面进行PECVD形成含硼二氧化硅层200。其中，所述三甲基硼的流量为500sccm?550sccm，例如:500sccm，525sccm或者550sccm。所述二氧化碳的流量为300sccm?330sccm，例如:300sccm，315sccm 或者 330sccm。
[0033]优选的，形成含硼二氧化硅层200时进行PECVD时间为400s?450s，例如:400s，425s或者450s。优选的，形成含硼二氧化硅层200的反应温度为200°C?220°C，例如:200°C，210°C 或者 220 0C ο
[0034]形成含硼二氧化硅层200后，执行步骤S102，在所述硅片100的第二表面采用PECVD工艺形成含磷二氧化硅层300。
[0035]优选的，使用磷烷(PH3)和二氧化碳(CO2)对所述硅片100的第二表面进行PECVD形成含磷二氧化娃层300。其中，所述磷烧的流量为50sccm?lOOsccm，例如:50sccm，75sccm 或者 lOOsccm。所述二氧化碳的流量为 300sccm ?330sccm，例如:300sccm，315sccm或者 330sccm。
[0036]优选的，形成含磷二氧化硅层300时进行PECVD时间为280s?400s，例如:380s，390s或者400s。优选的，形成含磷二氧化硅层300的反应温度为200°C?220°C，例如:200°C，210°C 或者 220 0C ο
[0037]步骤S102接收后，在硅片100的两面分别形成了含硼二氧化硅层200和含磷二氧化硅层300，之后需对硅片100进行高温扩散处理。因此，继续执行步骤S103，将所述硅片置于高温扩散炉中，并向所述高温扩散炉中通入氮气(N2)，对所述硅片进行扩散。通过一次高温扩散过程，一步完成双面电池的两面扩散。
[0038]优选的，通入高温扩散炉中的氮气的流量为21L/min。优选的，所述高温扩散炉中的温度为850°C?1000°C，例如:850°C，923°C或者1000°C。优选的，硅片100在所述高温扩散炉中的保温时间为30min?60min，例如:30min，45min或者60min。
[0039]经高温扩散后，在硅片100的两面再分别沉积SiNx薄膜，SiNx薄膜不但具有减反射功能，此外还具有钝化晶体硅发射极表面，减少载流子的复合的作用。
[0040]可选的，在沉积SiNx薄膜之后，对硅片100的两面分别进行丝网印刷形成栅线并烘干，最后共烧完成双面电池的金属化，至此制备出成品双面电池。可以理解，除了通过丝网印刷之外，还可以采用其他常用方式形成双面电池的电极，例如电镀的方式。
[0041]本发明提供的双面电池的制备方法，通过一次高温扩散工艺即可完成电池的双面扩散，工艺简单，扩散均匀性好；避免了二次扩散造成的电池表面掺杂浓度低、金属栅线接触电阻增加等问题；并使得制备而成的双面电池光电转换效率高。
[0042]虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。
[0043]此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。
【主权项】
1.一种双面电池的制备方法，其中，所述方法包括步骤: a)在硅片的第一表面采用PECVD工艺形成含硼二氧化硅层； b)在所述硅片的第二表面采用PECVD工艺形成含磷二氧化硅层； c)将所述硅片置于高温扩散炉中，并向所述高温扩散炉中通入氮气，对所述硅片进行扩散。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述步骤a)进一步为使用三甲基硼和二氧化碳对所述硅片的第一表面进行PECVD形成含硼二氧化硅层； 所述三甲基硼的流量为500sccm?550sccm ； 所述二氧化碳的流量为300sccm?330sccm。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述步骤a)中进行PECVD的时间为.400s ?450s。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述步骤a)中进行PECVD的反应温度为.200 °C ?220。。。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述步骤b)进一步为使用磷烷和二氧化碳对所述硅片的第二表面进行PECVD形成含磷二氧化硅层； 所述磷烧的流量为50sccm?10sccm ； 所述二氧化碳的流量为300sccm?330sccm。
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其中，所述步骤b)中进行PECVD的时间为.380s ?400s。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述步骤b)中进行PECVD的反应温度为200 °C ?220。。。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在所述步骤c)中，所述氮气的流量为21L/.min0
9.根据权利要求1或8所述的制备方法，其中，所述高温扩散炉中的温度为850°C?.1000 °C，保温时间为30min?60min。
【专利摘要】本发明公开了一种双面电池的制备方法，该方法包括以下步骤：在硅片的第一表面通过等离子体增强化学气相沉积形成含硼二氧化硅层；在所述硅片的第二表面通过等离子体增强化学气相沉积形成含磷二氧化硅层；将所述硅片置于高温扩散炉中，并向所述高温扩散炉中通入氮气，对所述硅片进行扩散。采用本发明提供的制备方法，可以有效减少二次扩散造成的电池表面掺杂浓度降低、接触电阻增加等问题，并有效提高双面电池的开路电压和转换效率。
【IPC分类】H01L31-18
【公开号】CN104538485
【申请号】CN201410621635
【发明人】权微娟, 王仕鹏, 黄海燕, 陆川
【申请人】浙江正泰太阳能科技有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月6日