一种制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到太阳能电池的制备技术领域，特别涉及到一种制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法。
【背景技术】
[0002]硅基异质结电池片的衬底一般以N-型单晶硅片为主，表面通过与用PECVD方法沉积的非晶硅薄膜形成P-N结作为发射极，P-N结的形成是在两种不同材料之间，一种是带宽约在1.12eV的单晶硅，另一种是带宽约在1.72eV的非晶硅薄膜。由于带宽的差异，两种材料界面形成的结称为异质结。对于异质结电池片，由于两种成结材料带宽的较大差异，导致这类电池片的开路电压很高，通常在700mV以上。
[0003]当非晶硅薄膜在硅片正反两边依次形成之后，下一步是通过PVD溅射的方法在正反两边依次沉积一层透明的导电氧化物。导电透明氧化物层一般是用透过率高，导电性好的ITO材料，或其他元素掺杂的氧化铟。在沉积导电透明氧化物层时，容易绕镀到硅片边缘引起电池片的短路。为避免绕镀引起的电池片，常使用硅片边缘压框的方法，但牺牲了受光面的有效吸光面积。正反两边沉积完导电氧化物后，当用电镀法在导电氧化物表面制作金属栅线时，首先要在导电氧化物表面同样用溅射的方法沉积金属叠层，金属叠层包括一层粘合层与导电氧化物直接接触，和一层种子层铜，为电镀铜使用。粘合层实际上也是一层阻挡层，一般可用Ti系列金属或Ta系列金属以防止铜在导电氧化物中的扩散。金属叠层可以解决电镀铜与导电氧化物的粘合力问题。为避免边缘绕镀，沉积金属叠层时与沉积导电氧化物时一样也需要在硅片边缘使用压框。
[0004]在使用压框沉积导电氧化物时，无法保证压框能够对准硅片边缘，而且压框工序中硅片的上架与下架操作也存在一定的复杂性。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供一种制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，目的是在于不使用压框的情况下，避免制作硅基异质结电池片时采用PVD溅射法双面沉积导电透明氧化物层、阻挡层和种子层绕镀到边缘及用电镀法制作双面金属栅线所引起的边缘短路问题。
[0006]为此，本发明采用以下技术方案:
[0007]一种制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，包括:
[0008]提供正面已沉积P-型非晶硅薄膜层，反面已沉积N-型非晶硅薄膜层的硅片；
[0009]在所述硅片正反两面上沉积导电透明氧化物层；
[0010]在所述导电透明氧化物层上沉积阻挡层；
[0011]在所述阻挡层上沉积种子层，其中导电透明氧化物层、阻挡层、种子层均绕镀到硅片的四周切面；
[0012]在所述种子层外包覆上光阻材料层，其中光阻材料层包覆到硅片四周切面；
[0013]将光阻材料层包覆到硅片四周切面的部分掩膜，正反两面进行曝光显影；
[0014]刻蚀掉包覆到硅片四周切面的部分的光阻材料层；
[0015]刻蚀掉绕镀到硅片四周切面的种子层、阻挡层和导电透明氧化物层；
[0016]刻蚀掉正反两面的光阻材料层。
[0017]其中，所述导电透明氧化物层为ITO层或者掺杂其它元素的氧化铟层。
[0018]其中，所述阻挡层为Ti系列金属层或Ta系列金属层。
[0019]其中，所述Ti系列金属为TiNx或TiW金属层；所述Ta系列金属层为Ta或TaNx金属层。
[0020]其中，所述种子层为铜种子层。
[0021 ] 其中，所述光阻材料层为感光干膜。
[0022]其中，所述包覆到硅片四周切面的光阻材料层使用显影液刻蚀去除。
[0023]其中，所述绕镀到硅片四周切面的种子层、阻挡层和到导电氧化物层使用酸性腐蚀液刻蚀去除。
[0024]其中，所述正反两面的光阻材料层采用碱性腐蚀液刻蚀去除。
[0025]本发明采用上述技术方案，采用在不使用压框的情况下，不仅避免了制作硅基异质结电池片时采用PVD溅射法双面沉积导电物氧化层、阻挡层和种子层绕镀到边缘及用电镀法制作双面金属栅线所引起的边缘短路问题，又有效地利用了硅片的表面沉积导电氧化物层，增大了吸收光的吸收面积，避免电池片短路电流的损失。
【附图说明】
[0026]图1为本发明硅片被导电透明氧化物层、阻挡层、种子层及光阻材料层包裹的结构示意图。
[0027]图2为本发明将硅片正反两面光阻材料层曝光时的结构示意图。
[0028]图3为本发明刻蚀掉硅片四周切面的光阻材料层、种子层、阻挡层及导电透明氧化物层后的结构示意图。
[0029]图4为本发明制作的硅基异质结电池片时边缘绝缘后的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0031]本发明提供了一种制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，主要包括以下步骤:
[0032]第一步，将正面已沉积P-型非晶硅薄膜层，反面已沉积N-型非晶硅薄膜层的硅片1，移至PVD腔室，在硅片I表面上沉积导电透明氧化物层2，导电透明氧化物层2采用ITO(氧化铟锡)层，或者其他元素掺杂的氧化铟层；在导电透明氧化物层2上沉积阻挡层3，阻挡层3采用Ti系列金属和Ta系列金属，Ti系列金属为TiNx或TiW金属层，Ta系列金属层为Ta或TaNx金属层；在阻挡层3上沉积种子层4，种子层4为铜种子层，其中导电透明氧化物层2、阻挡层3、种子层4均绕镀到硅片的四周切面11，其中硅片的四周切面11为硅片前后左右四面的切面；在种子层4上包覆上光阻材料层5，光阻材料层5为感光干膜，其中光阻材料层5包覆到硅片四周切面。如图1所示，硅片I被导电透明氧化物层2、阻挡层3、种子层4、光阻材料层5包裹住。
[0033]第二步，将掩膜板7对准硅片I的四周切面11，遮挡住包覆到硅片I的四周切面11的光阻材料层5，UV光6只对光阻材料层5的正反两面进行曝光，如图2所示。
[0034]第三步，用显影液将未经曝光的包覆到硅片I的四周切面11的光阻材料层5去除掉，使种子层4暴露，其中曝光区的光阻材料层5发生化学反应后，不会被显影液腐蚀掉。用酸性腐蚀溶液将暴露出的种子层4腐蚀去除，使阻挡层3暴露；再将暴露的阻挡层3腐蚀去除，使导电物氧化层2暴露；再将暴露的导电物氧化层2腐蚀去除。如图3所示。
[0035]第四步，用碱性溶液将覆在硅片I正反两面的光阻材料层5去除掉，完成制作硅基异质结电池片时的边缘绝缘。如图4所示，硅片I只有正反两边保留导电透明氧化物层2及阻挡层3及种子层4。
[0036]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，其特征在于，包括: 提供正面已沉积P-型非晶硅薄膜层，反面已沉积N-型非晶硅薄膜层的硅片； 在所述硅片正反两面上沉积导电透明氧化物层； 在所述导电透明氧化物层上沉积阻挡层； 在所述阻挡层上沉积种子层，其中导电透明氧化物层、阻挡层、种子层均绕镀到硅片的四周切面； 在所述种子层外包覆上光阻材料层，其中光阻材料层包覆到硅片四周切面； 将光阻材料层包覆到硅片四周切面的部分掩膜，正反两面进行曝光显影； 刻蚀掉包覆到硅片四周切面的部分的光阻材料层； 刻蚀掉绕镀到硅片四周切面的种子层、阻挡层和导电透明氧化物层； 刻蚀掉正反两面的光阻材料层。
2.根据权利要求1所述的制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，其特征在于，所述导电透明氧化物层为ITO层或者掺杂其它元素的氧化铟层。
3.根据权利要求1所述的制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，其特征在于，所述阻挡层为Ti系列金属层或Ta系列金属层。
4.根据权利要求3所述的制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，其特征在于，所述Ti系列金属为TiNx或TiW金属层；所述Ta系列金属层为Ta或TaNx金属层。
5.根据权利要求1所述的制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，其特征在于，所述种子层为铜种子层。
6.根据权利要求1所述的制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，其特征在于，所述光阻材料层为感光干膜。
7.根据权利要求1所述的制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，其特征在于，所述包覆到硅片四周切面的光阻材料层使用显影液刻蚀去除。
8.根据权利要求1所述的制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，其特征在于，所述绕镀到硅片四周切面的种子层、阻挡层和到导电氧化物层使用酸性腐蚀液刻蚀去除。
9.根据权利要求1所述的制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，其特征在于，所述正反两面的光阻材料层采用碱性腐蚀液刻蚀去除。
【专利摘要】本发明公开了一种制作硅基异质结电池片时边缘绝缘的方法，包括：提供正面已沉积P-型非晶硅薄膜层，反面已沉积N-型非晶硅薄膜层的硅片；在所述硅片正反两面上沉积导电透明氧化物层；在所述导电透明氧化物层上沉积阻挡层；在所述阻挡层上沉积种子层，其中导电透明氧化物层、阻挡层、种子层均绕镀到硅片的四周切面；在所述种子层外包覆上光阻材料层，其中光阻材料层包覆到硅片四周切面；将光阻材料层包覆到硅片四周切面的部分掩膜，正反两面进行曝光显影；刻蚀掉包覆到硅片四周切面的部分的光阻材料层；刻蚀掉绕镀到硅片四周切面的种子层、阻挡层和导电透明氧化物层；刻蚀掉正反两面的光阻材料层。本发明在于实现制作硅基异质结电池片时边缘绝缘。
【IPC分类】H01L31-18
【公开号】CN104701411
【申请号】CN201310666703
【发明人】林朝晖, 宋广华, 曾小燕, 黄辉明
【申请人】泉州市博泰半导体科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月10日