一种背表面抛光晶体硅太阳电池的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种背表面抛光晶体硅太阳电池的制造方法，包括如下具体步骤：制绒及扩散前清洗；扩散；湿法刻蚀及去PSG；前表面镀氮化硅薄膜；背表面镀三氧化二铝膜；激光刻槽；丝网印刷及烧结，特征是：在制绒及扩散前清洗前还设有背表面镀膜工艺：在初始P型硅片的背表面按常规方法镀有一层具有掩摸作用的氮化硅薄膜。本发明是与目前工艺相比，仅在制绒及扩散前清洗工艺开始之前增加了一道背表面镀膜工艺，同时免去了单独P型硅片的背表面抛光工艺，也可以实现P型硅片的背表面抛光，从而避免了单独的背表面抛光工艺对太阳电池N型扩散层的破坏，因而可以提高晶体硅太阳能电池的光电转换效率。
【专利说明】
一种背表面抛光晶体硅太阳电池的制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及晶体硅太阳电池制造领域，尤其是涉及一种背表面抛光晶体硅太阳电池的制造方法。
【背景技术】
[0002]表面抛光能够改善背表面场的均匀性，特别有利于背表面局部点接触工艺的实现。晶体硅太阳电池制造工艺中的制绒工艺，会使电池的背表面也会形成如图1所示的绒面结构，由于背表面绒面的存在，使得湿法刻蚀及去PSG(磷硅玻璃)工艺无法对背表面实现抛光。这样需要在湿法刻蚀及去PSG工艺后面增加一道单独的背表面抛光工艺，来实现太阳电池的背表面抛光。如图3所示，普通背表面抛光局部点接触晶体硅太阳电池的生产工艺流程，在湿法刻蚀及去PSG工艺后面增加了一道背表面抛光工艺。
[0003]如上所述，背表面抛光工艺所采用的酸性溶液会挥发而形成酸雾，酸雾会腐蚀太阳电池的N型扩散层，从而破坏太阳电池的PN结，会使太阳电池的转换效率降低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种背表面抛光晶体硅太阳电池的制造方法，它是在制绒及扩散前清洗工艺前增加了一道背表面镀膜工艺，免去了单独P型硅片的背表面抛光工艺，也可以实现P型硅片的背表面抛光，从而避免了单独的背表面抛光工艺对太阳电池N扩散型层的破坏，因而可以提高晶体硅太阳能电池的光电转换效率。
[0005]本发明的目的是这样实现的:
一种背表面抛光晶体硅太阳电池的制造方法，包括如下具体步骤:制绒及扩散前清洗；扩散;湿法刻蚀及去PSG(磷硅玻璃)；前表面镀氮化硅薄膜;背表面镀三氧化二铝膜;激光刻槽;丝网印刷及烧结，特征是:在制绒及扩散前清洗工艺前还设有背表面镀膜工艺:在初始P型硅片的背表面按常规方法镀有一层具有掩膜作用的氮化硅薄膜。
[0006]本发明的背表面镀膜工艺就是在初始P型硅片的背表面镀上一具有掩膜作用的氮化硅薄膜，氮化硅薄膜能阻止制绒液与P型硅片的背表面接触，从而避免了在P型硅片的背表面形成绒面结构，即:氮化硅薄膜起到了保护P型硅片的背表面的作用。在制绒工艺过程中，氮化硅薄膜作为掩膜，P型硅片背表面的氮化硅薄膜阻止了背表面的绒面结构的形成，通过制绒工艺后，只在P型硅片的前表面形成绒面结构，P型硅片的背表面则保持平整结构，这种P型硅片的背表面的平整结构降低了背表面的抛光难度。由于背表面没有绒面结构，湿法刻蚀及去PSG工艺在去除PSG及边结的同时，也实现了对P型硅片的背表面的抛光，因而省去了单独的背表面抛光工艺以及避免了对N型扩散层的破坏；另外氮化硅薄膜又会与制绒液发生化学反应而自动去除掉，不需要额外增加去除掩膜的工艺。
[0007]本发明的背表面镀膜工艺既可以采用生产型的PECVD镀膜设备，也可以和前表面镀氮化硅薄膜共用PECVD镀膜设备。
[0008]本发明所涉及氮化硅薄膜的去除，是利用制绒液与氮化硅薄膜发生反应，在制绒的同时去除氮化硅薄膜。在实际生产中需要控制氮化硅薄膜的厚度，以保证氮化硅薄膜在制绒过程中刚好反应完。
[0009]本发明是对目前晶体硅太阳能电池生产采用的工艺流程进行改进，与目前工艺相比，仅在制绒及扩散前清洗工艺开始之前增加了一道背表面镀膜工艺，同时免去了单独P型硅片的背表面抛光工艺，也可以实现P型硅片的背表面抛光，从而避免了单独的背表面抛光工艺对太阳电池N型扩散层的破坏，因而可以提高晶体硅太阳能电池的光电转换效率。
[0010]本发明能够工业化生产出普通背表面抛光晶体硅太阳电池、背表面抛光局部点接触太阳电池以及其他背表面抛光高效晶体硅太阳电池;通过背表面抛光来改善背表面场的均匀性、以及优化背表面局部点接触工艺，从而提了晶体硅太阳电池的光电转换效率。
[0011]因此，本发明具有可以提高晶体硅太阳能电池的光电转换效率、省去了单独的背表面抛光工艺、使P型硅片的背表面更容易实现抛光、有利于改善背表面场的均匀性及优化背表面局部点接触工艺、能与现有的晶体硅太阳电池工艺流程相兼容的优点。
【附图说明】
[0012]图1为绒面的结构图；
图2为背表面抛光局部点接触晶体硅太阳电池的结构示意图；
图3为目前背表面抛光局部点接触晶体硅太阳电池采用的生产工艺流程；
图4为本发明所采用的生产工艺流程；
图5为本发明实施例中关键工艺效果图，其中:图5(a)为原始硅片图，图5(b)为背表面镀膜工艺后的效果图，图5(c)为制绒及扩散前清洗工艺后的效果图；
图中:I一前表面，2—前表面的氮化硅薄膜，3—N型扩散层，4一三氧化二铝膜，5—铝膜，6一金属电极，7一P型娃片，8一背表面的氮化娃薄膜。
【具体实施方式】
[0013]本发明【具体实施方式】以背表面抛光局部点接触晶体硅太阳电池的制造为例进行说明。
[0014]背表面抛光局部点接触晶体硅太阳电池的制造工艺流程如图4所示，依次包括:背表面镀膜、制绒及扩散前清洗、扩散、湿法刻蚀及去PSG(磷硅玻璃)、前表面镀氮化硅薄膜、背表面镀三氧化二铝膜、激光刻槽、丝网印刷及烧结。以下对各道工艺作进一步详细描述，具体内容如下:
1、背表面镀膜
采用如图5(a)所示的普通P型硅片。背表面镀膜工艺的主要目的是在P型硅片背表面镀上一层的掩膜8作为背表面的保护层，如图5(b)中所示。掩膜8可以采用氮化硅薄膜，采用PECVD镀膜设备作为本工艺步骤的生产设备;采用硅烷和氨气作为反应气体通入PECVD镀膜设备的镀膜腔室中；硅烷和氨气的流量比为1: 4吣1:6，氮化硅薄膜的厚度应控制在150…200nm范围内。本工艺采用的PECVD镀膜设备可以与后续的前表面镀氮化硅薄膜工艺的PECVD镀膜设备相同。
[0015]、制绒及扩散前清洗
采用如图5(b)所示的背表面带有氮化硅薄膜8的P型硅片。与普通制绒工艺相同，对于单晶硅片，用由氢氧化钠、异丙醇及制绒添加剂的碱性溶液作为腐蚀溶液对硅片进行腐蚀，反应温度不超过80°C;对于多晶硅片，用带有氧化性的酸性溶液作为腐蚀溶液，反应温度不超过8°C;经过上述工艺处理后，在P型硅片7的前表面I形成了绒面结构，而背表面为没有绒面的平整结构。背表面的氮化硅薄膜8对背表面起到掩蔽作用，防止制绒液腐蚀背表面的硅;背表面的氮化硅薄膜8会与制绒液发生反应;通过控制背表面的氮化硅薄膜8的厚度，使背表面的氮化硅薄膜8刚好能够在制绒过程中能够去除掉。制绒及扩散前清洗工艺后的效果如图5(c)所示。
[0016]、扩散
采用管式扩散炉设备，采用液态三氯氧磷作为磷源，采用带有绒面结构的前表面I作为扩散面，扩散温度不超过820°C…860°C。通过扩散工艺，主要在P型硅片7的前表面I掺入磷杂质，从而形成一层N型扩散层3，N型扩散层3与P型硅片7形成太阳电池的关键部件PN结，如图2中所示。
[0017]、刻蚀及去PSG(磷硅玻璃)
用氢氟酸去除PSG。刻蚀采用湿法刻蚀工艺，用氢氟酸、硝酸的混合酸性水溶液作为反应液，氢氟酸与硝酸的体积比为1:3吣1:5。混合酸性水溶液不仅可以去除边结，同时也可以对无绒面的背表面进行抛光。普通工艺由于背表面具有绒面结构，所以在湿法刻蚀工艺过程中无法实现背表面抛光。
[0018]、前表面镀氮化硅薄膜、背表面三氧化二铝膜、激光刻槽、丝网印刷及烧结前表面镀氮化硅薄膜、背表面镀三氧化二铝膜、激光刻槽、丝网印刷及烧结与普通背表面局部点接触晶体硅太阳电池工艺一样。前表面镀氮化硅薄膜是在电池的前表面I制作氮化硅薄膜2;背表面镀三氧化二铝膜是在电池的背表面制作三氧化二铝膜4;丝网印刷及烧结在电池前表面制作梳状金属电极6以及在电池的背表面制作铝膜5。经过前面所述所有工艺处理后，一种背表面抛光局部点接触晶体硅太阳电池就制造完成，其结构如图2所示。
[0019]在制绒及扩散前清洗工艺前增加背表面镀膜工艺镀制氮化硅薄膜，实现背表面抛光的方法不仅适用于本实施例，而且适用于其他需要背表面抛光的晶体硅太阳能电池。
【主权项】
1.一种背表面抛光晶体硅太阳电池的制造方法，包括如下具体步骤:制绒及扩散前清洗;扩散;湿法刻蚀及去PSG;前表面镀氮化硅薄膜;背表面镀三氧化二铝膜;激光刻槽;丝网印刷及烧结，其特征在于:在制绒及扩散前清洗前还设有背表面镀膜工艺:在初始P型硅片的背表面按常规方法镀有一层具有掩膜作用的氮化硅薄膜。
【文档编号】H01L31/18GK106057974SQ201610535288
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月8日
【发明人】王国宁, 周青, 曾玉
【申请人】江西科技学院