专利名称：晶体硅太阳电池选择性扩散工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及晶体硅太阳电池加工技术领域，尤其是一种晶体硅太阳电池 选择性扩散工艺。
背景技术：
目前选择性发射极太阳电池传统的实现工艺是采用光刻掩膜技术和二次 扩散的方法来实现的，但是这种过分复杂的工艺影响了其工艺效率，增加了 生产成本，不能被强调简单和低成本的太阳电池企业所接受，而其他的二次 扩散方法和掩膜方法也会增加工艺的复杂性，而且电池效率增加的收益不足 以弥补成本的增加和工艺效率的下降所带来的损失，因而其工业化应用也受 到了限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种生产成本低，生产效率高， 适用于晶体硅太阳电池工业化生产的晶体硅太阳电池选择性扩散工 艺。
本发明所采用的技术方案为(1) 一种晶体硅太阳电池选择性扩 散工艺，包括在正面电极栅线区域进行高浓度磷扩散，在正面电极区 域外进行低浓度磷扩散，包括的步骤为将硅片清洗制绒后在硅片上 制备一层致密的二氧化硅膜作为扩散阻挡层，然后采用激光刻槽技术 选择性去除电极栅线区域的氧化膜并形成一定深度的凹槽，之后再进 行高浓度磷扩散在电极区域形成重掺杂，同时在电极区域外形成轻掺 杂。(2) —种晶体硅太阳电池选择性扩散工艺，包括在正面电极栅区域进行高浓度磷扩散，在正面电极区域外进行低浓度磷扩散，包括 的步骤为将硅片清洗制绒后先在硅片表面进行低浓度磷扩散，然后 在扩散后的硅片表面制备一层致密的二氧化硅膜，之后采用激光刻槽 技术选择性的去除电极栅线区域的氧化膜并形成一定深度的凹槽，最 后再进行高浓度磷扩散在电极区域形成重掺杂。(3) —种晶体硅太阳 电池选择性扩散工艺，包括在正面电极栅线区域进行高浓度磷扩散， 在正面电极区域外进行低浓度磷扩散，包括的步骤为将硅片清洗制 绒后在硅片上制备一层致密的二氧化硅膜作为扩散阻挡层，然后采用 激光刻槽技术选择性去除电极栅线区域的氧化膜并形成一定深度的凹 槽，之后再进行高浓度磷扩散在电极区域形成重掺杂，去除二氧化硅膜 掩膜后进行低浓度扩散。
本发明进一步包括所述的方案(1)或方案(2)或方案(3)中激 光刻槽的工艺为-
a) 采用532nm或355nm激光器对硅片表面二氧化硅层进行选择性 刻蚀，刻蚀深度在1-10um范围，主栅电极区域刻蚀宽度在2mm+0. lmm， 细栅线电极区域刻蚀宽度在50-120um范围；
b) 激光刻蚀后对硅片表面进行清洗，去除刻槽区的激光损伤层。 本发明还进一步包括所述的方案(1)或方案(2)或方案(3)中
高浓度扩散的工艺为
a) 使用链式扩散炉或管式扩散炉，温度870-900。C，扩散时间 40min;
b) 电极栅线区域下扩散电阻为25-30欧姆，电极栅线外区域扩散 电阻80-85欧姆。本发明的有益效果是本发明提供的工艺所制备的选择性发射极 太阳电池，不仅短波效率高，而且具有较低的电极电阻及接触电阻， 与传统采用的光刻技术腐蚀电极图形相比，设备成本低，生产效率高， 适用于晶体硅太阳电池的工业化生产。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 图1是本发明工艺路线1的路线图； 图2是本发明工艺路线2的路线图； 图3是本发明工艺路线3的路线图。
具体实施例方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些 附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此 其仅显示与本发明有关的构成。
本发明实施时，先在硅片上通过热氧化、蒸发或溅射方法制备 20nm-150nm厚度的掩膜层，然后在掩膜层上利用激光按照正电极印刷 栅线图形进行划线刻槽，并通过调节激光器的频率和功率等工艺参数 得到不同的刻槽效果，其中通过调整掩膜层的厚度等参数可以得到形 成选择性反射结构。
在较薄的掩膜层情况下，通过一次高浓度扩散就能够在栅线刻槽 区域形成重掺杂，而在其他区域形成所要求的浅掺杂，如图1所示， 一种晶体硅太阳电池选择性扩散工艺，包括在正面电极栅线区域进行 高浓度磷扩散，在正面电极区域外进行低浓度磷扩散，包括的步骤为 将硅片清洗制绒后在硅片上制备一层致密的二氧化硅膜作为扩散阻挡层，然后采用激光刻槽技术选择性去除电极栅线区域的氧化膜并形成 一定深度的凹槽，之后再进行高浓度磷扩散在电极区域形成重掺杂， 同时在电极区域外形成轻掺杂。
在较厚的掩膜层情况下，通过一次高浓度扩散仅能够在栅线刻槽 区域形成重掺杂，在其他区域不能达到要求的浅掺杂，因此需要再进
行一步低浓度扩散以达到浅掺杂结构，如图3所示， 一种晶体硅太阳 电池选择性扩散工艺，包括在正面电极栅线区域进行高浓度磷扩散，
在正面电极区域外进行低浓度磷扩散，包括的步骤为将硅片清洗制 绒后在硅片上制备一层致密的二氧化硅膜作为扩散阻挡层，然后采用 激光刻槽技术选择性去除电极栅线区域的氧化膜并形成一定深度的凹 槽，之后再进行高浓度磷扩散在电极区域形成重掺杂，最后进行低浓 度扩散。
另外，也可以先在硅片表面做低浓度扩散形成浅掺杂后再做掩膜 层、激光刻槽，之后进行高浓度扩散，在刻槽区域形成重掺杂结构， 如图2所示， 一种晶体硅太阳电池选择性扩散工艺，包括在正面电极 栅线区域进行高浓度磷扩散，在正面电极区域外进行低浓度磷扩散， 包括的步骤为将硅片清洗制绒后先在硅片表面进行低浓度磷扩散， 然后在扩散后的硅片表面制备一层致密的二氧化硅膜，之后采用激光 刻槽技术选择性的去除电极栅线区域的氧化膜并形成一定深度的凹 槽，最后再进行高浓度磷扩散在电极区域形成重掺杂。
如图1或图2或图3所示，本发明中工艺路线1或工艺路线2
或工艺路线3中的激光刻槽的工艺为
a)采用532nm或355nm激光器对硅片表面二氧化硅层进行选择性刻蚀，刻蚀深度在l-10um范围，主栅电极区域刻蚀宽度在2mm+0. lmm，
细栅线电极区域刻蚀宽度在50-120um范围；
b)激光刻蚀后对硅片表面进行清洗，去除刻槽区的激光损伤层。 如图1或图2或图3所示，本发明中工艺路线1或工艺路线2
或工艺路线3中高浓度扩散的工艺为
a) 使用链式扩散炉或管式扩散炉，温度870-90(TC，扩散时间 40min;
b) 电极栅线区域下扩散电阻为25-30欧姆，电极栅线外区域扩散 电阻80-85欧姆。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容， 相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多 样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内 容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
权利要求
1、一种晶体硅太阳电池选择性扩散工艺，包括在正面电极栅线区域进行高浓度磷扩散，在正面电极区域外进行低浓度磷扩散，其特征在于将硅片清洗制绒后在硅片上制备一层致密的二氧化硅膜作为扩散阻挡层，然后采用激光刻槽技术选择性去除电极栅线区域的氧化膜并形成一定深度的凹槽，之后再进行高浓度磷扩散在电极区域形成重掺杂，同时在电极区域外形成轻掺杂。
2、 一种晶体硅太阳电池选择性扩散工艺，包括在正面电极栅线区域进行高 浓度磷扩散，在正面电极区域外进行低浓度磷扩散，其特征在于将硅片清洗 制绒后先在硅片表面进行低浓度磷扩散，然后在扩散后的硅片表面制备一层致 密的二氧化硅膜，之后采用激光刻槽技术选择性的去除电极栅线区域的氧化膜 并形成一定深度的凹槽，最后再进行高浓度磷扩散在电极区域形成重掺杂。
3、 一种晶体硅太阳电池选择性扩散工艺，包括在正面电极栅线区域进行高 浓度磷扩散，在正面电极区域外进行低浓度磷扩散，其特征在于将硅片清洗 制绒后在硅片上制备一层致密的二氧化硅膜作为扩散阻挡层，然后采用激光刻 槽技术选择性去除电极栅线区域的氧化膜并形成一定深度的凹槽，之后再进行 高浓度磷扩散在电极区域形成重掺杂，去除二氧化硅膜掩膜后进行低浓度扩散。
4、 如权利要求1或2或3所述的一种晶体硅太阳电池选择性扩散工艺，其 特征在于所述的步骤2)中激光刻槽的工艺为a) 采用532nm或355nm激光器对硅片表面二氧化硅层进行选择性刻蚀，刻 蚀深度在l-10um范围，主栅电极区域刻蚀宽度在2mm+0. lmm，细栅线电极区域 刻蚀宽度在50-120um范围；b) 激光刻蚀后对硅片表面进行清洗，去除刻槽区的激光损伤层。
5、 如权利要求1或2或3所述的一种晶体硅太阳电池选择性扩散工艺，其 特征在于所述的步骤3)中高浓度扩散的工艺为a) 使用链式扩散炉或管式扩散炉，温度870-90(TC，扩散时间40min;b) 电极栅线区域下扩散电阻为25-30欧姆，电极栅线外区域扩散电阻80-85 欧姆。
全文摘要
本发明涉及一种晶体硅太阳电池选择性扩散工艺，包括在正面电极栅线区域进行高浓度磷扩散，在正面电极区域外进行低浓度磷扩散，包括以下步骤先将硅片清洗制绒后在硅片上制备一层致密的二氧化硅膜作为扩散阻挡层，然后采用激光刻槽技术选择性去除电极栅线区域的氧化膜并形成一定深度的凹槽，再进行高浓度磷扩散在电极区域形成重掺杂。本发明提供的工艺所制备的选择性发射极太阳电池，不仅短波效率高，而且具有较低的电极电阻及接触电阻，与传统采用的光刻技术腐蚀电极图形相比，设备成本低，生产效率高，适用于晶体硅太阳电池的工业化生产。
文档编号H01L31/18GK101533871SQ20091002967
公开日2009年9月16日 申请日期2009年4月1日 优先权日2009年4月1日
发明者焦云峰, 强 黄 申请人:常州天合光能有限公司