一种优化晶体硅太阳能电池pn结的方法
【专利摘要】本发明公开了一种优化晶体硅太阳能电池PN结的方法，步骤如下：扩散；酸溶液对PN结腐蚀：将扩散后的硅片置于化学清洗机台中，采用HNO3、HF和DI水的混合溶液对硅片进行腐蚀，所述HNO3∶HF∶DI水的体积比为10∶1∶100,反应时间为20～60s；PN结碱溶液处理:由于酸性腐蚀液对硅片进行酸性腐蚀时，表面会产生薄多孔硅层，需采用KOH和DI水的混合溶液对其清洗，所述KOH∶DI水的体积比为5∶100,反应时间为20～60s；清洗；刻蚀；PECVD；丝网印刷；烧结测试。本发明在减反射层上叠加了透明导电膜层，能使复合膜层的减反射效果更佳，提升太阳电池的短路电流，提高电池效率。
【专利说明】—种优化晶体硅太阳能电池PN结的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种晶体硅太阳能电池的制备方法，具体涉及一种优化晶体硅太阳能电池PN结的方法。
【背景技术】
[0002]太阳能电池是利用半导体的光生伏特效应制成的一种光电器件，而扩散制作PN结是晶体硅太阳能电池的核心，对于晶体硅太阳能电池而言，其PN结特性决定了太阳能电池的性能。传统工艺对太阳能电池表面均匀掺杂，而且为了减少接触电阻、提高电池带负载能力，表面掺杂浓度较高。但研究发现表面杂质浓度过高导致扩散区能带收缩、晶格畸变、缺陷增加、“死层”明显、电池短波响应差。为了保证高效率的前提下提高产能，目前产业化制作PN结都是采用闭管扩散技术:通过高温下炉门密封装置、尾气收集装置、超长恒温区加热炉体设计以及温度的测量与控制技术，采用氮气携带三氯氧磷管式高温扩散。其特点是产量大、工艺成熟操作简单。但是高温管式扩散会带来很多问题，由于采用高温扩散，磷原子在硅片体内(P型衬底，制作N+P型晶体硅太阳能电池)的固溶度较大，而且导致其表面浓度较高，而且气体在管式扩散炉中的不稳定性，对其扩散方阻均匀性也有影响。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种优化晶体硅太阳能电池PN结的方法，降低其表面浓度和结深，达到优化太阳能电池PN结的目的，改善电池的光谱响应和表面复合，提高电池效率。
[0004]本发明解决技术问题所采用的技术方案是:一种优化晶体硅太阳能电池PN结的方法，其特征在于，具体步骤如下:
(1)扩散:用于晶体硅太阳能电池制造的单晶或多晶硅片，在对硅片进行表面去损伤和制绒，采用管式扩散炉进行扩散，其方阻控制为60?80Ω / □;
(2)酸溶液对PN结腐蚀:将扩散后的硅片置于化学清洗机台中，采用酸性腐蚀液对硅片进行腐蚀，所述的酸性腐蚀液为順03、HF和DI水的混合溶液，所述HNO3: HF: DI水的体积比为10: I: 100,反应时间为20?60s;
(3)PN结碱溶液处理:由于酸性腐蚀液对硅片进行酸性腐蚀时，表面会产生薄多孔硅层，因此需将酸洗后的硅片置于化学清洗机台中，采用KOH和DI水的混合溶液对其清洗，所述KOH: DI水的体积比为5: 100,反应时间为20?60s ；
(4)清洗:最后再用DI水对硅片进行清洗，去除酸性和碱性溶液，其PN结发射区方阻将上升至85?100 Ω/ □，然后继续进行刻蚀、PECVD、丝网印刷和烧结测试工艺。
[0005]本发明的有益效果是:采用本发明方法，对扩散后硅片的PN结进行优化处理，从而去除了 PN的高表面浓度区域和降低结深，提高方块电阻和均匀性，达到优化太阳能电池PN结的目的，改善电池的光谱响应和表面复合，提高电池效率。
【具体实施方式】
[0006]实施例1:一种优化晶体硅太阳能电池PN结的方法，具体步骤如下:
(1)扩散:用于晶体硅太阳能电池制造的单晶125硅片，在对硅片进行表面去损伤和制绒，采用管式扩散炉进行扩散，其方阻控制为60Ω / □;
(2)酸溶液对PN结腐蚀:将扩散后的硅片置于化学清洗机台中，采用酸性腐蚀液对硅片进行腐蚀，所述的酸性腐蚀液为順03、HF和DI水的混合溶液，所述HNO3: HF: DI水的体积比为10: I: 100,反应时间为60s;
(3)PN结碱溶液处理:由于酸性腐蚀液对硅片进行酸性腐蚀时，表面会产生薄多孔硅层，因此需将酸洗后的硅片置于化学清洗机台中，采用KOH和DI水的混合溶液对其清洗，所述KOH: DI水的体积比为5: 100,反应时间为60s;
(4)清洗:最后再用DI水对硅片进行清洗，去除酸性和碱性溶液，其PN结发射区方阻将上升至85Ω/ □，然后继续进行刻蚀、PECVD、丝网印刷和烧结测试等后续工艺。
[0007]实施例2:另一种优化晶体硅太阳能电池PN结的方法，具体步骤如下:
(1)扩散:用于晶体硅太阳能电池制造的多晶156硅片，在对硅片进行表面去损伤和制绒，采用管式扩散炉进行扩散，其方阻控制为80Ω / □;
(2)酸溶液对PN结腐蚀:将扩散后的硅片置于化学清洗机台中，采用酸性腐蚀液对硅片进行腐蚀，所述的酸性腐蚀液为順03、HF和DI水的混合溶液，所述HNO3: HF: DI水的体积比为10: I: 100,反应时间为20s;
(3)PN结碱溶液处理:由于酸性腐蚀液对硅片进行酸性腐蚀时，表面会产生薄多孔硅层，因此需将酸洗后的硅片置于化学清洗机台中，采用KOH和DI水的混合溶液对其清洗，所述KOH: DI水的体积比为5: 100,反应时间为20s;
(4)清洗:最后再用DI水对硅片进行清洗，去除酸性和碱性溶液，其PN结发射区方阻将上升至95Ω/ □，然后继续进行刻蚀、PECVD、丝网印刷和烧结测试等后续工艺。
【权利要求】
1.一种优化晶体硅太阳能电池PN结的方法，其特征在于，具体步骤如下: (1)扩散:用于晶体硅太阳能电池制造的单晶或多晶硅片，在对硅片进行表面去损伤和制绒，采用管式扩散炉进行扩散，其方阻控制为60?80 Ω / □; (2)酸溶液对PN结腐蚀:将扩散后的硅片置于化学清洗机台中，采用酸性腐蚀液对硅片进行腐蚀，所述的酸性腐蚀液为順03、HF和DI水的混合溶液，所述HNO3: HF: DI水的体积比为10: I: 100,反应时间为20?60s; (3)PN结碱溶液处理:由于酸性腐蚀液对硅片进行酸性腐蚀时，表面会产生薄多孔硅层，因此需将酸洗后的硅片置于化学清洗机台中，采用KOH和DI水的混合溶液对其清洗，所述KOH: DI水的体积比为5: 100,反应时间为20?60s ； (4)清洗:最后再用DI水对硅片进行清洗，去除酸性和碱性溶液，其PN结发射区方阻将上升至85?100 Ω/ □，然后继续进行刻蚀、PECVD、丝网印刷和烧结测试工艺。
【文档编号】H01L31/18GK104183672SQ201410449740
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】徐华浦, 蒋方丹, 金浩, 陈康平 申请人:浙江晶科能源有限公司, 晶科能源有限公司