一种太阳能电池结构及制备方法与流程

文档序号:32892333发布日期:2023-01-12 23:29阅读:27来源:国知局
一种太阳能电池结构及制备方法与流程

1.本发明涉及电池技术领域,尤其涉及一种太阳能电池结构及制备方法。


背景技术:

2.在太阳能电池技术领域,光电转换效率是至关重要的。特别是对于ibc(背接触)太阳能电池来说,其正负金属电极呈叉指状方式排列在电池背光面,能够解决太阳能电池正面栅线遮挡的光学损失,提升电池转换效率。
3.在相关技术中,背光面上的p型掺杂层和n型掺杂层之间难以做到良好的隔离,若p型掺杂层和n型掺杂层之间隔离性能较差,则会导致背光面出现漏电流的问题。
4.在相关技术中,将第一掺杂层和第二掺杂层设置在同一层,且在第一掺杂层靠近第二掺杂层一侧的侧面上设置介电层进行阻隔,该介电层的阻挡效果不佳,掺杂层图形化工艺难度较大。
5.因此,如何改善电池中不同类型掺杂层之间的阻隔性能,同时提高太阳能电池转换效率,并降低制造工艺难度成为了现有技术亟需改进的问题。


技术实现要素:

6.本技术旨在提供一种太阳能电池结构及制备方法,以解决如何提高电池中不同类型掺杂层之间的阻隔性能,改善电池表面钝化效果,提升电池转换效率,并降低制造工艺难度的问题。
7.第一方面,本技术提供一种太阳能电池结构,包括:
8.半导体衬底,所述半导体衬底背面上设置有沟槽;
9.第一掺杂层,设置在所述沟槽内;
10.第一阻隔层,设置在所述半导体衬底背面上,且至少覆盖所述第一掺杂层;
11.第二掺杂层,设置在所述半导体衬底背面上,且所述第二掺杂层和所述第一阻隔层在所述半导体衬底上的正投影呈交错间隔排布;
12.第一电极,设置在所述第一掺杂层的区域上;
13.第二电极,设置在所述第二掺杂层的区域上。
14.在本技术的部分实施例中,所述第一阻隔层、所述第一掺杂层及所述沟槽各自的数量均为多个,所述第一掺杂层与所述沟槽一一对应,每一所述第一掺杂层设置在一所述沟槽中,所述第一阻隔层与所述第一掺杂层一一对应,每一所述第一阻隔层位于两个相邻所述第二掺杂层之间,且至少覆盖一所述第一掺杂层。
15.在本技术的部分实施例中,所述第一阻隔层在所述半导体衬底上的正投影的宽度大于所述沟槽的宽度。
16.在本技术的部分实施例中,所述第一阻隔层远离所述半导体衬底的表面与所述第二掺杂层远离所述半导体衬底的表面齐平。
17.在本技术的部分实施例中,所述第一阻隔层背离所述半导体衬底的一侧设有掩膜
层,所述掩膜层覆盖所述第一阻隔层远离所述半导体衬底的整个表面。
18.在本技术的部分实施例中,所述第一阻隔层上还设置有第三掺杂层,且所述第三掺杂层与所述第二掺杂层绝缘设置。
19.在本技术的部分实施例中,所述太阳能电池结构包括第一介电层,所述第一介电层设置在所述沟槽的内壁与所述第一掺杂层之间,且用于阻隔所述第一掺杂层和所述半导体衬底。
20.在本技术的部分实施例中,所述太阳能电池结构还包括第二介电层,所述第二介电层一部分设置在所述第二掺杂层和所述半导体衬底之间、一部分设置在所述第一掺杂层和所述第一阻隔层之间。
21.在本技术的部分实施例中,所述第一介电层和第二介电层为互为不同的载流子选择性传输层,所述第一介电层和所述第二介电层的材料选自氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氮化硅、本征非晶硅、本征碳化硅的一种或多种。
22.在本技术的部分实施例中,所述半导体衬底具有受光面和背光面,所述沟槽设置在所述背光面上。
23.在本技术的部分实施例中,所述第一阻隔层的厚度大于10nm,所述掩膜层的厚度大于5nm,所述第一介电层的厚度为1-10nm,所述第二介电层的厚度为1-10nm。
24.第二方面,本技术还提供一种太阳能电池结构的制备方法,包括以下步骤:
25.提供一半导体衬底,在所述半导体衬底背面上设置沟槽;
26.在所述沟槽内设置第一掺杂层;
27.在半导体衬底上制备第一阻隔层,且所述第一阻隔层至少覆盖所述第一掺杂层;
28.在半导体衬底上制备第二掺杂层,且使所述第二掺杂层和所述第一阻隔层在所述半导体衬底上的正投影呈交错间隔排布;
29.在所述第一掺杂层的区域上形成第一电极,在所述第二掺杂层的区域上形成第二电极。
30.在本技术的部分实施例中,
31.所述方法包括:所述第一阻隔层覆盖整个半导体衬底背面,且在制备所述第一阻隔层步骤之后,在第一阻隔层表面制备掩膜层,所述掩膜层覆盖所述第一阻隔层远离所述半导体衬底的整个表面;
32.图形化去除第一掺杂层区域外的部分掩膜层;
33.对第一阻隔层进行掺杂,未被掩膜层覆盖的区域形成所述第二掺杂层;
34.或,所述方法包括:所述第一阻隔层覆盖沟槽区域,且在制备所述第一阻隔层步骤之后,在第一阻隔层上同时制备第二掺杂层和第三掺杂层,且所述第三掺杂层与所述第二掺杂层绝缘设置;所述第三掺杂层和所述第二掺杂层由同种材料、相同工艺制成。
35.在本技术的部分实施例中,在所述沟槽内设置第一掺杂层之前还包括:
36.在所述沟槽内形成第一介电层,且所述第一介电层附着在所述沟槽的内壁上;
37.在半导体衬底上制备第一阻隔层之前还包括:
38.在半导体衬底上制备第二介电层,且使所述第二介电层一部分介于所述第二掺杂层和所述衬底之间、一部分介于所述第一掺杂层和所述第一阻隔层之间。
39.本技术所提供的一种太阳能电池结构及制备方法,该太阳能电池结构在半导体衬
底上设置沟槽,且将第一掺杂层设置在沟槽内,第一掺杂层仅上表面需要设置阻隔结构,相较于在侧面制备阻隔结构来说,在上表面能够得到厚度更大的阻隔结构,有利于提高第一阻隔层的阻隔效果;并且第一阻隔层覆盖在第一掺杂层上能够对第一掺杂层形成自然的掩膜,使得在制备第二层掺杂层过程中无需为避让第一掺杂层进行特定的图案化处理,简化了工艺步骤;第一介电层和第二介电层为不同的载流子选择性传输层,改善硅衬底表面钝化效果,提升了转换效率。
附图说明
40.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1为本发明的太阳能电池结构制备第一掺杂层过程中的结构示意图;
42.图2为本发明的太阳能电池结构的第一掺杂层的结构示意图;
43.图3为本发明的太阳能电池结构制备第二介电层后的结构示意图;
44.图4为本发明的太阳能电池结构的制备第二掺杂面及掩膜层过程中的结构示意图;
45.图5为本发明的太阳能电池结构制备掩膜层后的结构示意图;
46.图6为本发明的太阳能电池结构制备第二掺杂层后的结构示意图;
47.图7为本发明一实施例中的太阳能电池结构的示意图;
48.图8为本发明另一实施例中的太阳能电池结构的示意图;
49.图9为本发明的太阳能电池结构的制备方法步骤图。
50.主要元件符号说明:
51.100-半导体衬底,101-纹理化表面,102-第一介电层,103-第一掺杂层,104-第二介电层,105-第二掺杂面,106-掩膜层,107-前表面掺杂层,108-第一电极,109-第二电极,1051-第一阻隔层,1052-第二掺杂层,1053-第三掺杂层,110-第三介电层。
具体实施方式
52.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
53.本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有独特的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中,“多个”的含义包含两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
54.在本技术中,“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本技术中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为使本领域任何
技术人员能够实现和使用本发明,给出了以下描述。在以下描述中,为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是,本领域普通技术人员可以认为,在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实施例中,不会对已知的结构和过程进行详细阐述,以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此,本发明并非旨在限于所示的实施例,而是与符合本技术所公开的原理的最广范围相一致。
55.需要说明的是,在太阳能电池技术领域,光电转换效率是至关重要的。特别是对于ibc(背接触)太阳能电池来说,其正负金属电极呈叉指状方式排列在电池背光面,能够解决太阳能电池正面栅线遮挡的光学损失,提升电池转换效率。
56.在相关技术中,背光面上的p型掺杂层和n型掺杂层之间难以做到良好的隔离,若p型掺杂层和n型掺杂层之间隔离性能较差,则会导致背光面出现漏电流的问题。
57.在相关技术中,将第一掺杂层和第二掺杂层设置在同一层,且在第一掺杂层靠近第二掺杂层一侧的侧面上设置介电层进行阻隔,该介电层的阻挡效果不佳,图形化工艺难度较大。
58.因此,本技术基于此对传统的太阳能电池结构进行了改进。
59.请参阅图7和图8,本实施例的主体是一种太阳能电池结构,该太阳能电池结构包括半导体衬底100、第一掺杂层103、第一阻隔层1051和第二掺杂层1052。
60.在一些实施例中,半导体衬底100可以为n型半导体衬底100也可以为n型半导体衬底100。
61.在一些实施例中,半导体衬底100为硅衬底。
62.其中,半导体衬底100上设置有沟槽,第一掺杂层103容置在沟槽内。有利于减少第一掺杂层103的暴露面积,且仅需要对第一掺杂层103的上表面进行覆盖遮挡即可。
63.在一些实施例中,第一阻隔层1051的宽度大于沟槽的宽度,即第一阻隔层1051自沟槽区域延伸到沟槽外,能够提高第一阻隔层1051的结构稳定性,且有利于加大阻隔区域的面积。
64.在一些实施例中,沟槽的数量的多个,且多个沟槽间隔排列在半导体衬底100上。
65.在一些实施例中,沟槽的形状可以但不限于为矩形开口结构,可以设置为倒梯形、梯形等结构。
66.在本技术的部分实施例中,半导体衬底100具有受光面和背光面,所述沟槽设置在所述背光面上。
67.在一些实施例中,第一掺杂层103和第二掺杂层1052为相反类型的掺杂结构。更为具体地,依据半导体衬底100为n型半导体衬底或p型半导体衬底,该第一掺杂层103为p型掺杂层或n型掺杂层;相应的,该第二掺杂层1052为p型掺杂层或n型掺杂层。
68.在一些实施例中,第一掺杂层103、第二掺杂层1052为掺杂的多晶硅、非晶硅、si-ge或
ⅲ‑ⅴ
族化合物半导体其中一种或多种组合。
69.在一些实施例中,当半导体衬底100为n型半导体衬底时,第一掺杂层103为硼掺杂的多晶硅层,第二掺杂层1052为磷掺杂的多晶硅层。
70.在一些实施例中,第一阻隔层1051由金属氧化物、本征硅制成。
71.在一些实施例中,第一阻隔层1051为本征多晶硅层,且第一阻隔层1051的厚度大于10nm。
72.更为具体地,第一阻隔层1051至少覆盖所述第一掺杂层103,能够起到阻隔第一掺杂层103和其他结构接触的作用。
73.其中,第二掺杂层1052和所述第一阻隔层1051在所述半导体衬底100上的正投影呈交错间隔排布。在制备第二掺杂层1052时,第一阻隔层1051能够遮挡住沟槽,防止第二掺杂层1052的材料沉积到沟槽内与第一掺杂层103形成接触。
74.在本技术的部分实施例中,所述第二掺杂层1052的数量为多个,且多个所述第二掺杂层1052间隔设置在所述半导体衬底100上。其中,所述第一阻隔层1051、所述第一掺杂层103级所述沟槽各自的数量均为多个,所述第一掺杂层103与所述沟槽一一对应,每一所述第一掺杂层103设置在一所述沟槽中,所述第一阻隔层1051与所述第一掺杂层103一一对应,每一所述第一阻隔层1051位于两个相邻所述第二掺杂层1052之间,且至少覆盖一所述第一掺杂层103。
75.在一些实施例中,所述第一阻隔层1051在所述半导体衬底100上的正投影的宽度大于所述沟槽的宽度。有利于提高在制备第二掺杂层1052时对第一掺杂层103的阻挡效果。
76.在本技术的部分实施例中,请参阅图5和图6,所述第一阻隔层1051上还设置有掩膜层106,所述掩膜层106覆盖在所述第一阻隔层1051上,且所述掩膜层106在所述半导体衬底100上的投影宽度大于所述沟槽的宽度。
77.在一些实施例中,所述第一阻隔层1051背离第一掺杂层103的一侧氧化形成设置有掩膜层106,且掩膜层106远离所述第一阻隔层1051的表面与所述第二掺杂层1052远离所述半导体衬底100的表面齐平。
78.需要解释的是,第一本征层图形化处理后得到第一阻隔层1051和第二掺杂层1052;并将第一阻隔层1051的表面氧化形成掩膜层106。掩膜层106能够起到阻挡掺杂元素的作用,使得掺杂元素只能进入到未被掩膜层106覆盖的区域,形成第二掺杂层1052。掩膜层106与第二掺杂层1052均位于半导体衬底100上的同一层,且两者表面齐平,有利于两者表面的平坦化。
79.在一些实施例中,掩膜层106为图形化膜层,位于第一阻隔层1051的上表面上。
80.在一些实施例中,掩膜层106包括由氧化硅,氧化铝、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳氮化硅中一种或多种材料形成的单层或多层结构。
81.在一些实施例中,掩膜层106为由第一阻隔层1051表面氧化形成的氧化硅层,并由激光图形化刻蚀形成。
82.在一些实施例中,掩膜层106的厚度大于5nm,宽度大于沟槽宽度。
83.在本技术的部分实施例中,请参阅图8,所述第一阻隔层1051上还设置有第三掺杂层1053,且所述第三掺杂层1053与所述第二掺杂层1052绝缘设置;其中,所述第三掺杂层1053和所述第二掺杂层1052由同种材料制成。
84.需要解释的是,第三掺杂层1053和第二掺杂层1052为同种材料制成,在实际的制备过程中,可以直接对整面进行沉积形成第二掺杂面105,且在第二掺杂面105上刻蚀形成单独的第二掺杂层1052和第三掺杂层1053。形成的第三掺杂层1053能够对第一阻隔层1051起到保护效果,同时在沉积第三掺杂层1053时不需要避让第一阻隔层1051区域,降低了工艺难度。
85.在本技术的部分实施例中,请参阅图1和图7,所述太阳能电池结构包括第一介电
层102,所述第一介电层102设置在所述沟槽的内壁与所述第一掺杂层103之间,且用于阻隔所述第一掺杂层103和所述半导体衬底100。
86.需要解释的是,第一介电层102为超薄的隧穿层,根据第一掺杂层103的类型,第一介电层102可以为空穴传输层或电子传输层。在一些实施例中,第一介电层102的厚度为1-10nm。第一介电层102的厚度较小,有利于提高电子隧穿概率。
87.在一些实施例中,第一介电层102覆盖在沟槽的内壁上。
88.在本技术的部分实施例中,请参阅图3和图7,所述太阳能电池结构还包括第二介电层104,所述第二介电层104一部分设置在所述第二掺杂层1052和所述半导体衬底100之间、一部分设置在所述第一掺杂层103和所述第一阻隔层1051之间。
89.需要解释的是,第二介电层104为超薄的隧穿层,根据第二掺杂层1052的类型,第二介电层104可以为空穴传输层或电子传输层。在一些实施例中,第二介电层104的厚度为1-10nm。第二介电层104的厚度较小,有利于提高电子隧穿概率。
90.在本技术的部分实施例中,所述第一介电层102和第二介电层104的材料选自氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氮化硅、本征非晶硅、本征碳化硅的一种或多种。第一介电层102和第二介电层104为不同的空穴、电子传输层,实现了不同掺杂层的载流子选择性传输,钝化效果更好,减少复合,提升了转换效率。
91.在一些实施例中,第一掺杂层103为硼掺杂结构,第一介电层102可以为高浓度氮掺杂的隧穿氮氧化硅层。由于氮氧化硅电子势垒高于空穴势垒,既可以实现载流子选择性传输,同时当第一介电层102上为p型的第二硼掺杂多晶硅层,属于空穴导电层时,高浓度氮可阻挡第一掺杂层103的硼向硅半导体衬底100扩散导致钝化效果劣化。
92.在一些实施例中,第一介电层102中的氮浓度约占膜层原子数的3%-6%。
93.在一些实施例中,第二介电层104为隧穿氧化硅层,氧化硅层电子势垒小于空穴势垒,可作为有效的电子传输层,改善第二磷掺杂的多晶硅层(电子导电层)表面钝化。
94.需要解释的是,氮氧化硅介电层相较于传统的二氧化硅介电层而言,具有更大的介电常数、更高的热稳定性以及退火后致密性更好;因此当介电层含氮量越高,介电层越接近与氮化硅介电层的特性,对可动离子的阻挡性能更好,有利于阻挡第一掺杂层103中的硼离子往半导体衬底内扩散。
95.更为具体地,请参阅图7,该太阳能电池结构还包括第一电极108和第二电极109。其中,第一电极108设置在第一掺杂层103上,并与其形成欧姆接触。第二电极109设置在第二掺杂层1052上,并与其形成欧姆接触。
96.在一些实施例中,第一电极108包括第一金属电极,第二电极109包括第二金属电极。第一金属电极和第二金属电极为晶种电镀或经高温烧结而成。第一电极108和第二电极109形成正负极结构。
97.在一些实施例中,第一金属电极、第二金属电极由ag、al、ni、cu、pt或其他过渡金属及其氧化物一种或多种组合制成。第一电极108和第二电极109也是根据掺杂类型不同的选择相应介电常数的材料。例如:al电极可以与p型掺杂层形成al-si合金的p+接触部,有利于降低肖特基势垒,改善欧姆接触。
98.在一些实施例中,第一金属电极为al浆高温烧结而成,第一金属电极与p型第一硼掺杂层接触,形成al-si合金的p+接触部,降低肖特基势垒,改善欧姆接触。第二金属电极为
ag浆或ag/al浆烧结形成。
99.更为具体地,请参阅图7,半导体衬底100受光面上设置有纹理化表面101,纹理化表面101上设置有前表面掺杂层107和第四介电层。
100.在一些实施例中,前表面掺杂层107为p型或n型掺杂的前表面场。前面掺杂层形成前表面场,使得载流子在半导体基材前表面进一步分离,减少复合,提升了转换效率。
101.在一些实施例中,第四介电层由氧化硅,氧化铝、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳氮化硅一种或多种材料制备得到的单层或多层结构。
102.在一些实施例中,第四介电层为由前表面掺杂层107向外依次设置的氧化硅、氮化硅叠层结构,所述第四介电层厚度大于50nm。电池表面的氧化硅、氮化硅叠层钝化膜,提升p型半导体表面的钝化效果。
103.在本技术的具体实施例一中,请参阅图7,太阳能电池结构具体如下:半导体衬底100为n型半导体衬底100结构,其背光面设置有间隔排列的多个沟槽。沟槽内设置有第一介电层102,且第一介电层102为高浓度氮掺杂的隧穿氮化硅层,作为空穴传输层。在第一介电层102上设置第一掺杂层103,且第一掺杂层103为硼掺杂的p+多晶硅层,第一掺杂层103位于沟槽内。在半导体衬底100上制备第二介电层104,第二介电层104为超薄的氧化硅层,作为电子传输层;并在第二介电层104贴近沟槽的区域上制备第一阻隔层1051,第一阻隔层1051为多晶硅层,更为具体的第一阻隔层1051为厚本征多晶硅阻隔层,无电荷的优异表面钝化特性,可以提高第一掺杂层103表面的钝化效果。第一阻隔层1051上设置有掩膜层106,掩膜层106为本征多晶硅氧化形成的氧化硅层,激光刻蚀形成图形化掩膜,在后续磷掺杂中作阻挡层。在第二介电层104其他区域上形成第二掺杂层1052,第二掺杂层1052为磷掺杂的多晶硅层,由本征多晶硅磷扩散形成。
104.更为具体地,第一电极108为烧穿型的铝浆,第二电极109为印刷银浆或银铝浆;铝浆在烧结过程中形成铝硅合金的p+层,并且由于硼掺杂区域存在较厚的本征多晶硅层及氧化硅层,可改善金属化铝浆烧穿隧穿层的问题。正负金属电极也可由电镀工艺形成的ag、al、cu、ni、pt等叠层的金属或合金。
105.在本技术的具体实施例二中,可将半导体衬底100设置为p型半导体衬底100结构,相较于实施例一,需要将第一掺杂层103设置为磷掺杂的n型多晶硅掺杂层,将第一介电层102作为隧穿氧化硅层作为电子传输层;将第二掺杂层1052设置为硼掺杂的p型掺杂层,第二介电层104为氧化铝隧穿层作为空穴传输层。第一电极108为ag电极层,第二电极109为al电极层;电极的金属化采用丝网印刷高温烧结工艺,al电极层在第一阻隔层1051中形成al-si合金接触部,氧化铝作为空穴传输层,并且表面具有高密度的固定负电荷,可增加p型硅中多子浓度,降低少子浓度,从而降低表面复合速率。
106.在本技术的具体实施例三中,相较于实施例二,可将第一掺杂层103设置为p型多晶硅掺杂层时,则第一介电层102为氧化铝隧穿层;第二掺杂层1052为磷掺杂的n型掺杂层,第二介电层104为隧穿氧化硅层;第一电极108为al电极层,第二电极109为ag电极层。
107.在本技术的实施例四中,将实施例一中的掩膜层106改为第三掺杂层1053。其中,第一阻隔层1051为厚氧化硅阻隔层、氧化铝等其具有高密度表面固定负电荷材料形成的阻隔层,能够对n型表面形成优异的场钝化效果。
108.在本技术的实施例五中,请参阅图8,将实施例二中的掩膜层106改为第三掺杂层
1053。半导体衬底100为p型硅半导体衬底100,第一掺杂层103为磷掺杂的n型多晶硅掺杂层,第一介电层102为隧穿氧化硅层;第二掺杂层1052可以为硼掺杂的p型掺杂层,此时第二介电层104为氧化铝隧穿层;第一电极108为al电极层,第二电极109为ag电极层;在第二次图形化开口后,可以使用高温烧结步骤,al电极层在第二掺杂层1052中形成al-si合金p+层,由于氧化铝层的耐高温性能,可较好的阻挡al电极烧穿接触n型硅半导体衬底100,并且氧化铝表面高密度的固定负电荷,是良好的传输空穴层;而第一介电层102可以选择氧化硅作为良好电子传输层。
109.请参阅图9,本技术的保护主体为一种太阳能电池结构的制备方法,包括以下步骤:
110.提供一半导体衬底100,在所述半导体衬底100上设置沟槽;
111.在所述沟槽内设置第一掺杂层103;
112.在半导体衬底100上制备第一本征层,并将第一本征层图形化形成第一阻隔层1051和第二掺杂层1052,且所述第一阻隔层1051至少覆盖所述第一掺杂层103;所述第二掺杂层1052和所述第一阻隔层1051在所述半导体衬底100上的正投影呈交错间隔排布;
113.在所述第一掺杂层103的区域上形成第一电极108,在所述第二掺杂层1052的区域上形成第二电极109。
114.在本技术的部分实施例中,在所述在半导体衬底100上制备第二掺杂层1052,且使所述第二掺杂层1052和所述第一阻隔层1051在所述半导体衬底100上的正投影呈交错间隔排布步骤之后,还包括以下步骤:
115.在所述第一阻隔层1051上制备掩膜层106,所述掩膜层106覆盖所述第一阻隔层1051,且所述掩膜层106在所述半导体衬底100上的投影宽度大于所述沟槽的宽度;
116.或在所述在半导体衬底100上制备第二掺杂层1052,且使所述第二掺杂层1052和所述第一阻隔层1051在所述半导体衬底100上的正投影呈交错间隔排布步骤中,还包括:
117.同时在第一阻隔层1051上制备第三掺杂层1053,且所述第三掺杂层1053与所述第二掺杂层1052绝缘设置;所述第三掺杂层1053和所述第二掺杂层1052由同种材料、相同工艺制成。
118.在一些实施例中,在所述沟槽内设置第一掺杂层103之前还包括:
119.在所述沟槽内形成第一介电层102,且所述第一介电层102附着在所述沟槽的内壁上;
120.在半导体衬底100上制备第一本征层之前还包括:
121.在半导体衬底100上制备第二介电层104,且使所述第二介电层104一部分介于所述第二掺杂层1052和所述衬底之间、一部分介于所述第一掺杂层103和所述第一阻隔层1051之间。
122.在本技术的具体实施例中,请结合图1至图7,其中,图1至图7为太阳能电池结构制备过程中的结构变化示意图。太阳能电池结构的制备方法如下:
123.s1:提供一n型硅半导体衬底100,且在n型硅半导体衬底100的受光面制绒形成陷光结构、背光面图形化开槽形成间隔排列的沟槽结构;
124.s2:在背光面沉积含高浓度氮的隧穿氮化硅层,然后再其表面沉积硼掺杂的多晶硅层;
125.s3:在背光面图案化激光刻蚀,去除沟槽外的硼掺杂多晶硅层和氮化硅层;或者采用图形化掩膜,先刻蚀形成沟槽,然后在沟槽依次形成隧穿氮化硅层、第一掺杂多晶硅层,剥离掩膜,去除沟槽外硅层;
126.s4:在背光面采用热氧化法或cvd或lpcvd制备超薄的隧穿氧化硅层;
127.s5:在背光面沉积本征非晶或多晶硅层,在本征多晶或非晶硅表面形成厚氧化硅掩膜层106;
128.s6:图形化刻蚀去除氧化硅层,保留掺杂多晶硅区域上方的氧化硅掩膜层106;图形化刻蚀后氧化硅掩膜层106宽度大于沟槽宽度;
129.s7:磷扩散重掺杂,同时高温晶化,形成图形化的磷掺杂多晶硅层;由于掩膜层106覆盖,仍然为阻隔的本征多晶硅;同时前表面轻掺杂磷,形成前表面场;
130.s8:金属化工艺,形成叉指状金属接触电极。
131.在一些实施例中,可先在太阳能电池结构的受光面和背光面形成氧化硅介电层,并沉积氢化的氮化硅减反射层,最后在背面形成叉指状的金属接触电极。
132.在一些实施例中,可对背光面进行抛光,去除背光面纹理化结构,提升隧穿层和掺杂多晶硅层的钝化效果,同时修饰激光损伤的晶面。
133.在一些实施例中,s5步骤可以替换为s5’步骤,s5’步骤的内容如下:在背光面沉积磷扩散掺杂结构和第三介电层110,并在磷扩散掺杂结构和第三介电层110上开槽使得磷扩散掺杂结构形成相互隔离的第二掺杂层1052和第三掺杂层1053。
134.在一些实施例中,在第二掺杂层1052和第一掺杂层103上设置有开口,以便第二电极109和第一电极108插入其中与之形成欧姆接触。
135.在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见上文针对其他实施例的详细描述,此处不再赘述。
136.上文已对基本概念做了描述,显然,对于本领域技术人员来说,上述详细披露仅仅作为示例,而并不构成对本技术的限定。虽然此处并没有明确说明,本领域技术人员可能会对本技术进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本技术中被建议,所以该类修改、改进、修正仍属于本技术示范实施例的精神和范围。
137.同时,本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此,应强调并注意的是,本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外,本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
138.同理,应当注意的是,为了简化本技术披露的表述,从而帮助对一个或多个发明实施例的理解,前文对本技术实施例的描述中,有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是,这种披露方法并不意味着本技术对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上,实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
139.相应地,在一些实施例中,说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值,该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中,数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本技术一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值,在具体实施例中,此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
140.针对本技术引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料,如文章、书籍、说明书、出版物、文档等,特此将其全部内容并入本技术作为参考,但与本技术内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外,对本技术权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本技术中的)也除外。需要说明的是,如果本技术附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本技术内容有不一致或冲突的地方,以本技术的描述、定义和/或术语的使用为准。
141.以上对本技术实施例所提供的技术方案进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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