背面P/N型掺杂区隔离的IBC电池制造方法与流程

本发明涉及一种ibc电池，特别是一种背面p/n型掺杂区隔离的ibc电池制造方法。

背景技术：

1、polo-ibc(polycrystalline silicon(poly-si)on oxide(polo)junctions-interdigitated back contacted氧化结上多晶硅-叉指式背面接触)电池是一种转换效率相对较高的太阳能电池，其实验室转换效率可达26.1％。其最大的特点在于载流子选择性的钝化，金属接触面上没有复合损失；而且该电池的正面完全不存在电极遮挡，光的利用率得到了提高。

2、由于ibc电池的p型掺杂区和n型掺杂区均位于电池的背面，在制造过程中遇到的比较大的挑战在于如何将p型掺杂区和n型掺杂区完全隔离开。因为如果p型掺杂区和n型掺杂区没有完全隔离，那么严重的载流子复合将会出现在p/n的接触界面上，这将使电池的转换效率大打折扣。

3、在一些现有工艺中，为了实现隔离，引入了繁复的对准工艺，并且需要用到一些昂贵的设备，这无疑又提高了电池的制作成本。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种使ibc电池背面p/n型掺杂区有效隔离的制造方法，降低载流子复合，提高电池转换效率。

2、技术方案：一种背面p/n型掺杂区隔离的ibc电池制造方法，包括如下步骤：

3、步骤s10：p型单晶硅片经碱刻蚀抛光后，在硅片背面依次沉积遂穿氧化层、掺杂薄多晶硅层；

4、步骤s20：激光开膜：

5、在硅片背面以负极栅线位置以外的区域作为激光开膜区域，开膜图形为：以半径r1的第一圆形的圆心为中心，在半径r2的圆周上均匀排布若干个第一圆形，以此为单元图案，形成连续图案，r2＞2r1；开膜图形处通过激光刻蚀去除掺杂薄多晶硅层和遂穿氧化层，露出硅基体；

6、步骤s30：对硅片背面依次沉积al2o3层、氮化硅层；

7、步骤s40：将硅片浸入制绒液进行清洗制绒，仅在硅片正面形成均匀绒面；

8、步骤s50：对硅片正面沉积氮化硅层；

9、步骤s60：激光刻蚀：以第一圆形的圆心为中心，以半径r3的第二圆形为刻蚀图形，r1＞r3，在硅片背面，刻蚀图形处通过激光刻蚀去除氮化硅层和al2o3层，露出硅基体；

10、步骤s70：在硅片背面，对步骤s20的激光开膜区域印刷铝浆，对负极栅线位置印刷栅线浆料，然后进行烧结，在第二圆形处，铝和硅接触形成合金，得到p+区域。

11、进一步的，步骤s10中：碱刻蚀抛光采用60～85℃、5～25wt％的氢氧化钾溶液，刻蚀深度大于5μm；遂穿氧化层厚度1～2nm，掺杂薄多晶硅层厚度10～150nm。

12、进一步的，步骤s20中：使用的激光参数为：波长532nm，光斑大小30～300μm，单脉冲能量＞240μj，频率＞300k；步骤s60中：使用的激光参数为：波长532～1024nm，绿光激光，功率50～100w。

13、进一步的，硅片电阻率0.1ω·cm～10ω·cm时，r2/r1为不大于20，r3为7.5～15μm。

14、进一步的，步骤s20中：在半径r2的圆周上均匀排布的第一圆形数量为4～6个。

15、进一步的，步骤s30中：al2o3层厚度50～200nm，氮化硅层厚度50～200nm；步骤s50中：氮化硅层厚度70～100nm。

16、进一步的，步骤s40中：采用60～85℃、5～25wt％的氢氧化钾溶液和制绒添加剂形成的混合液作为制绒液。

17、进一步的，步骤s30中和步骤s50中：硅片均在pecvd设备中进行沉积。

18、进一步的，步骤s70中：烧结峰值温度为800～900℃；负极栅线位置印刷栅线浆料得到的主栅线线宽50～100μm、副栅线线宽10～40μm。

19、一种由上述的制造方法制得的ibc电池。

20、有益效果：本发明的优点是：对ibc电池背面通过设置相互嵌套的p型掺杂区和n型掺杂区，缩小了重复单元的尺寸，降低了载流子从产生到被吸收的扩散距离，提高了电池转换效率；工艺步骤少，通过局域激光开膜的方式，简单的实现了p型掺杂区和n型掺杂区的有效隔离。

技术特征：

1.一种背面p/n型掺杂区隔离的ibc电池制造方法，其特征在于包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的背面p/n型掺杂区隔离的ibc电池制造方法，其特征在于：步骤s10中：碱刻蚀抛光采用60～85℃、5～25wt％的氢氧化钾溶液，刻蚀深度大于5μm；遂穿氧化层厚度1～2nm，掺杂薄多晶硅层厚度10～150nm。

3.根据权利要求1所述的背面p/n型掺杂区隔离的ibc电池制造方法，其特征在于：步骤s20中：使用的激光参数为：波长532nm，光斑大小30～300μm，单脉冲能量＞240μj，频率＞300k；步骤s60中：使用的激光参数为：波长532～1024nm，绿光激光，功率50～100w。

4.根据权利要求1所述的背面p/n型掺杂区隔离的ibc电池制造方法，其特征在于：硅片电阻率0.1ω·cm～10ω·cm时，r2/r1为不大于20，r3为7.5～15μm。

5.根据权利要求1所述的背面p/n型掺杂区隔离的ibc电池制造方法，其特征在于：步骤s20中：在半径r2的圆周上均匀排布的第一圆形数量为4～6个。

6.根据权利要求1所述的背面p/n型掺杂区隔离的ibc电池制造方法，其特征在于：步骤s30中：al2o3层厚度50～200nm，氮化硅层厚度50～200nm；步骤s50中：氮化硅层厚度70～100nm。

7.根据权利要求1所述的背面p/n型掺杂区隔离的ibc电池制造方法，其特征在于：步骤s40中：采用60～85℃、5～25wt％的氢氧化钾溶液和制绒添加剂形成的混合液作为制绒液。

8.根据权利要求1所述的背面p/n型掺杂区隔离的ibc电池制造方法，其特征在于：步骤s30中和步骤s50中：硅片均在pecvd设备中进行沉积。

9.根据权利要求1所述的背面p/n型掺杂区隔离的ibc电池制造方法，其特征在于：步骤s70中：烧结峰值温度为800～900℃；负极栅线位置印刷栅线浆料得到的主栅线线宽50～100μm、副栅线线宽10～40μm。

10.一种由权利要求1～9任一所述的制造方法制得的ibc电池。

技术总结
本发明公开了一种背面P/N型掺杂区隔离的IBC电池制造方法，P型单晶硅片经碱刻蚀抛光后，在背面依次沉积遂穿氧化层、掺杂薄多晶硅层，再局域激光开膜，接着依次沉积Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;层、氮化硅层，然后硅片清洗制绒，在正面沉积氮化硅层，再对背面激光开膜处局域激光刻蚀露出硅基体，最后在硅片背面，激光开膜区域印刷铝浆，负极栅线位置印刷栅线浆料，进行烧结，铝和硅接触形成合金，得到P+区域。本发明对IBC电池背面通过设置相互嵌套的P型掺杂区和N型掺杂区，缩小了重复单元的尺寸，降低了载流子从产生到被吸收的扩散距离，提高了电池转换效率；工艺步骤少，通过局域激光开膜的方式，简单的实现了P型掺杂区和N型掺杂区的有效隔离。

技术研发人员：张中建,赵桂香,高荣刚
受保护的技术使用者：中节能太阳能科技（镇江）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15