一种太阳能电池的制作方法和太阳能电池与流程

本发明涉及太阳能电池，尤其涉及一种太阳能电池的制作方法和太阳能电池。

背景技术：

1、太阳能电池是利用太阳能的一种装置，通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能。为了能够提高太阳能电池的效率，通常采用一种选择性发射极太阳能电池，这种电池是在常规的太阳能电池表面均匀布置一种由p(磷)原子，形成深浅不一的p-n结，其中较为深的p-n结所在区域为深扩散区，较为浅的p-n结所在区域为浅扩散区。

2、现有技术中通常采用掩膜法制备选择性发射极，在实际制作过程中通常需要进行两次扩散，以形成不同掺杂浓度的电极区域和非电极区域。但是，两次扩散之间会相互影响。具体的，在第二次扩散形成电极区域的重掺杂区的过程中，会影响非电极区域的轻掺杂区，进而降低太阳能电池的性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种太阳能电池的制作方法和太阳能电池，用于在形成重掺杂区的过程中，减少或避免对轻掺杂区的影响，以提高太阳能电池的性能。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种太阳能电池的制作方法。该太阳能电池的制作方法包括：首先，提供一半导体基底，半导体基底具有相对的第一面和第二面。接下来，对半导体基底具有的第一面进行处理，以形成掺杂源层。接下来，采用激光照射工艺对掺杂源层进行区域性处理，使掺杂源层内的掺杂元素扩散至半导体基底内，以在半导体基底具有的第一面一侧形成重掺杂区，剩余掺杂源层为轻掺杂区。接下来，对半导体基底、重掺杂区和轻掺杂区进行氧化处理，以在半导体基底的第一面形成选择性发射极。其中，重掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度与轻掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度的比值大于或等于1，且小于或等于3。重掺杂区在1微米深度范围内，任意重掺杂区中掺杂元素的掺杂浓度与重掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度的比值大于或等于30％，且小于或等于100％。

3、与现有技术相比，本发明提供的太阳能电池的制作方法中，虽然形成的掺杂源层为整层结构，但是由于采用激光照射工艺对掺杂源层进行了区域性处理。此时，仅是掺杂源层的局部区域内的掺杂元素向半导体基底内部扩散。掺杂源层未经过激光照射工艺处理的区域内的掺杂元素并未向半导体基底内部扩散，仍保留在掺杂源层中。基于此，在形成重掺杂区的过程中对剩余掺杂源层(即轻掺杂区)的影响较小或没有影响，相比于现有技术提高了太阳能电池的性能。进一步地，相比于现有技术并没有第二次扩散，因此也降低了对轻掺杂区的影响。再进一步地，由于重掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度与轻掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度的比值大于或等于1，且小于或等于3。重掺杂区在1微米深度范围内，任意重掺杂区中掺杂元素的掺杂浓度与重掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度的比值大于或等于30％，且小于或等于100％。此时，不仅降低了串联电阻，提高了填充因子，同时还降低了载流子的复合，提高了太阳能电池的光量子响应，提高了短路电流密度，进而有效的提高了太阳能电池的转换效率。

4、在一种实现方式中，上述重掺杂区中掺杂元素的掺杂浓度大于或等于5×1018cm-3，且小于或等于3×1019cm-3。此时，可以进一步降低串联电阻，提高填充因子。

5、在一种实现方式中，上述轻掺杂区中掺杂元素的掺杂浓度大于或等于1.0×1018cm-3，且小于或等于1.0×1019cm-3。此时，可以进一步降低载流子的复合，提高太阳能电池的光量子响应，提高短路电流密度。

6、在一种实现方式中，在重掺杂区的0.6微米深度处，重掺杂区中掺杂元素的掺杂浓度和轻掺杂区中掺杂元素的掺杂浓度的比值大于，重掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度和轻掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度的比值。

7、在一种实现方式中，对半导体基底具有的第一面进行处理，以形成掺杂源层包括：对半导体基底具有的第一面进行扩散处理，以形成掺杂源层。掺杂源层包括第一掺杂层和第二掺杂层，第二掺杂层形成在第一掺杂层上。扩散处理的温度大于或等于750℃，且小于或等于1000℃。扩散处理的时间大于0min，且小于或等于120min，扩散处理采用的掺杂源包括ⅲ族源。

8、在一种实现方式中，上述ⅲ族源为硼源，第二掺杂层为硼硅玻璃层。硼硅玻璃层的厚度大于0nm，且小于或等于50nm。第一掺杂层中掺杂元素的浓度大于或等于1.0×1019cm-3，且小于或等于5.0×1020cm-3。

9、采用上述技术方案的情况下，在扩散处理和激光照射工艺的综合作用下，不仅提高了掺杂元素在半导体基底内部掺杂的浓度。同时相比于现有技术中利用激光对硼直掺的方式，可以减少或避免硼原子富集在硼硅玻璃层中，或者减少或避免硼原子富集在半导体基底的表面形成死层，以降低金属复合。进一步地，由于硼硅玻璃层的厚度大于0nm，且小于或等于50nm。在后续对太阳能电池的处理过程中硼硅玻璃层可以起到保护作用，降低选择性发射极被刻蚀的风险，以确保太阳能电池的品质。

10、在一种实现方式中，上述激光照射工艺的激光波长大于或等于300nm，且小于或等于1500nm。

11、在一种实现方式中，激光照射工艺的激光功率大于或等于20瓦，且小于或等于500瓦。

12、在一种实现方式中，激光照射工艺的激光加工速度大于或等于20m/s，且小于或等于60m/s。

13、在一种实现方式中，激光照射工艺的光斑为矩形光斑，矩形光斑的宽度大于或等于30微米，且小于或等于120微米。矩形光斑的长度与矩形光斑的宽度的比值大于或等于1，且小于或等于1.5。

14、采用上述技术方案的情况下，相比于采用相同宽度的方形光斑，在相同的时间内矩形光斑处理的面积更大，提高了加工效率。同时，利用矩形光斑在提高激光雕刻速度时，可以减小或避免相邻两个矩形光斑之间出现间隙，以减小激光能量的断层，提高加工效率，减小方阻，提高产能。

15、在一种实现方式中，激光照射工艺的光斑中相邻两个光斑的重叠率大于0％且小于100％。

16、采用上述技术方案的情况下，对于需要激光照射工艺处理的区域，激光能量在该区域内积蓄，以使温度在较短的时间内达到要求，降低激光对绒面的损伤，进而提高加工效率。

17、第二方面，本发明还提供了一种太阳能电池。该太阳能电池包括：半导体基底，具有相对的第一面和第二面。形成在半导体基底第一面的重掺杂区和轻掺杂区，轻掺杂区位于重掺杂区一侧。其中，重掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度与轻掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度的比值大于或等于1，且小于或等于3。重掺杂区在1微米深度范围内，任意重掺杂区中掺杂元素的掺杂浓度与重掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度的比值大于或等于30％，且小于或等于100％。

18、与现有技术相比，本发明提供的太阳能电池中，虽然形成的掺杂源层为整层结构，但是由于采用激光照射工艺对掺杂源层进行了区域性处理。此时，仅是掺杂源层的局部区域内的掺杂元素向半导体基底内部扩散。掺杂源层未经过激光照射工艺处理的区域内的掺杂元素并未向半导体基底内部扩散，仍保留在掺杂源层中。基于此，在形成重掺杂区的过程中对剩余掺杂源层(即轻掺杂区)的影响较小或没有影响，相比于现有技术提高了太阳能电池的性能。进一步地，相比于现有技术并没有第二次扩散，因此也降低了对轻掺杂区的影响。再进一步地，由于重掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度与轻掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度的比值大于或等于1，且小于或等于3。重掺杂区在1微米深度范围内，任意重掺杂区中掺杂元素的掺杂浓度与重掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度的比值大于或等于30％，且小于或等于100％。此时，不仅降低了串联电阻，提高了填充因子，同时还降低了载流子的复合，提高了太阳能电池的光量子响应，提高了短路电流密度，进而有效的提高了太阳能电池的转换效率。

19、在一种实现方式中，上述重掺杂区中掺杂元素的掺杂浓度大于或等于5×1018cm-3，且小于或等于3×1019cm-3。此时，可以进一步降低串联电阻，提高填充因子。

20、在一种实现方式中，上述轻掺杂区中掺杂元素的掺杂浓度大于或等于1.0×1018cm-3，且小于或等于1.0×1019cm-3。此时，可以进一步降低载流子的复合，提高太阳能电池的光量子响应，提高短路电流密度。

21、在一种实现方式中，在重掺杂区的0.6微米深度处，重掺杂区中掺杂元素的掺杂浓度和轻掺杂区中掺杂元素的掺杂浓度的比值大于，重掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度和轻掺杂区中掺杂元素的最大掺杂浓度的比值。