一种制备n型晶体硅双面太阳电池的方法
【专利摘要】一种制备n型晶体硅双面太阳电池的方法，按如下步骤：对硅片表面进行制绒和清洗；CVD法或PVD法在需扩散硼的一面沉积重掺杂硼的氧化硅薄膜，厚度为20?200nm；CVD法或PVD法在需扩散磷的一面沉积重掺杂磷的氧化物薄膜，厚度为20?200nm；洁净空气气氛或氧气气氛中常压高温扩散，同步制得掺杂n型层和掺杂p型层；硅片双面氧化物的湿化学法去除和清洗；硅片双面钝化减反射膜的沉积；硅片双面栅线电极的制备；硅片边缘的防漏电处理。本发明扩散技术相对简单，掺杂层的掺杂浓度精确可控，可避免表面过高浓度的死层问题，所得掺杂层的方阻分布均匀。本发明制备的n型晶体硅双面太阳电池的性能优良，制造成本较低。
【专利说明】
一种制备η型晶体硅双面太阳电池的方法
技术领域
[0001]本发明为一种制备η型晶体硅双面太阳电池方法，属于太阳电池领域，也属于半导体器件领域。涉及太阳电池的制备技术。
【背景技术】
[0002]N型晶体硅双面电池因其转换效率高，无光致衰减，可双面进光进一步提高了太阳电池的光电转换效率等优点日益受到人们的重视。其器件结构根据Pn结材料的构成分为晶体硅/晶体硅同质结和非晶体硅/晶体硅异质结太阳电池两大类。其中前者生产技术路线与现有P型晶体硅太阳电池技术路线所采用的产线设备大多相同，与现有产线技术兼容性好，技术转型较为容易，成本较低，近年来被普遍看好。
[0003]N型晶体硅太阳电池为得到较高的转换效率，其两个表面均需制备重掺杂晶体硅层，其中发射极面需制备P型重掺杂晶体硅层，背电场面需制备η型重掺杂晶体硅层，然后再在其上制备其他结构最终得到一个完整的器件。目前较为普遍的用于制作所述的重掺杂晶体硅层的技术主要有扩散法和离子注入法。扩散法大多是采用三氯氧磷液态源扩散制备η型重掺杂层，溴化硼液态源或者氧化硼固态源扩散制备P型重掺杂晶体硅层。目前一般采用一面离子注入一面扩散的组合获得双面重掺杂晶体硅层，因为如果双面均采用扩散法的话现有技术方案会造成两层结构在扩散过程中的相互影响，造成负面结果。但一面离子注入一面扩散的方案仍不够完善。因离子注入后需高温热处理以恢复损伤的晶格，但这个过程中会造成硅片性能的变化，另外该技术成本仍太高；目前常用的管式扩散的方法所得扩散层的方阻分布均匀性较差。
[0004]目前，发展新的重掺杂层的制备技术是进一步提升η型晶体硅双面太阳电池性能，降低其制造成本的关键。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提出一种制备η型晶体硅双面太阳电池的方法，以一种新的固态源扩散方法实现双面重掺杂层的制备，做到精确控制两面掺杂的掺杂原子的分布，改善扩散层的方阻分布均匀性，优化η型双面电池的制备技术路线，降低η型晶体硅双面太阳电池的制造成本。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的。
[0007]—种制备η型晶体硅双面太阳电池的方法。其特征是制造过程中两个表面的η型和P型重掺杂层是分别通过CVD法或PVD法在硅片的对应面上沉积重掺杂磷和硼的氧化硅薄膜作为扩散源在高温下一步扩散得到的。具体地说，按如下步骤。
[0008](I)对硅片表面进行制绒和清洗。
[0009](2)CVD法或PVD法在需扩散硼的一面沉积重掺杂硼的氧化硅薄膜，厚度为20-200nmo
[0010](3 ) C V D法或P V D法在需扩散磷的一面沉积重掺杂磷的氧化物薄膜，厚度为2 O -200nmo
[0011](4)洁净空气气氛或氧气气氛中常压高温扩散，同步制得掺杂n型层和掺杂P型层。
[0012](5)硅片双面氧化物的湿化学法去除和清洗。
[0013](6)硅片双面钝化减反射膜的沉积。
[0014](7)硅片双面栅线电极的制备。
[0015](8)硅片边缘的防漏电处理。
[0016]本发明步骤(4)中所述的高温扩散过程可在管式炉中完成，也可在链条式或者辊道式连续炉中完成。
[0017]进一步，优选在步骤(5)与步骤(6)之间增加一步选择发射极和选择背电场的制备过程，以进一步提尚太阳电池的性能。
[0018]进一步，当步骤(2)采用CVD法进行重掺杂硼层制备的情况下，优选在步骤(2)进行前采用CVD法或PVD法在需扩散磷的一面沉积一层不掺杂氧化硅薄膜，厚度为5-100nm。
[0019]本发明效果:采用本发明所提及的技术可一步扩散实现硅片两个表面所需的η型和P型重掺杂硅层的制备，所得掺杂层的掺杂浓度精确可控，可避免表面过高浓度的死层问题，所得掺杂层的方阻分布均匀。采用本发明所提及的整套技术路线制备η型晶体硅双面太阳电池的性能优良，制造成本较低。
【具体实施方式】
[0020]本发明将通过以下实施例作进一步说明。
[0021]实施例1。
[0022]采用管式PECVD法沉积扩散所需各类氧化硅薄膜，具体通过以下技术方案实现。
[0023](I)对硅片表面进行制绒和清洗。
[0024](2)管式PECVD法在需扩散磷的一面沉积一层不掺杂氧化硅薄膜，厚度为10nm。
[0025](3)管式PECVD法在需扩散硼的一面以硼烷作为掺杂剂沉积重掺杂硼的氧化硅薄膜，厚度为I OOnm ο
[0026](4)管式PECVD法在需扩散磷的一面以磷烷作为掺杂剂沉积重掺杂磷的氧化物薄膜，厚度为80nmo
[0027](5)在石英管式炉中洁净空气气氛条件下常压高温扩散，同步制得掺杂η型层和掺杂P型层。
[0028](6)HF酸去除硅片双面氧化物，并用去离子水清洗。
[0029](7)硅片双面钝化减反射膜的沉积。
[0030](8)硅片双面栅线电极的制备。
[0031](9)硅片边缘的防漏电处理。
[0032]采用本方法可实现硅片表面扩散层方阻均匀性优于±5%。
[0033]实施例2。
[0034]采用磁控溅射法沉积扩散所需各类氧化硅薄膜，具体通过以下技术方案实现。
[0035](I)对硅片表面进行制绒和清洗。
[0036](2)磁控溅射法采用硼掺杂硅靶，以反应溅射的方法在需扩散硼的一面沉积重掺杂硼的氧化娃薄膜，厚度为10nm0
[0037](3)磁控溅射法采用磷掺杂硅靶，以反应溅射的方法在需扩散磷的一面沉积重掺杂磷的氧化娃薄膜，厚度为I OOnm。
[0038](4)在石英管式炉中洁净空气气氛条件下常压高温扩散，同步制得掺杂η型层和掺杂P型层。
[0039](5) HF酸去除硅片双面氧化物，并用去离子水清洗。
[0040](6)硅片双面钝化减反射膜的沉积。
[0041](7)硅片双面栅线电极的制备。
[0042](8)硅片边缘的防漏电处理。
[0043]该方法在扩散过程中采用的固态材料作为原材料，无毒无害，且成本低廉，可实现硅片表面扩散层方阻均匀性优于± 5%。
[0044]实施例3。
[0045]采用磁控溅射法沉积扩散所需各类氧化硅薄膜，具体通过以下技术方案实现。
[0046](I)对硅片表面进行制绒和清洗。
[0047](2)以反应磁控溅射法在需扩散磷的一面沉积一层不掺杂氧化硅薄膜，厚度为20nmo
[0048](3)磁控溅射法采用硼掺杂硅靶，以反应溅射的方法在需扩散硼的一面沉积重掺杂硼的氧化娃薄膜，厚度为10nm0
[0049](4)磁控溅射法采用磷掺杂硅靶，以反应溅射的方法在需扩散磷的一面沉积重掺杂磷的氧化娃薄膜，厚度为I OOnm。
[0050](5)在石英管式炉中洁净空气气氛条件下常压高温扩散，同步制得掺杂η型层和掺杂P型层。
[0051](6)HF酸去除硅片双面氧化物，并用去离子水清洗。
[0052](7)硅片双面钝化减反射膜的沉积。
[0053](8)硅片两面选择重掺杂发射极和选择重掺杂背场的制备。
[0054](9)硅片双面栅线电极的制备。
[0055](10)硅片边缘的防漏电处理。
[0056]该方法在扩散过程中采用的固态材料作为原材料，无毒无害，且成本低廉，可实现硅片表面扩散层方阻均匀性优于土 5%。通过增加了重掺杂发射极和重掺杂背场，可在实施例2的基础上进一步提高太阳电池的转换效率。
【主权项】
1.一种制备η型晶体硅双面太阳电池的方法，其特征是按如下步骤: (I)对硅片表面进行制绒和清洗； (2 )CVD法或PVD法在需扩散硼的一面沉积重掺杂硼的氧化硅薄膜，厚度为20-200nm; (3)CVD法或PVD法在需扩散磷的一面沉积重掺杂磷的氧化物薄膜，厚度为20-200nm; (4)洁净空气气氛或氧气气氛中常压高温扩散，同步制得掺杂η型层和掺杂P型层； (5)硅片双面氧化物的湿化学法去除和清洗； (6)硅片双面钝化减反射膜的沉积； (7)硅片双面栅线电极的制备； (8)硅片边缘的防漏电处理。2.根据权利要求1所述的制备η型晶体硅双面太阳电池的方法，其特征是步骤(4)中所述的高温扩散过程在管式炉中、链条式或者辊道式连续炉中完成。3.根据权利要求1所述的制备η型晶体硅双面太阳电池的方法，其特征是在步骤(5)与步骤(6)之间增加一步选择发射极和选择背电场的制备过程。4.根据权利要求1所述的制备η型晶体硅双面太阳电池的方法，其特征是当步骤(2)采用CVD法进行重掺杂硼层制备的情况下，在步骤(2)进行前采用CVD法或PVD法在需扩散磷的一面沉积一层不掺杂氧化硅薄膜，厚度为5-100nm。
【文档编号】H01L21/225GK105826432SQ201610323511
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】黄海宾, 周浪, 岳之浩, 高超, 韩宇哲, 宿世超
【申请人】南昌大学