本发明专利技术涉及一种微纳米绒面太阳能电池发射极的制备方法，其特征在于，所述方法为：(1)对于去除损伤层后的硅片，在重掺杂扩散的同时，通入氧气形成磷硅玻璃层；(2)对步骤(1)得到的硅片，部分去除磷硅玻璃层；(3)对步骤(2)得到的硅片，进行反应离子刻蚀；(4)去除非电极区剩余的磷硅玻璃层，或去除全部剩余的磷硅玻璃层。本发明专利技术利用一次重掺杂扩散加氧化形成较厚的PSG层作为掩膜层，不需要额外再生长掩膜层；同时，利用剩余的部分PSG层作为保护层，防止RIE直接轰击硅片表面形成损伤层，不需要额外再去损伤层；步骤简单。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能电池制备领域，尤其涉及一种微纳米绒面太阳能电池、微纳米绒面太阳能电池选择性发射极、含有其的太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。太阳能电池的终极目标是降低成本和提高效率。目前标准的太阳能电池生产方式下，效率的提升已经接近了极限，光伏业界都把目光聚集在了高效电池工艺上。在众多技术中，选择性发射极结构是p-n结晶体硅太阳能电池生产工艺中有希望实现高效率的方法之一。所谓选择性发射极结构是：在电极栅线下及其附近形成高掺杂深扩散区(深掺区)，在其他区域形成低掺杂浅扩散区(浅掺区)。结合其特征，实现选择性发射极结构的关键便是如何形成上面所说的两个区域。另一方面，为了提高太阳能电池的效率，一方面要从硅衬底的pn结入手，优化其制备工艺；另一方面要减少入射光的光学反射损失，增强电池对光的有效吸收。常用措施是对硅衬底材料进行织构化处理、改进栅电极结构或沉积反射薄膜。相对沉积减反射薄膜而言，绒面处理可以在入射光全波段内实现无选择性的减反射效果。目前针对微纳米绒面太阳能电池发射极的制备工艺流程包括：①去损伤，②RIE形成纳米绒面，③清洗损伤层，④扩散，⑤清洗PSG。RIE直接制绒会对硅衬底造成损伤，现有技术是通过清洗来去除损伤层，但是一方面清洗去损伤需要增加额外的工艺步骤或者延长工艺时间，另一方面清洗去损伤同时导致受光面反射率的升高，电池的光电转换效率因此受限。而针对微纳米绒面太阳能电池选择性发射极，现有技术的制备工艺流程包括：①损伤层去除，②一次重掺杂扩散，③生长掩膜层，④去除非电极栅线区域掩膜，⑤RIE形成微纳米绒面同时形成浅结，⑥清洗掩膜及RIE后表面损失层，⑦进行边缘刻蚀、镀膜和印刷测试，如图1所示。所述方案一次重掺杂扩散后需要单独再生长一层掩膜层；在RIE形成微纳米绒面及浅结后，还需额外清洗掩膜层以及RIE轰击硅片表面形成的损伤层，步骤较复杂。本领域需要开发一种步骤简单的制备微纳米绒面太阳能电池选择性发射极的制备方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种步骤简单，能够同时得到具有微纳米绒面的太阳能电池发射极。本专利技术具体通过如下技术方案实现：一种微纳米绒面太阳能电池发射极的制备方法，所述方法为：(1)对于去除损伤层后的硅片，在重掺杂扩散的同时，通入氧气形成磷硅玻璃层；(2)对步骤(1)得到的硅片，部分去除磷硅玻璃层；(3)对步骤(2)得到的硅片，进行反应离子刻蚀；(4)对步骤(3)得到的硅片，去除非电极区剩余的磷硅玻璃层，或去除全部剩余的磷硅玻璃层。本专利技术提供的方法为先进行重掺杂扩散，并在重掺杂扩散的同时通入氧气形成较厚的磷硅玻璃层(PSG)，所述PSG可直接作为掩膜层；之后通过现有技术对PSG进行部分去除，将其减薄；随后用反应离子刻蚀(RIE)进行刻蚀，此时，由于PSG较薄，RIE在刻蚀掉PSG以后，进一步对掺杂硅进行刻蚀，得到发射结，并且同时在硅面上形成微纳米绒面。对本专利技术所述的磷硅玻璃层，其中含有杂质，不适宜作为正面钝化膜，但是对于电极下的区域，由于电极材料会烧穿介质膜和硅衬底形成欧姆接触，并且电极区本身就是强复合区，所以电极下的磷硅玻璃可以不去除，当然也可以选择全部去除。当所述微纳米绒面太阳能电池发射极为微纳米绒面太阳能电池选择性发射极时，所述方法包括如下步骤：(1)对于去除损伤层后的硅片，在重掺杂扩散的同时，通入氧气形成磷硅玻璃层；(2)对步骤(1)得到的硅片，部分去除浅掺区的磷硅玻璃层；(3)对步骤(2)得到的硅片，对浅掺区进行反应离子刻蚀；(4)对步骤(3)得到的硅片，去除剩余的磷硅玻璃层。图2给出了本专利技术微纳米绒面太阳能电池选择性发射极的制备工艺流程图，图2中的进行边缘刻蚀、镀膜和印刷测试与现有技术的操作一致。本专利技术提供的方法为一次重掺杂扩散，并在重掺杂扩散的同时通入氧气形成较厚的磷硅玻璃层(PSG)，所述PSG可直接作为掩膜层；之后通过现有技术对浅掺区的PSG进行部分去除；随后用反应离子刻蚀(RIE)进行刻蚀，此时，由于浅掺区的PSG较薄，RIE在刻蚀掉浅掺区的PSG以后，进一步对此区域的掺杂硅进行刻蚀，得到浅掺杂发射结，并且同时在浅掺区的硅面上形成微纳米绒面；之后通过现有技术除去覆盖在深掺区的剩余的PSG，完成对微纳米绒面太阳电池选择性发射极的基础制备。本专利技术提供的方法在RIE过程中，重掺区PSG较厚，浅掺区PSG较薄，经过刻蚀后，浅掺区的PSG被完全刻蚀掉，且有部分之前被遮盖的硅被刻蚀，并经过RIE形成微纳米绒面，在这个过程中，上述薄层PSG能保护硅衬底，将RIE的损伤降到最低；而重掺区由于覆盖的PSG较厚，在RIE过程中并不能够完全被刻蚀，因此保护了重掺区的表面，没有形成绒面也没有形成损伤层，综上，在后续步骤中可以不进行额外的清洗去除损伤。本专利技术利用一次重掺杂扩散加氧化形成较厚的PSG层作为掩膜层，不需要额外再生长掩膜层；同时，利用剩余的部分PSG层作为保护层，防止RIE直接轰击硅片表面形成损伤层，不需要额外再去损伤层；步骤简单；同时也可以避免清洗去损伤导致的反射率上升，制备得到的微纳米绒面太阳能电池选择性发射极的电性能优异。优选地，步骤(2)所述“部分去除浅掺区的磷硅玻璃层”为将浅掺区的磷硅玻璃层减薄至反应离子刻蚀的刻蚀厚度以内。优选地，步骤(2)所述“部分去除浅掺区的磷硅玻璃层”为将浅掺区的磷硅玻璃层减薄至5～8nm，例如6.5nm、7.2nm、7.7nm等。优选地，所述重掺杂扩散的方阻为40～70Ω，例如43Ω、47Ω、52Ω、55Ω、58Ω、63Ω、68Ω等。优选地，所述氧气的通入量为5000～10000sccm。步骤(1)所述“形成的磷硅玻璃层”厚度在反应离子刻蚀的刻蚀厚度以外。优选地，步骤(1)所述磷硅玻璃层的厚度为30～50nm，例如33nm、37nm、42nm、47nm等。优选地，步骤(3)所述反应离子刻蚀的条件为：离子源高频射频功率为1000～1500W，低频射频功率设置为150～500W，SF6(六氟化硫)流量设置为600～1000sccm，O2流量设置为1000～1800sccm，Cl2流量设置为400～600sccm，带速为100～160cm/min。优选地，步骤(2)所述“部分去除浅掺区的磷硅玻璃层”的去除方法包括腐蚀性浆料腐蚀去除或激光刻蚀去除中的任意1种。本专利技术对步骤(2)所述“部分去除浅掺区的磷硅玻璃层”的去除方法不做具体限定，任何本领域能够实现“部分去除浅掺区的磷硅玻璃层”的方法均可用于本专利技术。优选地，步骤(4)所述“去除剩余的磷硅玻璃层”的去除方法包括印刷腐蚀性浆料去除或激光刻蚀去除。本专利技术对步骤(2)所述“部分去除浅掺区的磷硅玻璃层”和步骤(3)所述“去除剩余的磷硅玻璃层”的去除方法不做具体限定，任何本领域能够实现去除磷硅玻璃层的方法均可用于本专利技术。本专利技术目的之二是提供一种如目的之一所述的方法制备得到的微纳米绒面太阳能电池选择性发射极，所述为纳米绒面的尺寸为100～500nm，例如120nm、150nm、180nm、210nm、250nm、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微纳米绒面太阳能电池发射极的制备方法，其特征在于，所述方法为：(1)对于去除损伤层后的硅片，在重掺杂扩散的同时，通入氧气形成磷硅玻璃层；(2)对步骤(1)得到的硅片，部分去除磷硅玻璃层；(3)对步骤(2)得到的硅片，进行反应离子刻蚀；(4)对步骤(3)得到的硅片，去除非电极区剩余的磷硅玻璃层，或去除全部剩余的磷硅玻璃层。
【技术特征摘要】
1.一种微纳米绒面太阳能电池发射极的制备方法，其特征在于，所述方法为：(1)对于去除损伤层后的硅片，在重掺杂扩散的同时，通入氧气形成磷硅玻璃层；(2)对步骤(1)得到的硅片，部分去除磷硅玻璃层；(3)对步骤(2)得到的硅片，进行反应离子刻蚀；(4)对步骤(3)得到的硅片，去除非电极区剩余的磷硅玻璃层，或去除全部剩余的磷硅玻璃层。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当所述微纳米绒面太阳能电池发射极为微纳米绒面太阳能电池选择性发射极时，所述方法包括如下步骤：(1)对于去除损伤层后的硅片，在重掺杂扩散的同时，通入氧气形成磷硅玻璃层；(2)对步骤(1)得到的硅片，部分去除浅掺区的磷硅玻璃层；(3)对步骤(2)得到的硅片，对浅掺区进行反应离子刻蚀；(4)对步骤(3)得到的硅片，去除剩余的磷硅玻璃层。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述“部分去除浅掺区的磷硅玻璃层”为将浅掺区的磷硅玻璃层减薄至反应离子刻蚀的刻蚀厚度以内；优选地，步骤(2)所述“部分去除浅掺区的磷硅玻璃层”为将浅掺区的磷硅玻璃层减薄至5～8nm。4.如权利要求1～3之一所述的制备方法，其特征在于，所述重掺杂扩散的方阻为40～70Ω；优选地，所述氧气的通入量为5000～10000sccm；优选地，步骤(1)所述“形成的磷硅玻璃层”厚度在反应离子刻蚀的刻蚀厚度以外；优选地，步骤(1)所述磷硅玻璃层的厚度为30～50nm。5.如权利要求1～4之一所述的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，王栩生，邢国强，
申请(专利权)人：苏州阿特斯阳光电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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