晶体硅太阳电池的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种晶体硅太阳电池的制备方法。该制备方法包括步骤：将N型硅片的第一表面和第二表面均进行制绒；在N型硅片的第一表面形成硼掺杂源层，并在N型硅片的第二表面上离子注入磷源；将N型硅片放入扩散炉中进行高温氧化和扩散，在N型硅片的第一表面上形成依次层叠的p+发射极层和硼硅玻璃层，在N型硅片的第二表面上形成依次层叠的n+表面场层和磷硅玻璃层；去除硼硅玻璃层和磷硅玻璃层；在p+发射极层和n+表面场层上分别形成第一钝化减反射层和第二钝化减反射层；在第一钝化减反射层和第二钝化减反射层上分别制备负、正电极。上述晶体硅太阳电池的制备方法，不仅能实现硼磷一步共同扩散，还提高太阳电池的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
晶体硅太阳电池的制备方法
本专利技术涉及太阳电池
，特别是涉及一种晶体硅太阳电池的制备方法。
技术介绍
硼扩散是N型背结太阳能电池的制备中的重要环节。一般地，常规硼扩散基本都是制作较厚的掩膜(氧化硅或氮化硅等)来阻挡磷扩散面受到硼扩散的影响，或者利用两个表面掩膜生长的速率的快慢不同，形成的掩膜厚度有差异，从而进行单面硼扩散，但工艺都是相对比较复杂，工艺窗口窄，同时增加了太阳电池的工艺时间及成本；也有通过在电池表面喷涂或丝网印刷磷源和硼尝试一步进行扩散，但此种方式由于受到硼与磷的工艺窗口有很大不同，从而很难同时兼顾硼与磷从表面向硅片内部同时进行扩散的工艺效果。上述方式都比较难以实现硼磷同时扩散。
技术实现思路
基于此，有必要针对如何实现硼磷同时扩散的问题，提供一种晶体硅太阳电池的制备方法。一种晶体硅太阳电池的制备方法，包括步骤：将N型硅片的第一表面和第二表面均进行制绒；在所述N型硅片的第一表面形成硼掺杂源层，并在所述N型硅片的第二表面上离子注入磷源；将所述N型硅片放入扩散炉中进行高温氧化和扩散，所述硼掺杂源层中的硼源由所述N型硅片的第一表面往所述N型硅片内扩散，在所述N型硅片的第一表面上形成依次层叠的p+发射极层和硼硅玻璃层，所述磷源从所述N型硅片的内部往所述N型硅片的第二表面方向扩散，在所述N型硅片的第二表面上形成依次层叠的n+表面场层和磷硅玻璃层；去除所述硼硅玻璃层和所述磷硅玻璃层；在所述p+发射极层和所述n+表面场层上分别形成第一钝化减反射层和第二钝化减反射层；在所述第一钝化减反射层和所述第二钝化减反射层上分别制备负、正电极。上述晶体硅太阳电池的制备方法，在N型硅片的第一表面和第二表面进行制绒后，通过对N型硅片的第一表面和第二表面分别形成硼掺杂源层及磷源注入，将N型硅片放入扩散炉中进行反应和扩散，硼掺杂源层中的硼源由N型硅片的第一表面往N型硅片内扩散，同时离子注入的磷源被氧化透析作用，由于注入的磷源轰击导致硅片第二表面晶化，从而晶化部分很容易在高温中氧化，由于固溶度不同，注入到N型硅片内部的的磷会从内往N型硅片的第二表面迁移，从而达到一步硼磷共扩，实现硼磷一步共同扩散，无气体源的绕射，整个工艺流程只需要一次高温过程，无需掩膜即可实现硼磷共扩，从而减少工艺流程，且共扩工艺窗口可匹配一致。在其中一个实施例中，在所述将N型硅片的第一表面和第二表面均进行制绒的步骤之前，还包括步骤：采用硅片清洗剂对所述N型硅片进行清洗，所述硅片清洗剂为体积比为1:1:4-1:2:10的氢氧化铵、双氧水以及蒸馏水。在其中一个实施例中，在所述将N型硅片的第一表面和第二表面均进行制绒的步骤中，在所述N型硅片的第一表面和所述第二表面上所形成的绒面的厚度均不大于10微米。在其中一个实施例中，在所述在所述N型硅片的第一表面形成硼掺杂源层，并在所述N型硅片的第二表面上离子注入磷源的步骤中，所述硼掺杂源层中的硼掺杂源为纳米级的固态硼源。在其中一个实施例中，在所述在所述N型硅片的第一表面形成硼掺杂源层，并在所述N型硅片的第二表面上离子注入磷源的步骤中，所述磷源注入所述N型硅片的第二表面的深度大于等于1微米。在其中一个实施例中，在所述将所述N型硅片放入扩散炉中进行高温氧化和扩散的步骤中，所述N型硅片在扩散炉中进行高温氧化和扩散的条件为：反应温度大于等于1000℃。在其中一个实施例中，在所述所述N型硅片放入扩散炉中进行高温氧化和扩散的步骤中，所述p+发射极层的方阻为60Ω/sq-100Ω/sq，所述n+表面场层的方阻为40Ω/sq-80Ω/sq。在其中一个实施例中，在所述去除所述硼硅玻璃层和所述磷硅玻璃层的步骤中，采用体积比为1:2:10-1:3:20的氢氟酸、盐酸及水的混合溶液去除所述硼硅玻璃层和所述磷硅玻璃层。在其中一个实施例中，在所述在所述p+发射极层和所述n+表面场层上分别形成第一钝化减反射层和第二钝化减反射层的步骤之后，在所述在所述第一钝化减反射层和所述第二钝化减反射层上分别制备负、正电极的步骤之前，还包括步骤：分别在所述第一钝化减反射层和所述第二钝化减反射层上形成氮化硅减反射层。在其中一个实施例中，在所述在所述第一钝化减反射层和所述第二钝化减反射层上分别制备负、正电极的步骤中，所述正电极为银电极，所述负电极为银铝电极。附图说明图1为一实施例的晶体硅太阳电池的制备方法的流程示意图。具体实施方式如图1所示，一实施例的晶体硅太阳电池的制备方法，包括步骤：S10：将N型硅片的第一表面和第二表面均进行制绒。具体地，在本实施例中，N型硅片为N型单晶硅片，其厚度为80微米-100微米。此外，N型硅片的第一表面和第二表面分别为N型硅片的受光面和背光面。采用制绒添加剂对N型硅片的第一表面和第二表面进行制绒，制绒添加剂为水、异丙醇、碱以及添加剂的混合溶液，其中，碱为氢氧化钠、氢氧化钾或四甲基氢氧化铵。制绒添加剂中的各组分的质量百分含量为：氢氧化钠0.1％～3％，异丙醇2％～10％，添加剂0.01％～2％，其余为水。按质量比，添加剂的各组分含量为：葡萄糖、葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钾0.001％～3％，聚氧乙烯醚100ppb～8000ppb，乳酸钠或柠檬酸钠0.001％～2％，丙二醇0.001％～2％，硅酸钠0.01％～6％，碳酸钠或碳酸氢钠0.001％～2％，其余为水。具体地，将N型硅片放置在制绒添加剂中，对N型硅片的第一表面和第二表面进行制绒。此外，在其他实施例中，采用制绒液在75℃温度下对N型硅片的第一表面和第二表面进行制绒，其中，制绒液的成分为质量含量为1.5％的氢氧化钠溶液以及质量含量为2.5％的制绒辅助剂。需要说明的是，在本实施例中，在步骤S10之前，还包括步骤：采用硅片清洗剂对N型硅片进行清洗。具体地，所采用的硅片清洗剂为体积比为1:1:4-1:2:10的氢氧化铵、双氧水以及蒸馏水。通过硅片清洗剂，清洗N型硅片的第一表面和第二表面上的污染物等杂质。在本实施例中，采用的硅片清洗剂为体积比为1:1:4的氢氧化铵、双氧水以及蒸馏水。通过对N型硅片的第一表面和第二表面进行制绒，在N型硅片的第一表面和第二表面上均形成绒面。在本实施例中，优选地，在N型硅片的第一表面和所述第二表面上所形成的绒面的厚度均不大于10微米，从而利于后续的离子注入和硼源掺杂层的形成。S12：在N型硅片的第一表面形成硼掺杂源层，并在N型硅片的第二表面上离子注入磷源。具体地，在本实施例中，通过旋涂的方式，将硼源掺杂沉积在N型硅片的第一表面上形成硼源掺杂层，其中，旋涂的转速为2000转每分钟-5000转每分钟，硼源中硼的含量为0.1毫升-0.5毫升。在本实施例中，硼掺杂源层中的硼掺杂源为纳米级的固态硼源。此外，在本实施例中，通过离子注入的方式，将磷源打入N型硅片的第二表面进行掺杂。具体地，离子注入所需的能量为15KeV-40KeV，可以在能量为25keV，离子的剂量为1×1016cm-1-5×1016cm-1。在本实施例中，为了使得磷源更好地扩散，磷源注入N型硅片的第二表面的深度大于等于1微米。优选地，磷源注入N型硅片的第二表面的深度为1微米-2微米。S14：将N型硅片放入扩散炉中进行高温氧化和扩散，在N型硅片的第一表面上形成依次层叠的p+发射极层和硼硅玻璃层，在N型硅片的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体硅太阳电池的制备方法，其特征在于，包括步骤：将N型硅片的第一表面和第二表面均进行制绒；在所述N型硅片的第一表面形成硼掺杂源层，并在所述N型硅片的第二表面上离子注入磷源；将所述N型硅片放入扩散炉中进行高温氧化和扩散，所述硼掺杂源层中的硼源由所述N型硅片的第一表面往所述N型硅片内扩散，在所述N型硅片的第一表面上形成依次层叠的p+发射极层和硼硅玻璃层，所述磷源从所述N型硅片的内部往所述N型硅片的第二表面方向扩散，在所述N型硅片的第二表面上形成依次层叠的n+表面场层和磷硅玻璃层；去除所述硼硅玻璃层和所述磷硅玻璃层；在所述p+发射极层和所述n+表面场层上分别形成第一钝化减反射层和第二钝化减反射层；在所述第一钝化减反射层和所述第二钝化减反射层上分别制备负、正电极。

【技术特征摘要】
1.一种晶体硅太阳电池的制备方法，其特征在于，包括步骤：将N型硅片的第一表面和第二表面均进行制绒；在所述N型硅片的第一表面形成硼掺杂源层，并在所述N型硅片的第二表面上离子注入磷源；将所述N型硅片放入扩散炉中进行高温氧化和扩散，所述硼掺杂源层中的硼源由所述N型硅片的第一表面往所述N型硅片内扩散，在所述N型硅片的第一表面上形成依次层叠的p+发射极层和硼硅玻璃层，所述磷源从所述N型硅片的内部往所述N型硅片的第二表面方向扩散，在所述N型硅片的第二表面上形成依次层叠的n+表面场层和磷硅玻璃层；去除所述硼硅玻璃层和所述磷硅玻璃层；在所述p+发射极层和所述n+表面场层上分别形成第一钝化减反射层和第二钝化减反射层；在所述第一钝化减反射层和所述第二钝化减反射层上分别制备负、正电极。2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池的制备方法，其特征在于，在所述将N型硅片的第一表面和第二表面均进行制绒的步骤之前，还包括步骤：采用硅片清洗剂对所述N型硅片进行清洗，所述硅片清洗剂为体积比为1:1:4-1:2:10的氢氧化铵、双氧水以及蒸馏水。3.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池的制备方法，其特征在于，在所述将N型硅片的第一表面和第二表面均进行制绒的步骤中，在所述N型硅片的第一表面和所述第二表面上所形成的绒面的厚度均不大于10微米。4.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池的制备方法，其特征在于，在所述在所述N型硅片的第一表面形成硼掺杂源层，并在所述N型硅片的第二表面上离子注入磷源的步骤中，所述硼掺杂源层中的硼掺杂源为纳米级的固态硼源。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张为国，张松，韩向超，王佩然，陈寒，夏世伟，
申请(专利权)人：上海大族新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31