太阳能电池的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种太阳能电池的制备方法。上述太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：对预处理后的硅片背表面进行离子注入处理；对进行离子注入后的硅片背表面进行退火处理；对退火后的硅片背表面进行沉积磷源处理；对进行沉积磷源后的硅片背表面进行激光掺杂，形成选择性发射极。上述太阳能电池的制备方法，通过离子注入工艺和退火处理使太阳能电池的杂质离子掺杂更均匀；在退火处理后加入沉积磷源的步骤，使硅片表面生成一层磷硅玻璃层，避免了磷原子的推进，控制掺杂水平；同时，采用离子注入和激光掺杂结合的工艺制备的太阳能电池无需后续去除掩膜和二次扩散等后续处理步骤，使太阳能电池更易于工业自动化生产。

The preparation method of solar cell

The invention relates to a method for preparing solar cells. The preparation method of the solar cell includes the following steps: ion implantation on the back surface of the silicon wafer after the pretreatment, annealing treatment of the back surface after ion implantation, deposition of phosphorus on the back surface of the silicon wafer after annealing, and laser mixing on the back surface of the silicon wafer after the deposition of phosphorus source. Heterozygous, forming selective emitter. The preparation method of the solar cell is to make the impurity ions of the solar cell more evenly doped through the ion implantation and annealing treatment, and the step of adding the phosphorus source after annealing is made to produce a layer of phosphorous silicon glass layer on the surface of the silicon wafer, avoiding the propelling of the phosphorus atom and controlling the doping level; at the same time, the ion injection is used. The solar cells, which are combined with laser dopant, do not need follow-up steps such as subsequent removal of mask and two diffusion, so that the solar cell is easier to automate industrial production.

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池的制备方法
本专利技术涉及太阳能电池领域，特别是涉及太阳能电池的制备方法。
技术介绍
N型晶体硅太阳能电池，由于其基体的硼含量极低，因而由硼氧导致的光衰减效应程度低，使其具备了制备高效电池的广阔前景。随着金刚线等先进切片技术的普及，硅片厚度不断下降，降低了硅片表面载流子的复合效应，可以显著提高电池效率。对于少子寿命长的N型晶体硅来说，效果则更加显著。选择性发射极太阳能电池技术主要特点是金属化区域高掺杂浓度，光照区域低掺杂浓度，目的是保证金属电极与发射区接触良好的情况下，同时降低载流子的表面复合与体复合，提高短波响应，实现高效电池的目标。传统工艺中，选择性发射极式太阳能电池的发射极主要采用旋涂磷源后激光面扫描、高温扩散后激光掺杂和电镀法等方法制备。这些方法在实验室或小批量试验中可能得到较高效率，但是这些方法在激光掺杂之后还需要去除表面磷源、去除掩膜和二次扩散等后续处理步骤，工艺步骤繁琐，工艺时间长，良率低，生产成本高，所需能耗高。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统选择性发射极太阳能电池工艺繁琐等问题，提供一种掺杂均匀、工艺步骤易于工业自动化生产的太阳能电池制备方法。一种太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：对预处理后的硅片背表面进行离子注入处理；对进行离子注入后的硅片背表面进行退火处理；对退火后的硅片背表面进行沉积磷源处理；对进行沉积磷源后的硅片背表面进行激光掺杂，形成选择性发射极；对形成选择性发射极的硅片进行后续处理，以完成太阳能电池的制备。上述太阳能电池的制备方法，通过离子注入工艺和退火处理使太阳能电池的杂质离子掺杂更均匀；在退火处理后加入沉积磷源的步骤，使用低温沉积，增大氧气量，使硅片表面生成一层磷硅玻璃层，此步骤可以避免磷原子的推进，控制掺杂水平并且保证了方阻的均匀性；同时，采用离子注入和激光掺杂结合的工艺制备的太阳能电池无需后续去除掩膜和二次扩散退火等后续处理步骤，使太阳能电池更易于工业自动化生产。在其中一个实施例中，离子注入的杂质离子为P离子，P离子的浓度为1×1015cm-2～3×1015cm-2。在其中一个实施例中，退火的气体氛围为氧气氛围，氧气氛围中的氧气流量为0.1slm～30slm，退火的温度为500℃～900℃。在其中一个实施例中，沉积磷源的气体氛围为携带三氯氧磷的氮气氛围和氧气氛围，氮气氛围中的氮气流量为100sccm～2000sccm，氧气氛围中的氧气流量为100sccm～2000sccm。在其中一个实施例中，对进行沉积磷源后的硅片进行激光掺杂，包括：使用激光器产生激光，激光器的激光镜头到硅片的距离为激光镜头焦距的±10mm范围内，激光光速的功率为10W～30W。在其中一个实施例中，太阳能电池的制备方法还包括对硅片进行预处理。在其中一个实施例中，对硅片进行预处理，包括：对硅片的双面依次进行清洗、抛光、碱制绒处理，以在硅片双面形成陷光织构；对硅片的正表面进行硼扩散；对硼扩散后的硅片进行边缘刻蚀处理，并去除硅片双面的硼硅玻璃。在其中一个实施例中，对形成选择性发射极的硅片进行后续处理，以完成太阳能电池的制备，包括：去除硅片双面的磷硅玻璃；在去除了磷硅玻璃的硅片双面上依次沉积钝化膜、减反射膜；对沉积了钝化膜和减反射膜的硅片进行印刷以及烧结处理，以完成太阳能电池的制备。在其中一个实施例中，硅片采用N型单晶硅。在其中一个实施例中，钝化膜为氧化铝膜或氧化硅膜，减反射膜为氮化硅膜。在上述制备方法中，采用离子注入后进行退火处理制备硅片背面的N+层，通过控制离子注入的剂量和退火的气氛、温度以及工艺时间，控制硅片背面的掺杂水平；同时，通过对硅片的预处理和后续处理的补充，完善了整个太阳能电池的制备工艺。通过上述方法制备的太阳能电池掺杂均匀，易于工艺自动化生产。同时，制备出的太阳能电池边缘绝缘电阻高，漏电流较小。并且，整个制备过程高温过程少，所需能耗较低，硅片表面热损伤小，太阳能电池体内缺陷少，体载流子复合低，J02较低。其中，J02是用来表征二极管模型中的空间电荷区效应的饱和电流密度值。附图说明图1为一个实施例中太阳能电池的制备方法的流程图；图2为一个实施例中太阳能电池的制备方法的流程图；图3为一个实施例中太阳能电池的制备方法的流程图；图4为一个实施例中太阳能电池的制备方法的流程图；图5为一个实施例中太阳能电池的制备方法的流程图；图6为一个实施例中不同离子注入条件下掺杂浓度随掺杂深度变化曲线趋势图；图7为通过一个实施例制备的太阳能电池的电流电压关系曲线图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术实施例提供了一种太阳能电池的制备方法，如图1所示，包括：步骤S110，对预处理后的硅片背表面进行离子注入处理。离子注入是指当真空中有一束离子束射进硅片时，离子束受到硅片的抵抗而减速，并最终停留在硅片中的这一现象。步骤S120，对进行离子注入后的硅片背表面进行退火处理。退火处理是指将硅片曝露于高温环境一段时间后，然后再慢慢冷却的热处理制程。在本实施例中，退火处理的设备优选扩散炉。在退火过程中，控制扩散炉内的气体成分和流量，掌握退火所需的温度和时间。步骤S130，对退火后的硅片背表面进行沉积磷源处理。沉积磷源是指在退火达到所需时间之后，温度未降低之前，维持炉管内的温度不变，在扩散炉中通入携带磷源的气体并增大氧气量，以在硅片表面生成一层磷硅玻璃层的操作。在沉积磷源过程中，控制通入扩散炉内气体的成分和流量，掌握所需的温度和时间。步骤S140，对进行沉积磷源后的硅片背表面进行激光掺杂，形成选择性发射极。激光掺杂是指利用高能量密度的激光脉冲轰击通过沉积磷源而沉积在硅片表面上的杂质离子，然后将杂质离子掺杂到硅片的电活性区域这一过程。选择性发射极是指电极与硅片接触部位高掺杂浓度，电极之间部位低掺杂浓度的硅片结构。步骤S150，对形成选择性发射极的硅片进行后续处理，以完成太阳能电池的制备。上述实施方式提供的太阳能电池的制备方法，通过离子注入工艺和退火处理使太阳能电池的杂质离子掺杂更均匀；在退火处理后加入沉积磷源的步骤，使用低温沉积，增大氧气量，使硅片表面生成一层磷硅玻璃层，此步骤可以避免磷原子的推进，控制掺杂水平并且保证了方阻的均匀性；同时，采用离子注入和激光掺杂结合的工艺制备的太阳能电池无需去除掩膜和二次扩散等后续处理步骤，使太阳能电池更易于工业自动化生产。在一个实施例中，硅片可以采用N型晶体硅。在本实施例中，硅片优选采用N型单晶硅。在一个实施例中，在离子注入步骤之前，如图2所示，还包括：步骤S100，对硅片进行预处理。具体地，如图3所示，在本实施例中，对硅片进行预处理还可以包括：步骤S101，对硅片的双面依次进行清洗、抛光、碱制绒处理，以在硅片双面形成陷光织构。在本实施例中，首先对硅片的表面依次进行清洗、抛光、碱制绒的处理，目的是去除硅片的机械损伤层，并在硅片表面形成陷光织构。优选使用槽式一体机对硅片进行抛光、碱制绒处理。陷光织构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：对预处理后的硅片背表面进行离子注入处理；对所述进行离子注入后的硅片背表面进行退火处理；对所述退火后的硅片背表面进行沉积磷源处理；对所述进行沉积磷源后的硅片背表面进行激光掺杂，形成选择性发射极；对形成选择性发射极的硅片进行后续处理，以完成太阳能电池的制备。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：对预处理后的硅片背表面进行离子注入处理；对所述进行离子注入后的硅片背表面进行退火处理；对所述退火后的硅片背表面进行沉积磷源处理；对所述进行沉积磷源后的硅片背表面进行激光掺杂，形成选择性发射极；对形成选择性发射极的硅片进行后续处理，以完成太阳能电池的制备。2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述离子注入的杂质离子为P离子，所述P离子的浓度为1×1015cm-2～3×1015cm-2。3.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述退火的气体氛围为氧气氛围，所述氧气氛围中的氧气流量为0.1slm～30slm，所述退火的温度为500℃～900℃。4.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述沉积磷源的气体氛围为携带三氯氧磷的氮气氛围和氧气氛围，所述氮气氛围中的氮气流量为100sccm～2000sccm，所述氧气氛围中的氧气流量为100sccm～2000sccm。5.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述对进行沉积磷源后的硅片进行激光掺...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱小立，
申请(专利权)人：张家港协鑫集成科技有限公司，协鑫集成科技股份有限公司，协鑫集成科技苏州有限公司，苏州协鑫集成科技工业应用研究院有限公司，徐州鑫宇光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32