一种去除正面多晶硅绕镀的方法技术

本发明专利技术涉及一种去除正面多晶硅绕镀的方法。包括：(1)、对硅片正面进行硼扩散，形成p+发射极、正面硼硅玻璃层；(2)、刻蚀硅片背面，将背面刻蚀成平面，去除背面和四周硼掺杂层、硼硅玻璃层，去除正面硼硅玻璃层；(3)、在硅片背面生长隧穿氧化层和本征非晶硅层，在硅片正面边缘区域形成正面绕镀多晶硅层；(4)、在本征非晶硅层上离子注入，形成磷硅玻璃层，并退火，形成掺磷多晶硅层；(5)、在掺磷多晶硅层上镀氮化硅层；(6)将硅片置于碱与单晶添加剂的混合溶液中，去除正面绕镀多晶硅层；(7)在硅片两面均镀氧化铝层，并在正面氧化铝层上镀钝化减反膜层。本发明专利技术可以很好地控制碱绕镀溶液中碱液和绕镀多晶硅的反应速率，增加反应窗口。

A method of removing front side polysilicon winding plating

【技术实现步骤摘要】
一种去除正面多晶硅绕镀的方法
本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种去除正面多晶硅绕镀的方法。
技术介绍
在晶体硅太阳能电池中，金属-半导体接触区域存在严重的复合，成为制约晶体硅太阳能电池效率发展的重要因素。隧穿氧化层钝化金属接触结构由超薄的隧穿氧化层和掺杂多晶硅层组成，可以显著降低金属接触区域的复合，同时兼具良好的接触性能，可以极大地提升太阳能电池的效率。为了评估目前商业化高效电池的效率潜能，如PERC、HIT、钝化接触电池等，德国知名太阳能研究所(ISFH)在2019年SiliconPV的报告会上基于载流子选择性的概念从理论上对不同结构太阳能电池的理论效率极限做了细致的分析，结论是钝化接触电池(例如TOPCon电池)具有更加高的效率极限(28.2％～28.7％)，高于HIT电池的极限效率27.5％，同时也远远高于PERC电池的极限效率24.5％，最接近晶体硅太阳能电池理论极限效率29.43％。目前，许多厂商用LPCVD和PECVD设备在电池生产过程中制备隧穿氧化层和掺杂多晶硅层，由于设备中通入的是硅烷气体，硅片是两片面靠面插入同一个金属舟槽中，由于硅片贴合的紧密程度不一致，硅烷气体绕镀到硅片正面是不可避免，而且此绕镀区域会对电池的性能带来以下面影响：1)绕镀区域跟非绕镀区域存在颜色差异，镀膜后有明显色差，导致电池外观不良；2)绕镀区域的多晶硅吸光能力强，不利于电池对光线的吸收，引起效率的降低；3)绕镀区域的多晶硅影响浆料的烧穿效果，导致电池的填充因子降低，引起效率的降低；<br>4)绕镀区域钝化效果不佳，绕镀区域发黑，影响电池片良率。去除多晶硅绕镀，目前主要有四种方法：1、用HF和HNO3混酸体系去除硅片正面绕镀的多晶硅，此方法需要用纯HF和HNO3混酸，其在清洗完8万片电池片后，清洗效果变差，产品良率大幅下降，若需清洗更多的电池片，则需要更换溶液，成本较高。2、用无机碱(氢氧化钾或氢氧化钠)去除硅片正面绕镀的多晶硅，此方法溶液反应速率太快，无法控制清除效果，对来料绕镀的要求很高，化学品很容易破坏p+层，工艺窗口很窄，量产时效率与良率波动大。3、用SiO2或者SiNX做掩膜，此方法需要增加两个工艺步骤——镀掩膜及掩膜后清洗，需要增加机台设备，提高了工艺成本。4、用磷硅玻璃层做掩膜，对刻蚀工艺提出了极高的要求，在刻蚀过程中，硅片正面边缘磷硅玻璃层很难完整保留，如果硅片边缘的磷硅玻璃层没有保留好，就不会在后续碱溶液去除多晶硅绕镀的过程中起到阻挡层的作用，从而无法控制电池片的漏电问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种去除正面多晶硅绕镀的方法。本专利技术的一种去除正面多晶硅绕镀的方法，其技术方案为：包括以下步骤：(1)、对碱制绒后的硅片正面进行硼扩散，以在硅片正面形成p+发射极和正面硼硅玻璃层；(2)、对步骤(1)处理后的硅片背面进行刻蚀，以将硅片背面制绒面刻蚀成平面，同时去除背面和四周硼掺杂层、硼硅玻璃层，并去除所述正面硼硅玻璃层；(3)、在步骤(2)处理后的硅片背面先生长隧穿氧化层，然后在所述隧穿氧化层上生长本征非晶硅层；在生长本征非晶硅层的过程中，部分多晶硅绕镀到硅片正面边缘区域，并在该边缘区域形成正面绕镀多晶硅层；(4)、先在步骤(3)处理后的硅片背面进行离子注入，以在所述本征非晶硅层上形成磷硅玻璃层；(5)进行退火处理，以激活硅片背面的掺杂原子，使所述本征非晶硅层完成晶化，形成掺磷多晶硅层；(6)、在步骤(5)处理后的硅片背面的所述掺磷多晶硅层上镀氮化硅层；(7)将步骤(6)处理后的硅片置于碱与单晶添加剂的混合溶液中，去除所述正面绕镀多晶硅层；(8)对步骤(7)处理后的硅片的正面和背面均镀氧化铝层，并在硅片正面的所述氧化铝层上镀钝化减反膜层，完成钝化。本专利技术提供的一种去除正面多晶硅绕镀的方法，还包括如下附属技术方案：其中，在步骤(7)中，先将步骤(6)处理后的硅片放入氢氟酸溶液中，去除硅片正面和背面的氧化层；然后将去除正面和背面氧化层的硅片置于碱与单晶添加剂的混合溶液中，去除所述正面绕镀多晶硅层；最后将去除所述正面绕镀多晶硅层的硅片置于氢氟酸溶液与的盐酸溶液的混合溶液中，以去除硅片正面和背面的金属离子。其中，在步骤(7)中，先将步骤(6)处理后的硅片放入体积比浓度为1％-5％的氢氟酸溶液中，去除硅片正面和背面的氧化层；然后将去除正面和背面氧化层的硅片置于质量比为0.05％～1％的碱与体积比为2％～10％的单晶添加剂的混合溶液中，去除所述正面绕镀多晶硅层；最后将去除所述正面绕镀多晶硅层的硅片置于体积比浓度为0.3％-1％的氢氟酸溶液与1-2％的盐酸溶液的混合溶液中，以去除硅片正面和背面的金属离子。其中，在步骤(2)中，采用湿法刻蚀对步骤(1)处理后的硅片背面进行刻蚀，湿法刻蚀的刻蚀溶液为氢氟酸与硝酸的混酸体系；在刻蚀过程中，将硅片正面朝上放置，用链式刻蚀机将硅片背面制绒面刻蚀成平面，同时去除背面和四周硼掺杂层、硼硅玻璃层，并去除所述正面硼硅玻璃层。在步骤(1)中，所述硅片的电阻率为0.3～10Ω·cm，厚度为90～300μm。其中，在步骤(3)中，所述隧穿氧化层的厚度为0.5-2mm；通过在低压化学气相沉积设备中沉积所述本征非晶硅层。其中，在步骤(4)中，采用离子注入机在硅片背面的所述本征非晶硅层上注入磷烷或红磷，以在所述本征非晶硅层上形成磷硅玻璃层。其中，在步骤(4)中，退火温度为600℃-950℃；所述掺磷多晶硅层的厚度为60-300nm，所述磷硅玻璃层的厚度为3-10nm。其中，在步骤(5)中，在等离子体增强化学汽相沉积设备中，通入硅烷和氨气，在硅片背面的所述掺磷多晶硅层上镀氮化硅层；其中，所述氮化硅层的厚度为60-90nm。其中，所述钝化减反膜层的厚度为60-90nm，其为SiO2、SiNX或Al2O3介质膜中的一种或任几种的组合组成的复合介质膜。本专利技术的实施包括以下技术效果：本专利技术实施例提供的去除正面多晶硅绕镀的方法，利用晶硅和含硼单晶硅在碱性溶液中的腐蚀速率差来实现在无掩膜情况下去除多晶硅绕镀的方法，在碱性溶液中加入单晶制绒添加剂，可以很好地控制碱的反应速率，增加反应窗口，可满足量产需求，且降低生产成本。附图说明图1为本专利技术实施例的一种去除正面多晶硅绕镀的方法步骤(1)后的电池结构截面示意图。图2为本专利技术实施例的一种去除正面多晶硅绕镀的方法步骤(2)后的电池结构截面示意图。图3为本专利技术实施例的一种去除正面多晶硅绕镀的方法步骤(3)后的电池结构截面示意图。图4为本专利技术实施例的一种去除正面多晶硅绕镀的方法步骤(4)后的电池结构截面示意图。图5为本专利技术实施例的一种去除正面多晶硅绕镀的方法步骤(5)后的电池结构截面示意图。图6为本专利技术实施例的一种去本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种去除正面多晶硅绕镀的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)、对碱制绒后的硅片正面进行硼扩散，以在硅片正面形成p+发射极和正面硼硅玻璃层；/n(2)、对步骤(1)处理后的硅片背面进行刻蚀，以将硅片背面制绒面刻蚀成平面，同时去除背面和四周硼掺杂层、硼硅玻璃层，并去除所述正面硼硅玻璃层/n(3)、在步骤(2)处理后的硅片背面先生长隧穿氧化层，然后在所述隧穿氧化层上生长本征非晶硅层；在生长本征非晶硅层的过程中，部分多晶硅绕镀到硅片正面边缘区域，并在该边缘区域形成正面绕镀多晶硅层；/n(4)、在步骤(3)处理后的硅片背面进行离子注入，以在所述本征非晶硅层上形成磷硅玻璃层；/n(5)、进行退火处理，以激活硅片背面的掺杂原子，使所述本征非晶硅层完成晶化，形成掺磷多晶硅层；/n(6)、在步骤(5)处理后的硅片背面的所述掺磷多晶硅层上镀氮化硅层；/n(7)将步骤(6)处理后的硅片置于碱与单晶添加剂的混合溶液中，去除所述正面绕镀多晶硅层；/n(8)对步骤(7)处理后的硅片的正面和背面均镀氧化铝层，并在硅片正面的所述氧化铝层上镀钝化减反膜层，完成钝化。/n

【技术特征摘要】
1.一种去除正面多晶硅绕镀的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、对碱制绒后的硅片正面进行硼扩散，以在硅片正面形成p+发射极和正面硼硅玻璃层；
(2)、对步骤(1)处理后的硅片背面进行刻蚀，以将硅片背面制绒面刻蚀成平面，同时去除背面和四周硼掺杂层、硼硅玻璃层，并去除所述正面硼硅玻璃层
(3)、在步骤(2)处理后的硅片背面先生长隧穿氧化层，然后在所述隧穿氧化层上生长本征非晶硅层；在生长本征非晶硅层的过程中，部分多晶硅绕镀到硅片正面边缘区域，并在该边缘区域形成正面绕镀多晶硅层；
(4)、在步骤(3)处理后的硅片背面进行离子注入，以在所述本征非晶硅层上形成磷硅玻璃层；
(5)、进行退火处理，以激活硅片背面的掺杂原子，使所述本征非晶硅层完成晶化，形成掺磷多晶硅层；
(6)、在步骤(5)处理后的硅片背面的所述掺磷多晶硅层上镀氮化硅层；
(7)将步骤(6)处理后的硅片置于碱与单晶添加剂的混合溶液中，去除所述正面绕镀多晶硅层；
(8)对步骤(7)处理后的硅片的正面和背面均镀氧化铝层，并在硅片正面的所述氧化铝层上镀钝化减反膜层，完成钝化。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(7)中，
先将步骤(6)处理后的硅片放入氢氟酸溶液中，去除硅片正面和背面的氧化层；
然后将去除正面和背面氧化层的硅片置于碱与单晶添加剂的混合溶液中，去除所述正面绕镀多晶硅层；
最后将去除所述正面绕镀多晶硅层的硅片置于氢氟酸溶液与的盐酸溶液的混合溶液中，以去除硅片正面和背面的金属离子。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(7)中，
先将步骤(6)处理后的硅片放入体积比浓度为1％-5％的氢氟酸溶液中，去除硅片正面和背面的氧化层；
然后将去除正面和背面氧化层的硅片置于质量比为0.05％～1％的碱与体积比为2％～10％的单晶添加剂的混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈嘉，展士飞，陈程，邱军辉，陆佳，刘志锋，林建伟，
申请(专利权)人：泰州中来光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32