一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法，包括：(1)、在硅基体一面生长掩膜层作为硅基体的正面；(2)、在掩膜层上局部印刷刻蚀浆料层，并烘干；(3)、对硅基体硼扩散处理，以在不含掩膜层的区域形成重掺杂区域，含掩膜层的区域形成轻掺杂区域，从而形成正面硼选择性发射极(4)、将硅基体背面的制绒面刻蚀成平面，同时去除所述正面硼硅玻璃层；(5)、在硅基体背面生长隧穿氧化层和掺杂非晶硅层，并进行退火处理，形成掺杂多晶硅层；(6)、在硅基体背面沉积背面钝化薄膜，在硅基体正面沉积正面钝化减反膜；(7)在硅基体正面印刷正面主栅和正面副栅，在硅基体背面印刷背面主栅和背面副栅，并进行烘干处理。

A preparation method of solar cell with selective emitter

【技术实现步骤摘要】
一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法
本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法。
技术介绍
太阳能电池是将太阳能转化为电能的基础器件。随着太阳能电池的不断进步，高效降本已经成为当前太阳能电池产业化发展的重要方向，高效结构设计和提高制造良率是实现这一目标的关键。其中选择性发射极结构由于其独特的技术优势被广泛研究和使用。选择性发射极技术是在电池的电极下面进行重掺杂，在非金属接触的发射极区域进行浅掺杂，这一技术，不仅可以降低扩散层少子复合速率，提高电池的短波响应和开路电压，还可以降低电池的串联电阻，改善电池短路电流和填充因子，从而提高转换效率。常见的硼掺杂选择性发射极的制备方法为两次扩散法，该方法是通过先高温沉积硼源，接着用激光进行掺杂，清洗后再进行高温氧化，从而形成选择性发射极，硅基体会两次进入高温硼扩炉管，对硅基体造成高温损伤，此外，激光掺杂也会引入激光损伤。另外，硼掺杂的选择性发射极的制备方法还有湿化学刻蚀法，该方法是先制备深结硼扩散，再在硼扩面制备图形化的掩膜，掩膜后利用刻蚀浆料将没有掩膜的区域刻蚀成轻掺杂区，形成选择性发射极，该方法利用化学腐蚀浆料直接对硼扩区进行刻蚀，会破坏表面的金字塔结构，使反射率升高，引起电流损失。鉴于此，提供一种工艺过程简单、耗时短、成本低的具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法十分必要。
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，提供一种工艺过程简单、耗时短和成本低、且能精确具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法。本专利技术的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法，其技术方案为：包括以下步骤：(1)、在双面制绒处理后的硅基体任意一面生长掩膜层，该生长掩膜层的一面作为硅基体的正面；(2)、在硅基体正面的所述掩膜层上局部印刷刻蚀浆料层，并烘干；在烘干过程中，所述刻蚀浆料层与掩膜层发生反应，使得印刷刻蚀浆料层区域的掩膜层被刻蚀掉，未印刷刻蚀浆料层区域的掩膜层被保留；其中，所述刻蚀浆料层仅与所述掩膜层进行反应；(3)、对硅基体进行硼扩散处理，以在不含掩膜层的区域形成重掺杂区域，含掩膜层的区域形成轻掺杂区域，从而形成正面硼选择性发射极；在硼扩散过程中，所述轻掺杂区域和重掺杂区域上会覆盖硼硅玻璃层，形成正面硼硅玻璃层，同时部分掺杂源绕扩到背面边缘区域，形成背面硼硅玻璃层；(4)、将硅基体背面的制绒面刻蚀成平面，同时去除所述正面硼硅玻璃层；(5)、在硅基体背面生长隧穿氧化层和掺杂非晶硅层，并进行退火处理，以将硅基体背面的掺杂原子激活，完成晶化，形成掺杂多晶硅层；(6)、在硅基体背面沉积背面钝化薄膜，在硅基体正面沉积正面钝化减反膜；(7)在硅基体正面印刷正面主栅和正面副栅，在硅基体背面印刷背面主栅和背面副栅，并进行烘干处理。本专利技术提供的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法，还包括如下附属技术方案：其中，在步骤(2)中，局部印刷的所述刻蚀浆料层的印刷图形与正面副栅图形相同。其中，在步骤(3)之前，所述方法还包括：(3)’，对步骤(2)处理后的硅基体进行清洗，以去除刻蚀浆料层、以及刻蚀浆料层下方的掩膜层。其中，在步骤(2)中，所述掩膜层为SiO2介质膜或SiNX介质膜，或SiO2与SiNX形成的叠层膜，其厚度为20-100nm，制备方法为PECVD或ALD。其中，在步骤(3)中，硼扩散的硼源为三溴化硼，扩散温度为900～1070℃，扩散时间为90～240min，扩散后的方阻值为50～200Ω/sqr。其中，在步骤(3)’中，对步骤(2)处理后的硅基体采用清水进行清洗，以去除刻蚀浆料层、以及刻蚀浆料层下方的掩膜层，清水温度为40-80℃。其中，在步骤(5)中；所述隧穿氧化层采用二氧化硅制作，其厚度为0.5～2nm，制备方式为硝酸氧化法、高温热氧化法、臭氧氧化法或原子层沉积法；其中，当制备方式为高温热氧化法时，在常压、纯氧、温度500～700℃条件下，反应10～20min；当制备方式为硝酸氧化法时，采用质量分数为60～68％的硝酸溶液，在80～100℃的反应温度下，反应4～10min。其中，在步骤(5)中，在硅基体背表面生长掺杂非晶硅层的方式为磁控溅射法，将硅基体置于氩气氛围中，调整反应气压为0.1～0.7Pa，反应温度为100～300℃，反应10min～3h。其中，所述正面钝化减反膜是SiO2、SiNX或Al2O3介质膜中的一种或任几种的组合，背面钝化减反膜是SiO2、SiNX介质膜中的一种或任几种的组合。其中，在步骤(7)中，采用掺铝银浆印刷正面主栅和正面副栅，采用银浆印刷背面主栅和背面副栅；其中，背面副栅线宽为35～90um，互相平行设置；正面副栅线宽为30～90um，互相平行设置。本专利技术的实施包括以下技术效果：本专利技术采用一次硼扩散形成选择性发射极，避免了两次扩散法形成选择性发射极的方法，两次高温扩散对硅基体的高温损伤，提高硅基体的少子寿命，同时也简化了工艺，缩减了工序提高产能。此外，本专利技术使用选择性刻蚀浆料对掩膜进行刻蚀，避免了常用的化学刻蚀法直接刻蚀发射极，形成选择性发射极时对硅基体金字塔绒面的直接损伤，能够有效避免因金字塔绒面损伤带来的反射率增加，从而提高太阳能电池的电流，提高效率，同时也避免了化学刻蚀的刻蚀速率不易控制的缺点。附图说明图1为本专利技术实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(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具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(1)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具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(2)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具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(3)’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具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(3)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具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(4)后的电池结构截面示意图。图7为本专利技术实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(5)中制备完超薄隧穿氧化层后的电池结构截面示意图。图8为本专利技术实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(5)中制备完掺杂的非晶硅层后的电池结构截面示意图。图9为本专利技术实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(5)中退火处理后的电池结构截面示意图。图10为本专利技术实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(6)后的电池结构截面示意图。图11为本专利技术实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(7)后的电池结构截面示意图。图中，1-N型晶体硅基体，2-掩膜层，3-刻蚀浆料层，41-轻掺杂区域，42-重掺杂区域，5-BSG硼硅玻璃层，6-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)、在双面制绒处理后的硅基体任意一面生长掩膜层，该生长掩膜层的一面作为硅基体的正面；/n(2)、在硅基体正面的所述掩膜层上局部印刷刻蚀浆料层，并烘干，使得印刷刻蚀浆料层区域的掩膜层被刻蚀掉，未印刷刻蚀浆料层区域的掩膜层被保留；/n(3)、对硅基体进行硼扩散处理，以在不含掩膜层的区域形成重掺杂区域，含掩膜层的区域形成轻掺杂区域，从而形成正面硼选择性发射极；在硼扩散过程中，所述轻掺杂区域和重掺杂区域上会覆盖硼硅玻璃层，形成正面硼硅玻璃层，同时部分掺杂源绕扩到背面边缘区域，形成背面硼硅玻璃层；/n(4)、将硅基体背面的制绒面刻蚀成平面，同时去除所述正面硼硅玻璃层；/n(5)、在硅基体背面生长隧穿氧化层和掺杂非晶硅层，并进行退火处理，以将硅基体背面的掺杂原子激活，完成晶化，形成掺杂多晶硅层；/n(6)、在硅基体背面沉积背面钝化薄膜，在硅基体正面沉积正面钝化减反膜；/n(7)在硅基体正面印刷正面主栅和正面副栅，在硅基体背面印刷背面主栅和背面副栅，并进行烘干处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、在双面制绒处理后的硅基体任意一面生长掩膜层，该生长掩膜层的一面作为硅基体的正面；
(2)、在硅基体正面的所述掩膜层上局部印刷刻蚀浆料层，并烘干，使得印刷刻蚀浆料层区域的掩膜层被刻蚀掉，未印刷刻蚀浆料层区域的掩膜层被保留；
(3)、对硅基体进行硼扩散处理，以在不含掩膜层的区域形成重掺杂区域，含掩膜层的区域形成轻掺杂区域，从而形成正面硼选择性发射极；在硼扩散过程中，所述轻掺杂区域和重掺杂区域上会覆盖硼硅玻璃层，形成正面硼硅玻璃层，同时部分掺杂源绕扩到背面边缘区域，形成背面硼硅玻璃层；
(4)、将硅基体背面的制绒面刻蚀成平面，同时去除所述正面硼硅玻璃层；
(5)、在硅基体背面生长隧穿氧化层和掺杂非晶硅层，并进行退火处理，以将硅基体背面的掺杂原子激活，完成晶化，形成掺杂多晶硅层；
(6)、在硅基体背面沉积背面钝化薄膜，在硅基体正面沉积正面钝化减反膜；
(7)在硅基体正面印刷正面主栅和正面副栅，在硅基体背面印刷背面主栅和背面副栅，并进行烘干处理。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，局部印刷的所述刻蚀浆料层的印刷图形与正面副栅图形相同。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)之前，所述方法还包括：
(3)’，对步骤(2)处理后的硅基体进行清洗，以去除刻蚀浆料层、以及刻蚀浆料层下方的掩膜层。


4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述掩膜层为SiO2介质膜或SiNX介质膜，或SiO2与SiNX形成的叠层膜，其厚度为20-100nm，制备方法为PECVD或ALD。
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈嘉，马丽敏，包杰，陈程，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