一种选择性发射极钝化接触太阳电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种选择性发射极钝化接触太阳电池的制备方法，在背面的N+多晶硅掺杂层进行局部掺杂，形成N++重掺杂区；在N型硅片的正面和背面分别进行电极金属化时，背面电极套印在所述的N++重掺杂区上。本发明专利技术通过在背面制备选择性发射极，在保证钝化效果、高填充因子的前提下，尽可能减薄N+多晶硅掺杂层厚度和降低整体掺杂浓度，提升短路电流，提升太阳电池转换效率。转换效率。转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种选择性发射极钝化接触太阳电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于太阳能电池
，具体涉及一种选择性发射极钝化接触太阳电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]隧穿氧化层钝化接触(Tunnel Oxide Passivated Contact，Topcon)技术是基于超薄氧化硅和掺杂多晶硅(poly-Si)的一种钝化接触结构，此钝化结构使得多数载流子可以隧穿氧化层，对少数载流子起阻挡作用，实现了载流子选择性通过，极大地降低少数载流子的复合速率，即规避了金属电极接触高复合风险，因而Topcon电池具有较高的开路电压，是目前产业化高效太阳电池表面钝化研究发展的重要方向之一。
[0003]但是，目前TOPCon电池产业化中虽然开路电压和填充因子上有较大幅度的提升，带来转化效率有明显提升，但是在短路电流提升上则持平，甚至有些降低(与N-PERT baseline对比)。
[0004]申请人在研究中发现，背面多晶硅层厚度和掺杂浓度是阻碍其短路电流提升的重要因素。通过对钝化接触结构进行光学测试，发现其背表面钝化接触区域对于长波段反射率较差，即在长波段(800～1200nm)出现了吸收损失。其根本原因为高多晶硅掺杂层在红外波段主要为自由载流子吸收(free carrier absorption)效应，其作为寄生吸收过程存在，不能形成有效的光生载流子，此现象在高掺杂浓度半导体中体现更为明显；而较低的掺杂浓度和较薄的多晶硅层，虽然不影响整体钝化效果，但会导致背电极接触电阻偏大，进而影响填充因子FF提升。/>
技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种选择性发射极钝化接触太阳电池及其制备方法，能够减薄N+多晶硅掺杂层厚度和降低整体掺杂浓度，即最大限度降低自由载流子吸收效应，提升短路电流，进而提升太阳电池转换效率。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种选择性发射极钝化接触太阳电池的制备方法，本方法包括：
[0007]S1、N型硅片预处理和双面制绒；
[0008]S2、N型硅片的正面处理：
[0009]在N型硅片的正面制备P+掺杂层；
[0010]S3、N型硅片的背面处理：
[0011]在N型硅片的背面依次制备隧穿氧化层和一定厚度的本征非晶硅层，然后将本征非晶硅层转化为多晶硅层，并在硅片背面形成N+多晶硅掺杂层；
[0012]S4、背面选择性重掺杂：
[0013]在所述的N+多晶硅掺杂层进行选择性重掺杂，形成N++重掺杂区；
[0014]S5、去除因工艺带来的其它非必要层；
[0015]S6、在N型硅片的正面形成正面钝化减反射层，同时在N型硅片的背面形成背面钝化减反射层；
[0016]S7、在N型硅片的正面和背面分别进行电极金属化，得到正面电极和背面电极；其中，背面电极套印在所述的N++重掺杂区上。
[0017]按上述方法，所述的S2具体为：
[0018]通过正面硼扩散工艺形成PN结；刻蚀，单面去除背面和边缘硼发射极结，保留正面硼硅玻璃层作为下一道工序的掩膜层。
[0019]按上述方法，所述的S5包括：去除正面绕镀多晶硅层；去除正面的掩膜层和背面的残余掺杂源。
[0020]按上述方法，还包括正面选择性重掺杂的步骤，在所述的P+掺杂层进行正面选择性重掺杂，形成P++重掺杂区；
[0021]所述正面选择性重掺杂的步骤，在去除正面绕镀多晶硅之后，去除正面的掩膜层和背面的残余掺杂源之前进行；
[0022]所述正面电极套印在所述的P++重掺杂区上。
[0023]按上述方法，所述背面选择性重掺杂和/或正面选择性重掺杂采用激光掺杂的方式进行。
[0024]按上述方法，激光掺杂时，激光模式为脉冲纳秒模式、连续模式或准连续模式，激光波长为200nm～1100nm。
[0025]按上述方法，激光掺杂时，激光能量分布为高斯分布或平顶分布。
[0026]按上述方法，激光掺杂时，激光加工方式为振镜扫描方式，或者是XY模组带动激光模组或N型硅片相对运动进行加工。
[0027]按上述方法，所述的S3中的本征非晶硅层厚度为40～120nm，得到的N+多晶硅掺杂层的厚度为40～120nm，所述的S3中的N+多晶硅掺杂层的方阻为100～300Ω/
□
，所述N++重掺杂区方阻为40～70Ω/
□
。
[0028]按上述方法，P+掺杂层方阻为120～200Ω/
□
，P++重掺杂区的方阻为70～90Ω/
□
。
[0029]按上述方法，所述的去除正面绕镀多晶硅层，采用化学腐蚀方式或者激光扫描加工方式。
[0030]一种选择性发射极钝化接触太阳电池，采用所述的方法制备得到。
[0031]本专利技术的有益效果为：
[0032]1、通过在背面制备选择性发射极，可以有效降低电极和N++重掺杂区的接触电阻，同时降低金属栅线下N++重掺杂区的金属接触复合速率，在保证钝化效果、高填充因子的前提下，尽可能减薄N+多晶硅掺杂层厚度和降低整体掺杂浓度，即最大限度降低自由载流子吸收效应，提升短路电流，进而提升太阳电池转换效率。
[0033]2、本专利技术正面和背面双面重掺杂的设置，由于正面重掺杂的导入，降低了银铝浆和P++重掺杂区的接触电阻，同时降低了金属栅线下P++重掺杂区的复合速率，进一步提高电池的开路电压；P+掺杂层的扩散方阻提高，一定程度上也提高电池的开路电压和短路电流，从而进一步提高电池的转换效率。
附图说明
[0034]图1为本专利技术实施例一的方法流程图。
[0035]图2为本专利技术实施例一的电池结构示意图。
[0036]图3为本专利技术实施例三的电池结构示意图。
[0037]图中：201-N型硅衬底，202-隧穿氧化层，203-N+多晶硅掺杂层，204-N++重掺杂区，205-背面钝化减反射层，206-P+掺杂层，207-正面钝化减反射层，208-背面电极，209-正面电极，210-P++层。
具体实施方式
[0038]下面结合具体实例和附图对本专利技术做进一步说明。
[0039]实施例一：
[0040]如图1所示，本专利技术提供一种选择性发射极钝化接触太阳电池的制备方法，本方法包括：
[0041]一、N型硅片预处理和双面制绒。
[0042]二、N型硅片的正面处理：
[0043]在N型硅片的正面设置P+掺杂层。具体的，硅片进入扩散炉管中进行正面硼扩散工艺，形成PN结。
[0044]三、刻蚀，单面去除背面和边缘硼发射极结，同时保留正面BSG(硼硅玻璃)作为下一道工序的掩膜层，保护正面PN结。
[0045]四、N型硅片的背面制备隧穿氧化层：
[0046]具体的，在N型硅片背面生长一层隧穿氧化层。
[0047]五、背面制备本征非晶硅层：
[0048]具体的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种选择性发射极钝化接触太阳电池的制备方法，其特征在于：本方法包括：S1、N型硅片预处理和双面制绒；S2、N 型硅片的正面处理：在N型硅片的正面设置P+掺杂层；S3、N 型硅片的背面处理：在N 型硅片的背面依次制备隧穿氧化层和一定厚度的本征非晶硅层，然后将本征非晶硅层转化为多晶硅层，并在硅片背面形成N+多晶硅掺杂层；S4、背面选择性重掺杂：在所述的N+多晶硅掺杂层进行选择性重掺杂，形成N++重掺杂区；S5、去除因工艺带来的其它非必要层；S6、在N型硅片的正面形成正面钝化减反射层，同时在N型硅片的背面形成背面钝化减反射层；S7、在N型硅片的正面和背面分别进行电极金属化，得到正面电极和背面电极；其中，背面电极套印在所述的N++重掺杂区上。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的S2具体为：通过正面硼扩散工艺形成PN结；刻蚀，单面去除背面和边缘硼发射极结，保留正面硼硅玻璃层作为下一道工序的掩膜层。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的S5包括：去除正面绕镀多晶硅层；去除正面的掩膜层和背面的残余掺杂源。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：还包括正面选择性重掺杂的步骤，在所述的P+掺杂层进行正面选择性重掺杂，形成P++重掺杂区；所述正面选择性重掺杂的步骤，在去除正面绕镀多晶硅之后，去除正面的掩膜层和背面的残余掺杂源之前进行；所述正面电极套印在所述的P++重掺杂区上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张松，朱俊，沈家军，陆红艳，程晓伟，朱凡，李志刚，
申请(专利权)人：帝尔激光科技无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：