一种叉指背接触太阳能电池的制作方法及制得的叉指背接触太阳能电池技术

本发明专利技术涉及一种叉指背接触太阳能电池的制作方法及制得的叉指背接触太阳能电池，所述制作方法对硅基体进行双面抛光、一次开槽、正面制绒、双面硼扩、BSG修饰减薄、双面钝化、二次开窗与背面磷扩及丝网印刷制得所述叉指背接触太阳能电池；本发明专利技术通过开槽使得电池背面形成凹凸交替排列的结构，使分别在凹凸结构中形成的P、N区产生物理隔绝；同时，通过保留下来的减薄BSG层进行磷扩，可以有效促进磷的扩散并形成背面N区及重掺杂区，同时，保留的减薄BSG层可以起到钝化效果，无需增加额外工艺，所述制作方法相对简便，对设备要求不严苛，可以与领域内现有的大部分生产线相适应。领域内现有的大部分生产线相适应。领域内现有的大部分生产线相适应。

【技术实现步骤摘要】
一种叉指背接触太阳能电池的制作方法及制得的叉指背接触太阳能电池


[0001]本专利技术属于太阳能电池领域，具体涉及一种叉指背接触太阳能电池的制作方法及制得的叉指背接触太阳能电池。

技术介绍

[0002]随着世界化石能源的日益短缺，寻找可替代的能源已迫在眉睫，其中，太阳能作为取之不竭的绿色能源成为了研究的焦点。经过长久的发展，常规PERC(Passivated Emitter Rear Cell，发射极及背面钝化)电池的转化效率已接近极限，各大电池片厂商也不断尝试新技术的开发，如TOPCon技术(Tunnel Oxide Passivating Contacts，隧穿氧化层钝化接触)、HJT技术(Heterojunction with Intrinsic Thin Layer，本征薄膜异质结)、IBC(Interdigitated back contact，交叉背接触)技术。
[0003]其中，IBC技术以正面无栅线，正负电极都在电池背面为显著标志。因此IBC电池结构能带来如下优势：(1)正面无主栅，增大了受光面积，进而增加了短路电流密度；(2)不用考虑正面金属接触，前表面的陷光和表面钝化可以最大程度优化；(3)正负电极均在背面，不用考虑遮光问题，金属电极可以最大程度得到优化。当下，结合HJT或TOPCon技术的IBC电池，如HBC技术及TBC技术等已经得到大量的研究，并使得电池效率得到进一步提升。但IBC技术也因结构本身存在一定的劣势，如为了防止漏电，背面金属电极处需要开孔并且对准扩散区，且形成的P、N区需要尽量互不影响，再加上背面交叉指式的排列结构，使得IBC的工艺复杂程度及难度大大提升，十分考验厂商的制造水平。
[0004]CN112510105A公开了一种高效太阳能电池及其制备方法，该制备方法在IBC电池中引入了TOPCon遂穿结构进行载流子的选择，但该方法对适用激光的要求非常高，以使其能与局域刻蚀背表面遂穿层的工艺相匹配，从而形成开窗以便制造掺杂区，但激光在刻蚀隧穿层SiOx时很可能已深入硅基底，破坏了基体的晶格结构而产生大量的高复合中心，影响电池的光电转化效率。
[0005]CN206907777U提供了一种全背电极太阳电池结构，该电池结构通过在IBC电池的正面添加前表面场掺杂层，并使得P型掺杂区与N型掺杂区之间由非掺杂区域隔开形成交替排列，从而减少P、N接触区的漏电问题；该专利在制造方法上主要利用掩模板分两次分别注入磷和硼，并利用掩模区域形成硅基体背面所述的P、N区交替排列，但是硼和磷的掺杂区处于同一水平，在后续的退火中，无法避免硼和磷的横向扩散，进而对P/N结区造成影响。
[0006]CN108987502A涉及一种指状交叉背接触太阳电池电池结构及其制备方法，该专利技术采用涂布的形式制造电池片背面的P/N区，首先进行硼的局域扩散然后在硅基体背面整体生长SiOx，再进行高精度的激光开窗预留磷的扩散通道，整个扩散过程中对于可能出现的“死层”并没有采取有效的规避措施，且针对该方法下的后续磷扩过程，也无法规避其横向扩散，因而会导致P/N区在硅基体的背表面直接接触。
[0007]除了上述三个专利提到的电池性能本身的问题点外，目前，行业内大部分的电池
片厂家仍以生产PERC电池为主，考虑到IBC电池制备工艺相当复杂，在转换为IBC生产线时，因与PERC的生产线结合程度较低，会导致众多PERC电池设备的淘汰，而继续在IBC上添加HJT/TOPCon技术更会额外增加设备的资金投入，因此，在探求IBC电池开发新技术时，延长PERC电池生产设备的“寿命”，提高工艺结合性和使用率也是IBC工业化的需解决的问题。
[0008]针对于以上问题，尚需要开发一种新的IBC电池的制造方法，使得电池背面在独立扩散成结不受影响的情况下，能实现有效的P、N区隔绝，同时不造成基体的损伤，使得IBC电池结构进一步发展，不增加严苛的技术工艺，使得其制造过程能与产业现有的技术相匹配。

技术实现思路

[0009]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种叉指背接触太阳能电池的制作方法及制得的叉指背接触太阳能电池，所述制作方法对硅基体进行双面抛光、一次开槽、正面制绒、双面硼扩、BSG修饰减薄、双面钝化、二次开窗与背面磷扩及丝网印刷制得所述叉指背接触太阳能电池；本专利技术通过一次开槽使得电池背面形成凹凸交替排列的结构，使分别在凹凸结构中形成的P、N区产生物理隔绝；同时，通过保留下来的减薄BSG层进行磷扩，可以有效促进磷的扩散形成背面N区及重掺杂区，同时保留的减薄BSG层可以起到钝化效果，无需增加额外工艺，所述制作方法相对简便，对设备要求不严苛，可以与领域内现有的大部分生产线相适应。
[0010]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]第一方面，本专利技术提供了一种叉指背接触太阳能电池的制作方法，所述制作方法包括如下步骤：
[0012](1)准备硅基体并进行双面抛光；
[0013](2)在抛光后的所述硅基体的背面进行开窗，形成第一凹槽及未开窗凸面区，使所述硅基体的背面形成凹凸交替排列的错落结构；
[0014](3)在抛光后的所述硅基体的正面进行制绒，形成制绒结构；
[0015](4)在所述制绒结构及所述错落结构上均进行硼扩，分别形成正面BSG层及背面BSG层；
[0016](5)对所述正面BSG层及所述背面BSG层进行修饰减薄，形成正面减薄BSG层及背面减薄BSG层；
[0017](6)在所述正面减薄BSG层及所述背面减薄BSG层上制备钝化膜，得到正面钝化层及背面钝化层；
[0018](7)在所述背面钝化层上的第一凹槽或未开窗凸面区的对应位置再次开窗，形成第二凹槽，暴露出所述背面减薄BSG层；再通过所述第二凹槽中的所述背面减薄BSG层进行磷扩；
[0019](8)通过丝网印刷，在所述第二凹槽中形成负电极，使所述负电极与所述磷扩形成的掺杂区域产生欧姆接触；并制作正电极，使所述正电极穿过所述背面钝化层与所述硼扩形成的掺杂区域产生欧姆接触，得到叉指背接触太阳能电池；
[0020]其中，步骤(2)与步骤(3)不分先后顺序。
[0021]本专利技术通过开槽使得电池背面形成凹凸交替排列的结构，使在凹凸结构中分别形成的背面P区(硼扩形成的掺杂区域)及背面N区(磷扩形成的掺杂区域)之间产生物理隔绝，
减弱成结时横向扩散造成的影响，而且无需绝缘油墨就可以避免制作电极时产生电极交接的现象；同时，通过保留下来的减薄BSG层进行磷扩，可以有效促进磷的纵向扩散形成N区，也能一定程度上抑制磷的横向扩散，且形成的重掺区可以起到类似SE(选择性发射极)的效果，所述制作方法工艺相对简便，对设备要求不严苛，可以与领域内现有的大部分生产线相适应。
[0022]在现有技术中，通常在背面钝化层进行开窗以预留电极位置的同时，要将对应部分的BSG层全部去除再进行磷扩。而本专利技术保留背面所形成的BSG层，经过修饰减薄后直接通过减薄的BSG层进行磷扩工艺，这样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叉指背接触太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤：(1)准备硅基体并进行双面抛光；(2)在抛光后的所述硅基体的背面进行开窗，形成第一凹槽及未开窗凸面区，使所述硅基体的背面形成凹凸交替排列的错落结构；(3)在抛光后的所述硅基体的正面进行制绒，形成制绒结构；(4)在所述制绒结构及所述错落结构上均进行硼扩，分别形成正面BSG层及背面BSG层；(5)对所述正面BSG层及所述背面BSG层进行修饰减薄，形成正面减薄BSG层及背面减薄BSG层；(6)在所述正面减薄BSG层及所述背面减薄BSG层上制备钝化膜，得到正面钝化层及背面钝化层；(7)在所述背面钝化层上的第一凹槽或未开窗凸面区的对应位置再次开窗，形成第二凹槽，暴露出所述背面减薄BSG层；再通过所述第二凹槽中的所述背面减薄BSG层进行磷扩；(8)通过丝网印刷，在所述第二凹槽中形成负电极，使所述负电极与所述磷扩形成的掺杂区域产生欧姆接触；并制作正电极，使所述正电极穿过所述背面钝化层与所述硼扩形成的掺杂区域产生欧姆接触，得到叉指背接触太阳能电池；其中，步骤(2)与步骤(3)不分先后顺序。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤(1)所述双面抛光包括先进行粗抛，清洗后再进行碱抛；优选地，步骤(1)所述硅基体包括N型和/或P型硅片；优选地，所述粗抛使用的粗抛水溶液包括NaOH和/或KOH；优选地，所述粗抛水溶液中NaOH和/或KOH与水的体积配比为(2～10):(300～380)；优选地，所述粗抛的温度为69～79℃，时间为100～180s；优选地，所述碱抛使用的碱抛水溶液包括NaOH和/或KOH以及碱抛添加剂；优选地，所述碱抛水溶液中NaOH和/或KOH、碱抛添加剂及水的体积配比为(6～10):(4～6):(335～340)；优选地，所述碱抛的温度为65～80℃，时间为200～300s。3.根据权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，步骤(2)及步骤(7)所述开窗的方法包括激光开窗和/或掩膜腐蚀；优选地，步骤(2)所述第一凹槽的深度为5～20μm，宽度为60～900μm；优选地，步骤(2)所述未开窗凸面区的宽度为600～1500μm；优选地，步骤(7)所述第二凹槽的宽度为20～50μm。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的制作方法，其特征在于，步骤(3)所述制绒使用的制绒水溶液包括NaOH和/或KOH以及制绒添加剂；优选地，所述制绒水溶液中NaOH和/或KOH、制绒添加剂及水的体积配比为(3～13):(0.3～4.3):(326～346)；优选地，所述制绒的温度为370～470℃，时间为60～100s。5.根据权利要求1
‑
4任意一项所述的制作方法，其特征在于，步骤(4)所述硼扩包括先进行预淀积，再进行推进扩散；优选地，所述预淀积的温度为850～950℃，时间为18～50min；
优选地，所述预淀积的硼源包括B(CH3O)3、C9H
21
BO3、BCl3或BBr3中的任意一种或至少两种的组合，优选为BBr3；优选地，所述预淀积的氧气的流量为100～3000sccm；优选地，所述预淀积的携源氮气的流量为200～1200sccm；优选地，所述预淀积的主氮气的流量为2000～20000sccm；优选地，所述推进扩散的温度为950～1100℃，时间为30～50min；优选地，步骤(4)所述硼扩的掺杂浓度为10
19
～10
21
cm
‑3；优选地，步骤(4)所述正面BSG层及背面BSG层的厚度均为30～90nm。6.根据权利要求1
‑
5任意一项所述的制作方法，其特征在于，步骤(5)所述修饰减薄的刻蚀清洗液包括质量分数为20～40wt％的HF溶液；优选地，步骤(5)所述修饰减薄的时间为50～250s；优选地，步骤(5)所述正面减薄BSG层及背面减薄BSG层的厚度均为10～40nm。7.根据权利要求1
‑
6任意一项所述的制作方法，其特征在于，步骤(6)所述正面钝化层及所述背面钝化层的材质均包括SiN
x
；优选地，步骤(6)所述制备钝化膜的方法包括PECVD法；优选地，所述PECVD法的等离子体射频功率为9000～20000W；优选地，所述PECVD法的温度为450～500℃；优选地，所述PECVD法的反应气体为SiH4和NH3；优选地，所述SiH4和NH3的流量比为1:(4～10)；优选地，所述SiH4的流量为500～230...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟康，任勇，陈德爽，彭宏杰，何悦，任海亮，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：