一种硼掺杂发射极的制备方法技术

本发明专利技术涉及太阳能电池技术领域，公开一种硼掺杂发射极的制备方法，包括：对n型硅片进行清洗和制绒处理；在硅片正面的绒面制备硼掺杂的非晶硅层；进行退火处理，以在硅片正面依次形成硼掺杂发射极和多晶硅层，再降温并通氧，使多晶硅层正面形成硼硅玻璃层，硅片背面形成二氧化硅层；去除二氧化硅层，抛光使硅片的背面形成平坦形貌；去除硼硅玻璃层和多晶硅层，以使硼掺杂发射极露出，且硼掺杂发射极的正表面的硼掺杂浓度不小于其硼掺杂浓度最大值的95％。该方法将硼掺杂的非晶硅层作为硼掺杂发射极的掺杂源和牺牲层，实现区别于传统制备方法的硼掺杂ECV曲线，进而实现更低表面复合和更优界面金属电极接触，并实现更低的体区复合。合。合。

【技术实现步骤摘要】
一种硼掺杂发射极的制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种硼掺杂发射极的制备方法。

技术介绍

[0002]传统制备硼掺杂发射极的方法(即传统制备方法)是管式硼扩散法：即在管式炉中，通入氮气作为管内气氛，通入三氯化硼或者三溴化硼作为掺杂源，经高温扩散来使硼扩散至硅片中形成硼掺杂发射极。在硼扩散的过程中，硅片(硅片一般采用单晶硅片或多晶硅片)上生成硼硅玻璃层(硼硅玻璃层的主要成分包括二氧化硅，且在电池制作过程中，硼硅玻璃层需去除)，而由于硼在二氧化硅中的固溶度大于硼在硅中的固溶度，所以在硼扩散的过程中会导致硅片与二氧化硅的界面分凝系数的差异；这样，更多的硼原子会进入二氧化硅中，所以，制得硼掺杂发射极后，二氧化硅中的硼掺杂浓度高于硅片中的硼掺杂浓度，且硅片中硼掺杂浓度从硅片表层(即硼掺杂发射极表层)至硅片体区(即硅片内部)呈现先逐渐增加后逐渐降低的趋势。因此，传统制备方法的硼掺杂发射极的硼掺杂ECV(电化学微分电容电压)曲线为拱形抛物线型，而这样的硼掺杂ECV曲线决定了制备硼掺杂发射极后，硼掺杂浓度最大值不在硅片表层而在硅片内部一定深度(＞150nm)，而由于硅片体区的硼掺杂浓度相比硅片表层的硼掺杂浓度更高，所以会导致硅片体区的SRH复合和俄歇复合更大；同时，后续的电极金属浆料也需要烧结更深的深度才能与硼掺杂发射极形成更好的接触，然而，烧结深度越深，则电极金属浆料对发射极区域的腐蚀损伤越大，电极金属浆料中的重金属元素在硅片中的分布也更深，对其空间电荷区的破坏更大，故而会导致硼掺杂发射极的表面复合，且电极金属浆料匹配难。
[0003]而现有硼掺杂发射极的制备方法，如公开号CN114023635A所示，其采用先沉积硼掺杂非晶硅再退火扩散的方法，将硼掺杂非晶硅(在退火过程中会高温晶化成硼掺杂多晶硅)作为硼掺杂发射极的掺杂源，以避免B2O3中间物的产生，从而使非激活硼的含量较少，进而能获得更好的硼掺杂均匀性，同时能避免B2O3对石英件的腐蚀破坏。尽管现有的这种制备方法能改善硼掺杂发射极的硼掺杂的均匀性，故而能减少复合；但是，现有这种制备方法的硼掺杂发射极的硼掺杂ECV曲线中，硼掺杂浓度最大值也并不在硅片表层，所以，这种改善硼掺杂的均匀性来减少复合的复合改善效果有限，制得硼掺杂发射极后的硅片仍然存在较大的表面复合和体区复合。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种硼掺杂发射极的制备方法，以实现区别于传统制备方法形成的硼掺杂发射极的硼掺杂ECV曲线，以实现更低表面复合和更优界面金属电极接触，并实现更低的体区复合。
[0005]基于此，本专利技术公开了一种硼掺杂发射极的制备方法，包括如下制备步骤：
[0006]S1、对n型的硅片进行清洗和制绒处理，以去除硅片表面的损伤层，并使硅片的正面和背面形成金字塔状的绒面；
[0007]S2、在硅片正面的绒面制备硼掺杂的非晶硅层；
[0008]S3、对硼掺杂的非晶硅层进行退火处理，先使硼掺杂的非晶硅层的硼原子向硅片内扩散，以在硅片的正面形成硼掺杂发射极，而非晶硅层晶化转变为位于硼掺杂发射极正面的多晶硅层，然后，在降温过程中通入氧气，以在多晶硅层的正面形成硼硅玻璃层，而硅片的背面形成二氧化硅层；
[0009]S4、去除所述二氧化硅层，再对硅片的背面进行抛光处理，以使硅片的背面形成平坦形貌；
[0010]S5、依次去除所述硼硅玻璃层和多晶硅层，以使硼掺杂发射极露出并位于硅片的正表面，且硼掺杂发射极的正表面的硼掺杂浓度不小于其硼掺杂浓度最大值的95％。
[0011]优选地，步骤S5中，所述硼掺杂浓度最大值是在距离硼掺杂发射极的正表面50nm深度以内的硅片表层。
[0012]优选地，步骤S3中，所述退火处理过程为：先在900
‑
1050℃的高温下于硅片的正面依次形成所述硼掺杂发射极和多晶硅层，然后，进行降温，并在降温过程中通入氧气来使多晶硅层的正面形成厚度为40
‑
60nm的硼硅玻璃层。
[0013]进一步优选地，步骤S4中，对硅片的背面进行单面HF清洗，以去除所述二氧化硅层而保留硅片正面的硼硅玻璃层，再采用碱溶液对硅片的背面进行抛光处理，以使硅片的背面形成平坦形貌。
[0014]优选地，步骤S2为：在所述硅片正面的绒面制备原位硼掺杂的非晶硅层。
[0015]优选地，步骤S2为：先在所述硅片正面的绒面制备本征非晶硅层，再对本征非晶硅层进行离子注入或硼扩散掺杂处理，以制得硼掺杂的非晶硅层。
[0016]进一步优选地，对所述本征非晶硅层进行离子注入处理时，以BF2作为硼掺杂的非晶硅层的掺杂源，BF2的掺杂剂量为1
‑
10E15.cm
‑2。
[0017]进一步优选地，对所述本征非晶硅层进行硼扩散掺杂处理时，以BCl3或BBr3作为硼掺杂的非晶硅层的掺杂气，在800
‑
850℃下通入掺杂气和氧气，保温，即得所述硼掺杂的非晶硅层。
[0018]优选地，步骤S2中，所述非晶硅层的制备方法为PVD法或PECVD法；所述非晶硅层的厚度为50
‑
200nm。
[0019]优选地，步骤S1中，使用NaOH溶液或KOH溶液对所述硅片进行清洗和制绒处理,所得金字塔状的绒面的反射率为10
‑
12％。
[0020]优选地，步骤S5中，将硅片放入HF溶液中，以去除硅片正面的硼硅玻璃层，再采用HF与HNO3的混合酸溶液、氨水溶液、四甲基氢氧化铵溶液、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液来去除所述多晶硅层。
[0021]现有的硼掺杂发射极的制备方法(简称现有方法，例如CN114023635A)中，由于其并没有将硼掺杂的非晶硅层(或多晶硅层)作为硼掺杂发射极的牺牲层，所以其硼掺杂发射极包括由硼掺杂的非晶硅层晶化形成的硼掺杂的多晶硅层。而多晶硅和单晶硅均不是二氧化硅，硼在单晶硅或多晶硅中的固溶度几乎没有差异，因此，理论上，硼在硼掺杂的多晶硅层与单晶硅片的界面结构的扩散基本不存在界面分凝系数差异，故而，理论上，在现有的硼掺杂发射极的硼掺杂ECV曲线上的硼掺杂浓度分布不会如传统制备方法的硼掺杂发射极的硼掺杂ECV曲线一样：呈现先上升后降的分布趋势。
[0022]然而，申请人经测试发现，在现有方法的硼掺杂发射极的硼掺杂ECV曲线中，其硼掺杂发射极表层的硼掺杂浓度也不是硼掺杂浓度最大值。而本专利技术的制备方法，将硅片正面的硼掺杂的非晶硅层(或多晶硅层)作为硼掺杂发射极的掺杂源和牺牲层，在步骤S5中去除多晶硅层而使硼掺杂发射极露出并位于硅片的正表面后，所得的硼掺杂发射极的硼掺杂ECV曲线中，其硼掺杂浓度最大值位于距离硼掺杂发射极正表面50nm深度以内的区域，由于这个区域距离经步骤S5处理后的硅片(或硼掺杂发射极)的正表面比较浅，故而这个区域称为硅片表层(或硼掺杂发射极表层)；所以，本专利技术的硼掺杂发射极的硼掺杂ECV曲线中，其硼掺杂浓度最大值即位于硅片表层。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硼掺杂发射极的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：S1、对n型的硅片进行清洗和制绒处理，以去除硅片表面的损伤层，并使硅片的正面和背面形成金字塔状的绒面；S2、在硅片正面的绒面制备硼掺杂的非晶硅层；S3、对硼掺杂的非晶硅层进行退火处理，先使硼掺杂的非晶硅层的硼原子向硅片内扩散，以在硅片的正面形成硼掺杂发射极，而非晶硅层晶化转变为位于硼掺杂发射极正面的多晶硅层，然后，在降温过程中通入氧气，以在多晶硅层的正面形成硼硅玻璃层，而硅片的背面形成二氧化硅层；S4、去除所述二氧化硅层，再对硅片的背面进行抛光处理，以使硅片的背面形成平坦形貌；S5、依次去除所述硼硅玻璃层和多晶硅层，以使硼掺杂发射极露出并位于硅片的正表面，且硼掺杂发射极的正表面的硼掺杂浓度不小于其硼掺杂浓度最大值的95％。2.根据权利要求1所述的一种硼掺杂发射极的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述硼掺杂浓度最大值是在距离硼掺杂发射极的正表面50nm深度以内的硅片表层。3.根据权利要求1所述的一种硼掺杂发射极的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述退火处理过程为：先在900
‑
1050℃的高温下于硅片的正面依次形成所述硼掺杂发射极和多晶硅层，然后，进行降温，并在降温过程中通入氧气来使多晶硅层的正面形成厚度为40
‑
60nm的硼硅玻璃层。4.根据权利要求1或3所述的一种硼掺杂发射极的制备方法，其特征在于，步骤S4中，对硅片的背面进行单面HF清洗，以去除所述二氧化硅层而保留硅片正面的硼硅玻璃层，再采用碱溶液对硅片的背面进行抛光处理，以使硅片的背面形成平坦形貌。5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：全成，刘荣林，童卫红，杜哲仁，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：