一种PERC电池的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种PERC电池的制备方法，包括以下步骤：对P型硅片正面进行制绒、生长磷掺杂氧化层、对金属化区域进行开窗处理、对激光开窗区域进行制绒和化学氧化处理、在P型硅片正面生长磷掺杂非晶硅薄膜、退火处理、对非金属化区域进行开窗处理、去除非金属化区域的掩膜。本发明专利技术PERC电池的制备方法具有工艺简单、易于操作、图形尺寸精确可控、对底层发射极损伤小等优点，且由此制得的PERC电池具有更好的效率，同时本发明专利技术制备方法与常规PERC电池制备路线高度重合，只需要增加CVD的设备用来制备poly

【技术实现步骤摘要】
一种PERC电池的制备方法


[0001]本专利技术属于光伏
，涉及一种PERC电池的制备方法。

技术介绍

[0002]PERC电池是目前市场上的主流太阳能电池，其中量产的PERC电池效率水平可以达到23.0～23.5％，但再往上提升电池效率难度较大，主要受限于界面以及金属下的钝化。目前，在PERC电池中，采用选择性发射极技术，在金属下实现重磷掺杂，可以改善电池效率，但是金属下的复合仍比较高，成为限制电池效率提升的主要因素。另外，通过在PERC电池正面制作隧穿接触结构(poly
‑
finger结构)，也可以改善电池效率，但是现有制备PERC电池的方法中主要采用以下方式制备poly
‑
finger结构，如采用先正面poly
‑
Si、掩膜、湿法刻蚀、磷扩散和退火的方式制备poly
‑
finger结构，该工艺仍然存在以下缺陷：工艺复杂，增加清洗工序多，良率难以保证，印刷掩膜，增加污染风险，量产可行性小；湿法刻蚀精度差，图案化掩膜下poly
‑
Si宽度会受到刻蚀影响，无法做到很细，且工艺窗口小；由于并非采用单纯的原位掺杂方式，通过退火和磷扩散的方式同时形成轻重掺杂比较难控制，结果是不利于降低金属下的复合，使得电池效率难以有效提升。又如，采用直接激光开窗和二次扩散的方式制备poly
‑
finger结构，同样存在工艺流程复杂且工艺窗口较小而导致的不易控制等缺陷，而且直接激光开窗容易对底层发射极造成损伤，也使得电池效率难以有效提升。因此，获得一种工艺简单、易于操作、图形尺寸精确可控、效率高的PERC电池的制备方法，对于PERC电池的推广和应用具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是，提供一种工艺简单、易于操作、图形尺寸精确可控、效率高的PERC电池的制备方法。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案。
[0005]一种PERC电池的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1、对P型硅片正面进行制绒；
[0007]S2、在P型硅片正面生长磷掺杂氧化层，作为掩膜；
[0008]S3、采用激光对金属化区域进行开窗处理；
[0009]S4、依次对激光开窗区域进行制绒和化学氧化处理，形成隧穿氧化层；
[0010]S5、在P型硅片正面生长磷掺杂非晶硅薄膜；
[0011]S6、对正面生长有磷掺杂非晶硅薄膜的P型硅片进行退火处理，在硅片正面同时形成poly
‑
finger结构和轻掺杂磷扩区；
[0012]S7、采用激光对非金属化区域进行开窗处理，直至露出非金属化区域的掩膜；
[0013]S8、去除非金属化区域的掩膜，完成对PERC电池的制备。
[0014]上述的制备方法，进一步改进的，步骤S2中，采用PECVD法或PVD法在P型硅片正面生长磷掺杂氧化层；所述磷掺杂氧化层的厚度为20nm～300nm；所述磷掺杂氧化层的磷掺杂
浓度为1E19 cm
‑3～1E21 cm
‑3；所述磷掺杂氧化层为磷掺杂氧化硅层。
[0015]上述的制备方法，进一步改进的，步骤S2中，所述磷掺杂氧化层的厚度为50nm～150nm；所述磷掺杂氧化层的磷掺杂浓度为5E19 cm
‑3～6E20 cm
‑3。
[0016]上述的制备方法，进一步改进的，步骤S1中，采用碱性溶液对P型硅片正面进行制绒，形成金字塔绒面；所述金字塔绒面的尺寸为0.5μm～3μm；所述碱性溶液为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、TMAH溶液中的至少一种；所述P型硅片的电阻率为0.3Ω
·
cm～7Ω
·
cm。
[0017]上述的制备方法，进一步改进的，步骤S3中，所述金属化区域的开窗宽度为20μm～150μm。
[0018]上述的制备方法，进一步改进的，步骤S4中，采用碱性溶液对激光开窗区域进行制绒，去除激光损伤并形成金字塔绒面；所述金字塔绒面的尺寸为0.5μm～3μm；所述碱性溶液为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、TMAH溶液中的至少一种。
[0019]上述的制备方法，进一步改进的，步骤S4中，采用臭氧、浓硝酸、浓盐酸与双氧水的混合溶液、浓硫酸与双氧水的混合溶液中的其中一种对制绒区域进行化学氧化处理，在制绒区域上形成隧穿氧化层；所述隧穿氧化层的厚度为0.5nm～2.5nm；所述隧穿氧化层为氧化硅层。
[0020]上述的制备方法，进一步改进的，步骤S5中，采用PECVD法或PVD法在P型硅片正面原位生长磷掺杂非晶硅薄膜；所述磷掺杂非晶硅薄膜的厚度为20nm～300nm；所述磷掺杂氧化层的磷掺杂浓度为5E19 cm
‑3～1E21 cm
‑3。
[0021]上述的制备方法，进一步改进的，步骤S6中，所述退火处理的温度为800℃～950℃；所述poly
‑
finger结构的方阻为10Ω/sq～80Ω/sq；所述轻掺杂磷扩区的方阻为120Ω/sq～250Ω/sq。
[0022]上述的制备方法，进一步改进的，步骤S8中，采用氢氟酸溶液清洗非金属化区域的掩膜，完成对掩膜的去除。
[0023]上述的制备方法，进一步改进的，步骤S8中，在去除非金属化区域的掩膜之前，还包括：采用刻蚀方法对P型硅片背面进行抛光处理。
[0024]上述的制备方法，进一步改进的，步骤S8中，在去除非金属化区域的掩膜之后，还包括：在P型硅片正面和背面生长钝化层、在P型硅片正面和背面生长减反射层、背面开窗、金属化、烧结和后处理。
[0025]上述的制备方法，进一步改进的，采用热氧的方式在P型硅片正面生长钝化层；所述钝化层为氧化硅层和/或氮化硅层；所述钝化层的厚度为1nm～5nm。
[0026]上述的制备方法，进一步改进的，采用ALD法或PEALD法在P型硅片背面生长钝化层；所述钝化层为氧化铝层；所述钝化层的厚度为3nm～20nm。
[0027]上述的制备方法，进一步改进的，采用PECVD法在P型硅片正面和背面分别生长减反射层；所述减反射层为氮化硅、氮氧化硅、氧化硅中的一种膜层或多种叠层膜；所述减反射层的厚度为60nm～150nm。
[0028]上述的制备方法，进一步改进的，采用激光对P型硅片背面进行开窗。
[0029]上述的制备方法，进一步改进的，采用丝网印刷或激光转印的方式在P型硅片正面制备正面副栅线和正面主栅电极，以及在P型硅片背面制备背面副栅线和背面主栅电极，完成对硅片的金属化处理；所述正面副栅线和正面主栅电极为银电极；所述背面副栅线为铝
电极；所述背面主栅电极为银电极。
[0030]上述的制备方法，进一步改进的，所述后处理包括利用光注入方式或电注入方式对电池片进行处理。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0032]针对PERC电池的制备方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PERC电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对P型硅片正面进行制绒；S2、在P型硅片正面生长磷掺杂氧化层，作为掩膜；S3、采用激光对金属化区域进行开窗处理；S4、依次对激光开窗区域进行制绒和化学氧化处理，形成隧穿氧化层；S5、在P型硅片正面生长磷掺杂非晶硅薄膜；S6、对正面生长有磷掺杂非晶硅薄膜的P型硅片进行退火处理，在硅片正面同时形成poly
‑
finger结构和轻掺杂磷扩区；S7、采用激光对非金属化区域进行开窗处理，直至露出非金属化区域的掩膜；S8、去除非金属化区域的掩膜，完成对PERC电池的制备。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，采用PECVD法或PVD法在P型硅片正面生长磷掺杂氧化层；所述磷掺杂氧化层的厚度为20nm～300nm；所述磷掺杂氧化层的磷掺杂浓度为1E19cm
‑3～1E21cm
‑3；所述磷掺杂氧化层为磷掺杂氧化硅层。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述磷掺杂氧化层的厚度为50nm～150nm；所述磷掺杂氧化层的磷掺杂浓度为5E19cm
‑3～6E20cm
‑3。4.根据权利要求1～3中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，采用碱性溶液对P型硅片正面进行制绒，形成金字塔绒面；所述金字塔绒面的尺寸为0.5μm～3μm；所述碱性溶液为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、TMAH溶液中的至少一种；所述P型硅片的电阻率为0.3Ω
·
cm～7Ω
·
cm。5.根据权利要求1～3中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述金属化区域的开窗宽度为20μm～150μm。6.根据权利要求1～3中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，采用碱性溶液对激光开窗区域进行制绒，去除激光损伤并形成金字塔绒面；所述金字塔绒面的尺寸为0.5μm～3μm；所述碱性溶液为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、TMAH溶液中的至少一种；采用臭氧、浓硝酸、浓盐酸与双氧水的混...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，赵增超，成秋云，李明，
申请(专利权)人：湖南红太阳光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：