一种局部POLO电池结构的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种局部POLO电池结构的制备方法，包括：S1、生长；S2、激光图案氧化；S3、刻蚀；S4：清洗。本发明专利技术方法使用激光实现poly图形化方案，与产线兼容性好，使用此方案制备的局部POLO结构可显著降低接触区的复合损失，从而提升电池效率。提升电池效率。提升电池效率。

【技术实现步骤摘要】
一种局部POLO电池结构的制备方法


[0001]本专利技术涉及光伏电池
，具体为一种局部POLO电池结构的制备方法。

技术介绍

[0002]太阳能电池是通过光生伏特效应将光转换为电能的装置。目前，主流量产的太阳能电池是PERC（钝化发射极与背面）电池。但PERC电池的光电转换效率已逼近理论效率（24.5%），亟需开发更高效的晶硅太阳能电池结构。德国Fraunhofer研发出了隧穿氧化层钝化接触技术（Tunnel Oxide Passivated Contact，TOPCon）。TOPCon技术主要应用于电池背表面，是由一层极薄的氧化层和多晶硅薄层组成的，多晶硅薄层在掺杂激活后与氧化层共同作用于背表面，对少数载流子有较好的钝化作用，对多数载流子有极好的导电性。再在表面做金属化工艺，就可以得到无需开孔的钝化接触，是提升电池开压Voc的重要途径，可以大幅度降低金属接触复合电流，结构见图1。目前TOPCon电池主要是钝化背面接触，正面已经成为效率继续提升的瓶颈。正面如果做成整面POLO结构的话，则会因为poly硅吸光导致电池电流损失较大，因此可通过在栅线下方做局部POLO，改善正面金属接触复合电流的同时避免电流损失，从而大幅度提升电池效率，结构见图2。
[0003]目前常规的正面局部POLO结构，主要是通过丝网印刷或者喷墨的方式局部喷蜡质掩膜，然后进行化学返刻，再洗去蜡质掩膜。此方法使用的丝网印刷或者喷墨设备价格比较昂贵且与产线兼容性差，使用的蜡质掩膜通常为液态，然后加热或者放置后变成固态。使用丝网印刷或者喷墨的方式时，掩膜经常会堵塞丝网网孔或者喷头，且难以清理，导致耗材费用较高。此外，蜡质掩膜也不易清洗，清洗过程繁琐。
[0004]例如中国专利申请2019111421030公开了一种正面局部POLO结构的制备方法，该方法在硅片表面形成第一隧穿氧化层和第一多晶硅薄膜后在第一多晶硅薄膜表面采用喷墨打印或者丝网印刷的方式沉积局部抗腐蚀保护层，然后分别用第一化学液体、第二化学液体和第三化学液体分别去除多晶硅薄膜、抗腐蚀保护层和隧穿氧化层。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种局部POLO电池结构的制备方法，以解决现有技术中存在的缺陷。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种局部POLO电池结构的制备方法，包括如下步骤：S1、生长：在经过处理的硅片表面生长隧穿氧化层和多晶硅层；S2、激光图案氧化：使用激光在氧化氛围下扫描多晶硅层，形成图案化硅片，所述图案化硅片表面具有图案化氧化层；S3、刻蚀：使用第一液体对图案化硅片进行刻蚀，暴露出隧穿氧化层并保留图案化氧化层；S4：清洗：使用第二液体对硅片表面进行整体清洗，去除暴露的隧穿氧化层并去除
图案化氧化层，形成具有局部POLO结构的硅片。
[0007]优选地，所述局部POLO电池结构形成于硅片正面。
[0008]优选地，在步骤S2中，所用激光波长为325nm，功率为1
‑
3W。
[0009]优选地，在步骤S2中，所用氧化氛围为纯氧或者氧气氮气混合气体，其中所含氧气含量大于60%。
[0010]优选地，在步骤S2中，所形成的图案化氧化层的厚度为1
‑
4nm。
[0011]优选地，在步骤S3中，第一液体为能够刻蚀多晶硅层但不刻蚀氧化硅层的液体或液体混合物。进一步，所述第一液体是选自氢氧化钾或者氢氧化钠的水溶液。
[0012]优选地，在步骤S4中，第二液体为能够刻蚀氧化硅层的液体或液体混合物。进一步，所述第二液体是选自氢氟酸水溶液。
[0013]本专利技术还进一步提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括通过如上所述的方法制备的局部POLO电池结构。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过激光氧化和低温碱抛光结合的方法，形成局部POLO结构。与现有技术相比，本专利技术的方法使用激光实现poly图形化方案，与产线兼容性好。相比于现有技术，本专利技术不用另外印刷掩膜，减少了工艺步骤，提高了工艺效率的同时降低了生产成本。本专利技术的方法进一步减少了清洗刻蚀液体使用的种类和步骤，提升了电池效率的同时也提高了产品良率。
附图说明
[0015]图1是现有常规TOPCon电池结构的示意图；图2是具有局部POLO电池结构的硅片的结构示意图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0018]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0019]TOPCon技术主要应用于电池背表面，由一层极薄的氧化层和多晶硅薄层组成，多
晶硅薄层在掺杂激活后与氧化层共同作用于背表面，对少数载流子有较好的钝化作用，对多数载流子有极好的导电性，但这种电池的前表面仍然是金属半导体接触，金属半导体接触处的复合损失限制了电池效率的进一步提升。因此，为了进一步提升电池的转换效率，前表面也应该采用钝化接触结构。然而用于前表面不仅要求有优异的钝化能力，还要有良好的光学透光性，避免因寄生吸收而造成效率的损失。正面如果做成整面POLO结构的话，则会因为poly硅吸光导致电池电流损失较大，因此可通过在栅线下方做局部POLO，改善正面金属接触复合电流的同时避免电流损失，从而大幅度提升电池效率。
[0020]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种局部POLO电池结构的制备方法，包括：S1、生长；S2、激光图案氧化；S3、刻蚀；S4：清洗。本专利技术方法使用激光实现poly图形化方案，与产线兼容性好，使用此方案制备的局部POLO结构可显著降低接触区的复合损失，从而提升电池效率。
[0021]在本专利技术方法的一个例示性实施例中，所采用的技术方案是：绒面上原位生长隧穿氧化层和poly硅后，使用紫外皮秒激光在氧气氛围下栅线状扫描poly硅。在所述方案中，所采用的激光功率是1
‑
3W本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种局部POLO电池结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、生长：在经过处理的硅片表面生长隧穿氧化层和多晶硅层；S2、激光图案氧化：使用激光在氧化氛围下扫描多晶硅层，形成图案化硅片，所述图案化硅片表面具有图案化氧化层；S3、刻蚀：使用第一液体对图案化硅片进行刻蚀，暴露出隧穿氧化层并保留图案化氧化层；S4：清洗：使用第二液体对硅片表面进行整体清洗，去除暴露的隧穿氧化层并去除图案化氧化层，形成具有局部POLO结构的硅片。2.如权利要求1所述的局部POLO电池结构的制备方法，其特征在于，所述局部POLO电池结构形成于硅片正面。3.如权利要求1所述的局部POLO电池结构的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所用激光波长为325nm，功率为1
‑
3W。4.如权利要求1所述的局部POLO电池结构的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所用氧化氛...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨松波，任常瑞，董建文，符黎明，
申请(专利权)人：常州时创能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：