背面P/N型掺杂区隔离的IBC电池制造方法技术

本发明专利技术公开了一种背面P/N型掺杂区隔离的IBC电池制造方法，P型单晶硅片经碱刻蚀抛光后，在背面依次沉积遂穿氧化层、掺杂薄多晶硅层，再局域激光开膜，接着依次沉积Al2O3层、氮化硅层，然后硅片清洗制绒，在正面沉积氮化硅层，再对背面激光开膜处局域激光刻蚀露出硅基体，最后在硅片背面，激光开膜区域印刷铝浆，负极栅线位置印刷栅线浆料，进行烧结，铝和硅接触形成合金，得到P+区域。本发明专利技术对IBC电池背面通过设置相互嵌套的P型掺杂区和N型掺杂区，缩小了重复单元的尺寸，降低了载流子从产生到被吸收的扩散距离，提高了电池转换效率；工艺步骤少，通过局域激光开膜的方式，简单的实现了P型掺杂区和N型掺杂区的有效隔离。型掺杂区和N型掺杂区的有效隔离。型掺杂区和N型掺杂区的有效隔离。

【技术实现步骤摘要】
背面P/N型掺杂区隔离的IBC电池制造方法


[0001]本专利技术涉及一种IBC电池，特别是一种背面P/N型掺杂区隔离的IBC电池制造方法。

技术介绍

[0002]POLO
‑
IBC(Polycrystalline silicon(poly
‑
Si)on Oxide(POLO)junctions
‑
Interdigitated Back Contacted氧化结上多晶硅
‑
叉指式背面接触)电池是一种转换效率相对较高的太阳能电池，其实验室转换效率可达26.1％。其最大的特点在于载流子选择性的钝化，金属接触面上没有复合损失；而且该电池的正面完全不存在电极遮挡，光的利用率得到了提高。
[0003]由于IBC电池的P型掺杂区和N型掺杂区均位于电池的背面，在制造过程中遇到的比较大的挑战在于如何将P型掺杂区和N型掺杂区完全隔离开。因为如果P型掺杂区和N型掺杂区没有完全隔离，那么严重的载流子复合将会出现在P/N的接触界面上，这将使电池的转换效率大打折扣。
[0004]在一些现有工艺中，为了实现隔离，引入了繁复的对准工艺，并且需要用到一些昂贵的设备，这无疑又提高了电池的制作成本。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种使IBC电池背面P/N型掺杂区有效隔离的制造方法，降低载流子复合，提高电池转换效率。
[0006]技术方案：一种背面P/N型掺杂区隔离的IBC电池制造方法，包括如下步骤：
[0007]步骤S10：P型单晶硅片经碱刻蚀抛光后，在硅片背面依次沉积遂穿氧化层、掺杂薄多晶硅层；
[0008]步骤S20：激光开膜：
[0009]在硅片背面以负极栅线位置以外的区域作为激光开膜区域，开膜图形为：以半径R1的第一圆形的圆心为中心，在半径R2的圆周上均匀排布若干个第一圆形，以此为单元图案，形成连续图案，R2＞2R1；开膜图形处通过激光刻蚀去除掺杂薄多晶硅层和遂穿氧化层，露出硅基体；
[0010]步骤S30：对硅片背面依次沉积Al2O3层、氮化硅层；
[0011]步骤S40：将硅片浸入制绒液进行清洗制绒，仅在硅片正面形成均匀绒面；
[0012]步骤S50：对硅片正面沉积氮化硅层；
[0013]步骤S60：激光刻蚀：以第一圆形的圆心为中心，以半径R3的第二圆形为刻蚀图形，R1＞R3，在硅片背面，刻蚀图形处通过激光刻蚀去除氮化硅层和Al2O3层，露出硅基体；
[0014]步骤S70：在硅片背面，对步骤S20的激光开膜区域印刷铝浆，对负极栅线位置印刷栅线浆料，然后进行烧结，在第二圆形处，铝和硅接触形成合金，得到P+区域。
[0015]进一步的，步骤S10中：碱刻蚀抛光采用60～85℃、5～25wt％的氢氧化钾溶液，刻蚀深度大于5μm；遂穿氧化层厚度1～2nm，掺杂薄多晶硅层厚度10～150nm。
[0016]进一步的，步骤S20中：使用的激光参数为：波长532nm，光斑大小30～300μm，单脉冲能量＞240μJ，频率＞300K；步骤S60中：使用的激光参数为：波长532～1024nm，绿光激光，功率50～100W。
[0017]进一步的，硅片电阻率0.1Ω
·
cm～10Ω
·
cm时，R2/R1为不大于20，R3为7.5～15μm。
[0018]进一步的，步骤S20中：在半径R2的圆周上均匀排布的第一圆形数量为4～6个。
[0019]进一步的，步骤S30中：Al2O3层厚度50～200nm，氮化硅层厚度50～200nm；步骤S50中：氮化硅层厚度70～100nm。
[0020]进一步的，步骤S40中：采用60～85℃、5～25wt％的氢氧化钾溶液和制绒添加剂形成的混合液作为制绒液。
[0021]进一步的，步骤S30中和步骤S50中：硅片均在PECVD设备中进行沉积。
[0022]进一步的，步骤S70中：烧结峰值温度为800～900℃；负极栅线位置印刷栅线浆料得到的主栅线线宽50～100μm、副栅线线宽10～40μm。
[0023]一种由上述的制造方法制得的IBC电池。
[0024]有益效果：本专利技术的优点是：对IBC电池背面通过设置相互嵌套的P型掺杂区和N型掺杂区，缩小了重复单元的尺寸，降低了载流子从产生到被吸收的扩散距离，提高了电池转换效率；工艺步骤少，通过局域激光开膜的方式，简单的实现了P型掺杂区和N型掺杂区的有效隔离。
附图说明
[0025]图1为步骤S10中采用的P型单晶硅片示意图；
[0026]图2为步骤S10中硅片背面沉积遂穿氧化层、掺杂薄多晶硅层示意图；
[0027]图3为步骤S20中硅片背面激光开膜的开膜图形示意图；
[0028]图4为开膜图形的单元图案；
[0029]图5为步骤S20中硅片背面激光开膜示意图；
[0030]图6为步骤S30中硅片背面沉积钝化层示意图；
[0031]图7为步骤S40中硅片制绒示意图；
[0032]图8为步骤S50中硅片正面沉积氮化硅层示意图；
[0033]图9为步骤S60中硅片背面激光刻蚀示意图；
[0034]图10为步骤S70中硅片背面印刷的铝浆背场、负极栅线示意图；
[0035]图11为得到的背面P/N型掺杂区隔离的IBC电池示意图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。
[0037]一种背面P/N型掺杂区隔离的IBC电池制造方法，具体包括以下的步骤S10～步骤S70。
[0038]步骤S10：如附图1所示的P型单晶硅片1，先采用60～85℃、5～25wt％的氢氧化钾溶液进行碱刻蚀抛光，刻蚀深度大于5μm以去除切割损伤；如附图2所示，然后在硅片背面依次沉积厚度为1～2nm的遂穿氧化层(Tunnel oxide)2、厚度为10～150nm的掺杂薄多晶硅层
(poly
‑
Si(n
+
))3。
[0039]步骤S20：激光开膜：
[0040]如附图3所示，在硅片背面以负极栅线位置9以外的区域作为激光开膜区域，开膜图形为：以半径R1的第一圆形的圆心为中心，在半径R2的圆周上均匀排布4～6个(图中所示为6个)第一圆形，以此为单元图案，形成连续图案，R2＞2R1。附图4所示为单元图案。
[0041]如附图5所示，开膜图形处通过激光刻蚀去除掺杂薄多晶硅层和遂穿氧化层，露出硅基体，即在硅片背面形成了若干半径R1的圆孔。使用的激光参数为：波长532nm，光斑大小30～300μm，单脉冲能量＞240μJ，频率＞300K。
[0042]步骤S30：如附图6所示，在PECVD设备中，对硅片背面依次沉积Al2O3层、氮化硅层，这两层构成钝化层4。底部的Al2O3层厚度为50～200nm，氮化硅层厚度为50～200nm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种背面P/N型掺杂区隔离的IBC电池制造方法，其特征在于包括如下步骤：步骤S10：P型单晶硅片经碱刻蚀抛光后，在硅片背面依次沉积遂穿氧化层、掺杂薄多晶硅层；步骤S20：激光开膜：在硅片背面以负极栅线位置以外的区域作为激光开膜区域，开膜图形为：以半径R1的第一圆形的圆心为中心，在半径R2的圆周上均匀排布若干个第一圆形，以此为单元图案，形成连续图案，R2＞2R1；开膜图形处通过激光刻蚀去除掺杂薄多晶硅层和遂穿氧化层，露出硅基体；步骤S30：对硅片背面依次沉积Al2O3层、氮化硅层；步骤S40：将硅片浸入制绒液进行清洗制绒，仅在硅片正面形成均匀绒面；步骤S50：对硅片正面沉积氮化硅层；步骤S60：激光刻蚀：以第一圆形的圆心为中心，以半径R3的第二圆形为刻蚀图形，R1＞R3，在硅片背面，刻蚀图形处通过激光刻蚀去除氮化硅层和Al2O3层，露出硅基体；步骤S70：在硅片背面，对步骤S20的激光开膜区域印刷铝浆，对负极栅线位置印刷栅线浆料，然后进行烧结，在第二圆形处，铝和硅接触形成合金，得到P+区域。2.根据权利要求1所述的背面P/N型掺杂区隔离的IBC电池制造方法，其特征在于：步骤S10中：碱刻蚀抛光采用60～85℃、5～25wt％的氢氧化钾溶液，刻蚀深度大于5μm；遂穿氧化层厚度1～2nm，掺杂薄多晶硅层厚度10～150nm。3.根据权利要求1所述的背面P/N型掺杂区隔离的IBC电池制造方法，其特征在于：步骤S20中：使用的激光参数为：波长532nm，光斑大小30～300μm，单脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：张中建，赵桂香，高荣刚，
申请(专利权)人：中节能太阳能科技镇江有限公司，
类型：发明
国别省市：