一种联合钝化背接触电池及其一次退火制备方法技术

本发明专利技术属于联合钝化背接触电池制备技术领域，具体涉及一种联合钝化背接触电池及其一次退火制备方法，包括：

【技术实现步骤摘要】
一种联合钝化背接触电池及其一次退火制备方法


[0001]本专利技术属于联合钝化背接触电池制备
，具体涉及一种联合钝化背接触电池及其一次退火制备方法
。

技术介绍

[0002]在背接触电池中，隧穿多晶工艺运用在正面需要使用厚度较薄的第三掺杂多晶层提高电池电流，而运用在背面则需要使用厚度较厚的第一掺杂多晶硅层提高导电性，按照传统方案需要进行两次退火（正面形成第三半导体层进行的一次退火且需要较低的退火温度，背面形成第一半导体层进行的一次退火且需要较高的退火温度使磷杂质均匀扩散到第一半导体层中的整层多晶硅薄膜），设备成本明显提升，且背面的第一掺杂多晶硅层进行两次退火会受到损伤而影响背面钝化水平
。
[0003]而且，隧穿多晶钝化接触通常采用管式
PECVD
原位掺杂沉积退火形成，为了保证正面的电子隧穿及载流子传输，传统的电池结构中在正面设置的第二隧穿氧化层较薄
、
厚度在1‑
2nm
，容易受到退火温度影响而出现正面钝化受损的问题，因此，根据第二隧穿氧化层表面所沉积的多晶硅厚度的差异，需要使用不同的退火温度，这是由于退火温度过高导致磷
、
氧等杂质扩散会破坏氧化层
。
[0004]综上，背接触电池的传统制备方法中，基于电池正面和反面的相应掺杂多晶层和相应隧穿氧化层方面的考虑，均采用两次退火工艺配合不同的退火温度，设备成本高，且背面的第一掺杂多晶硅层进行两次退火会受到损伤而影响膜层钝化及导电性
。
[0005]需要说明的是，本专利技术的该部分内容仅提供与本专利技术有关的
技术介绍
，而并不必然构成现有技术或公知技术
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的传统制备工艺设备成本高且背面的第一掺杂多晶硅层会受到损伤的缺陷，提供一种联合钝化背接触电池及其一次退火制备方法，该一次退火制备方法全程仅进行一次退火，大幅降低了设备成本，兼顾提升电池的短路电流和电池转换效率
。
[0007]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种联合钝化背接触电池的一次退火制备方法，包括以下步骤：
S101、
提供双面抛光清洗的硅片；
S102、
在硅片的背面形成第一半导体层及掩膜层，第一半导体层包括第一隧穿氧化硅层与第一掺杂多晶硅层，所述第一半导体层的形成过程包括第一原位掺杂沉积且不进行退火；所述第一隧穿氧化硅层的厚度为1‑
2nm
；
S103、
在
S102
所得背面进行第一刻蚀开口，形成第二半导体开口区；
S104、
然后进行制绒清洗，去除第二半导体开口区内残留的掩膜层
、
第一半导体层，同时在硅片正面和第二半导体开口区形成绒面；之后进行清洗，以去除背面的位于第二
半导体开口区以外的掩膜层；
S105、
接着在硅片正面形成第三半导体层，第三半导体层包含第二隧穿氧化层及掺碳和
/
或掺氧的第三掺杂多晶层，第三半导体层的形成过程包括第二原位掺杂沉积；第二隧穿氧化层加厚且其厚度为4‑
6nm
；在所述第二原位掺杂沉积之后，对第一半导体层和第三半导体层在低压下进行一次退火，一次退火的条件包括：退火压力为
2000mtorr
至
1atm
，退火温度为
850
‑
950℃
，退火时间为
10
‑
60min
；然后在第三半导体层的表面沉积减反层；之后进行清洗去除背面绕镀；
S106、
然后在
S105
所得背面沉积第二半导体层，第二半导体层包括本征非晶硅层与第二掺杂晶硅层
。
[0008]在本专利技术的一些优选实施方式中，所述第二隧穿氧化层与掺碳和
/
或掺氧的第三掺杂多晶层的厚度之比为1：
0.8
‑
3、
优选1：
1.5
‑
3、
优选1：2‑
3。
[0009]本专利技术所述掺碳和
/
或掺氧的第三掺杂多晶层的厚度为4‑
15nm。
[0010]在本专利技术的一些优选实施方式中，
S105
中还包括：随着第二隧穿氧化层的加厚，将第三掺杂多晶层的厚度降低和
/
或有效掺磷浓度降低，且所述第三掺杂多晶层的厚度和有效掺磷浓度的调整程度满足：第二隧穿氧化层每加厚
1nm
，第三掺杂多晶层的厚度降低1‑
6nm
，和
/
或有效掺磷浓度降低
20%
‑
50%。
[0011]优选地，
S105
中还包括：随着第二隧穿氧化层的加厚，将第三掺杂多晶层的厚度降低和
/
或有效掺磷浓度降低，且所述第三掺杂多晶层的厚度和有效掺磷浓度的调整程度满足：第二隧穿氧化层每加厚
1nm
，第三掺杂多晶层的厚度降低1‑
2nm
，和
/
或，有效掺磷浓度降低
35%
‑
50%。
[0012]进一步优选地，所述掺碳和
/
或掺氧的第三掺杂多晶层与第一掺杂多晶硅层的面掺杂指数的比值为5‑
15: 1
，其中，面掺杂指数为相应掺杂层的有效掺磷浓度与该掺杂层厚度的比值
。
[0013]本专利技术所述第一掺杂多晶硅层的厚度为
150
‑
300nm。
[0014]优选地，第一掺杂多晶硅层的有效掺磷浓度为
1e19
‑
8e21 cm
‑3，所述掺碳和
/
或掺氧的第三掺杂多晶层的有效掺磷浓度为
5e18
‑
5e20 cm
‑3。
[0015]在本专利技术的一些优选实施方式中，所述第三掺杂多晶层掺碳且其有效掺碳浓度为
1e19
‑
4e21 cm
‑3。
[0016]在本专利技术的一些优选实施方式中，所述第三掺杂多晶层掺氧且其有效掺氧浓度为
1e19
‑
3e20 cm
‑3。
[0017]在本专利技术的一些优选实施方式中，所述第三掺杂多晶层的带隙宽度为
1.9
‑
2.3eV。
[0018]在本专利技术的一些优选实施方式中，所述一次退火制备方法还包括：
S107、
然后在
S106
所得背面进行第二刻蚀开口，形成与第二半导体开口区间隔排列的第一半导体开口区，之后清洗；第二半导体开口区和第一半导体开口区之间形成隔离区；
S108、
在
S107
所得背面沉积透明导电膜；
S109本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种联合钝化背接触电池的一次退火制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101、
提供双面抛光清洗的硅片；
S102、
在硅片的背面形成第一半导体层及掩膜层，第一半导体层包括第一隧穿氧化硅层与第一掺杂多晶硅层，所述第一半导体层的形成过程包括第一原位掺杂沉积且不进行退火；所述第一隧穿氧化硅层的厚度为1‑
2nm
，所述第一掺杂多晶硅层的厚度为
150
‑
300nm
；
S103、
在
S102
所得背面进行第一刻蚀开口，形成第二半导体开口区；
S104、
然后进行制绒清洗，去除第二半导体开口区内残留的掩膜层
、
第一半导体层，同时在硅片正面和第二半导体开口区形成绒面；之后进行清洗，以去除背面的位于第二半导体开口区以外的掩膜层；
S105、
接着在硅片正面形成第三半导体层，第三半导体层包含第二隧穿氧化层及掺碳和
/
或掺氧的第三掺杂多晶层，第三半导体层的形成过程包括第二原位掺杂沉积；第二隧穿氧化层加厚且其厚度为4‑
6nm
，所述掺碳和
/
或掺氧的第三掺杂多晶层的厚度为4‑
15nm
；在所述第二原位掺杂沉积之后，对第一半导体层和第三半导体层在低压下进行一次退火，一次退火的条件包括：退火压力为
2000mtorr
至
1atm
，退火温度为
850
‑
950℃
，退火时间为
10
‑
60min
；然后在第三半导体层的表面沉积减反层；之后进行清洗去除背面绕镀；
S106、
然后在
S105
所得背面沉积第二半导体层，第二半导体层包括本征非晶硅层与第二掺杂晶硅层
。2.
根据权利要求1所述的联合钝化背接触电池的一次退火制备方法，其特征在于，所述第二隧穿氧化层与掺碳和
/
或掺氧的第三掺杂多晶层的厚度之比为1：
0.8
‑
3。3.
根据权利要求1所述的联合钝化背接触电池的一次退火制备方法，其特征在于，
S105
中还包括：随着第二隧穿氧化层的加厚，将第三掺杂多晶层的厚度降低和
/
或有效掺磷浓度降低，且所述第三掺杂多晶层的厚度和有效掺磷浓度的调整程度满足：第二隧穿氧化层每加厚
1nm
，第三掺杂多晶层的厚度降低1‑
6nm
，和
/
或，有效掺磷浓度降低
20%
‑
50%。4.
根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：林楷睿，
申请(专利权)人：金阳泉州新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：