背接触太阳能电池的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种背接触太阳能电池的制造方法，首先在Ｎ型硅基片的背面生长Ｐ型掺杂二氧化硅层；然后在Ｐ型掺杂层上生长不掺杂的二氧化硅层；之后在不掺杂的二氧化硅层上印刷腐蚀剂或抗腐蚀剂，将Ｐ型掺杂二氧化硅层和不掺杂的二氧化硅层腐蚀形成需要的图形；最后在基片的正、背两面进行Ｎ型掺杂，形成Ｎ型掺杂层。通过不掺杂的二氧化硅层对Ｐ型掺杂层进行保护，在Ｎ型掺杂步骤中同时实现了电池正面的Ｎ型前表面场和电池背面的ＰＮ交替掺杂层，减少了扩散步骤，使成本降低、工艺简化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能电池制造技术，尤其涉及一种。
技术介绍
太阳能电池是一种通过光伏效应将太阳能转化为电能的半导体器件，主要以半导 体材料为基础制作，其工作原理是光电材料吸收光能后发生光电子反应而产生电流，目前 广泛采用的是硅太阳能电池。硅太阳能电池的基本结构为PN结，当光线入射到电池中时， 由于光电效应产生电子-空穴对，这些少数载流子(以下简称少子)由PN结的内建电场加 速，被正负电极收集作为电能存储起来。 如图1所示，现有技术一中，传统的太阳能电池在P型材料2表面扩散一层N型掺 杂层3形成PN结，当太阳光透过减反射膜5入射到电池中时，在电池的PN结两边产生电 子_空穴对(electron-hole)，由PN结两边的金属电极1 、4分别将电子和空穴收集起来，提 供给外电路。 背接触太阳能电池是一种的单晶硅高转换效率的硅太阳能电池，电池的正负极都 设在电池的背面，其特点是正表面无栅线，无遮光损失；将重掺杂的电极接触区移至背表 面，避免了俄歇复合对电池效率的影响；正面的织构化和背表面的金属电极反射能形成良 好的陷光作用。 如图2所示，现有技术二中，背接触电池的典型结构从上到下依次为减反射膜6， 二氧化硅钝化膜7， N型掺杂的前表面场8， N型晶体硅基体9， N型/P型交替掺杂区域10， 二氧化硅钝化层11，N型/P型交替金属电极12。 与现有技术一中的传统电池结构相比较，背接触电池背面需要形成N型/P型交替 掺杂，需要有两道扩散工序，N型扩散和P型扩散。 现有技术中，背接触N型太阳能电池的制备方法中，首先，在N型硅衬底的正反两 表面同时进行P0C13掺杂，形成N型掺杂区，并在正、背两面均形成Si02层；然后，对基片背 面进行光刻形成图形，并进行刻蚀和P型掺杂及印刷正负电极等，同时，对基片的正面进行 相应的处理。 上述现有技术至少存在以下缺点P型扩散技术实现困难、技术成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种工艺简单、成本低、易实现的背接触太阳能电池的制造 方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的 本专利技术的，包括P型掺杂、N型掺杂，所述P型掺杂 包括步骤A、在N型硅基片的背面生长二氧化硅层，并同时引入P型掺杂源，形成P型掺杂二氧化硅层。 由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术所述的背接触太阳能电池的制造 方法，由于P型掺杂采用在N型硅基片的背面生长P型掺杂二氧化硅层的方法，使P型掺杂 的工艺简化、易实现、成本降低。附图说明 图1为现有技术一中传统的太阳能电池的结构示意图； 图2为现有技术二中背接触太阳能电池的结构示意图； 图3为本专利技术的的具体实施例的流程示意图。 具体实施例方式本专利技术的，其较佳的具体实施方式是，包括P型掺 杂、N型掺杂，其中，P型掺杂包括 步骤A、在N型硅基片的背面生长P型掺杂二氧化硅层，具体可以在N型硅基片的 背面生长二氧化硅层，并同时引入P型掺杂源，形成P型掺杂二氧化硅层；之后，可以进行 步骤B、在所述P型掺杂层上生长不掺杂的二氧化硅层； 步骤C、在所述不掺杂的二氧化硅层上印刷腐蚀剂或抗腐蚀剂，将所述P型掺杂二氧化硅层和所述不掺杂的二氧化硅层腐蚀形成需要的图形； 步骤D、在所述基片的正、背两面进行N型掺杂，形成N型掺杂层。 上述的步骤A中，生长P型掺杂二氧化硅层可以采用常压化学气相沉积法或等离子体增强化学气相沉积法实现，也可以采用其它的方法沉积。其中，P型掺杂二氧化硅层的厚度可以为30 150nm。掺杂源可以包括硼或其它的P型掺杂源。 上述的步骤B可以与步骤A采用同一设备实现，其中，不掺杂的二氧化硅层的厚度 可以为50 lOOnm。 上述的步骤C中，腐蚀剂可以包括浓度为10% 27%的氟化氢铵；抗蚀剂可以包 括耐腐蚀的有机溶剂等。具体是将腐蚀剂涂在需腐蚀的地方或将抗腐蚀剂涂在不需腐蚀的 地方，腐蚀出需要的图形。 上述的步骤D包括将基片放置在高温扩散炉之中，通入P0Cl3，对基片正、背两面 进行N型掺杂，使基片正面形成N型掺杂前表面场；使基片的背面形成N型/P型交替掺杂 区。其中，N型掺杂前表面场的表面方块电阻可以为10 60Q / □。 在步骤D之后还可以包括在基片的正、背两面生长二氧化硅层，用于对基片的表 面进行钝化； 对所述基片的表面进行钝化之后还可以包括在基片的正面或正、背两面沉积减反 射膜。减反射膜可以包括厚度为50 200nm的SiN或Ti02薄膜。之后，在基片的背面制作 金属电极。具体可以首先腐蚀电池背面的二氧化硅层，露出需要形成背面电极接触的区域； 然后在该区域印刷正负电极、并进行烧结。 上述的步骤A之前还可以包括对N型硅基片进行表面制绒，具体包括用KOH和IPA 混合溶液将N型硅基片的正面制成倒金字塔型绒面。在表面制绒之前还可以包括对N型硅 基片进行清洗，具体可以采用质量分数为2% 15% 、温度为60°C 90°C的NaOH溶液进行 清洗。 N型硅基片可以选用厚度为220 280um的区熔N型单晶硅片，也可以选用其它的硅片。具体实施例，如图3所示，工艺流程包括步骤 步骤1、硅片清洗，表面制绒 选用厚度为220 280um之间的区熔N型单晶硅片为基体材料，采用质量分数为2% 15% ，温度在60°C 90°C之间的NaOH溶液清洗硅片，去除硅片表面损伤，并用KOH和IPA(异丙醇)混合溶液将硅片正面制成倒金字塔绒面。 步骤2 、生长P型掺杂二氧化硅层 在基片背面生长P型掺杂层，掺杂源可以是硼或者其他P型掺杂物，该P型掺杂层可以通过常压化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法等常规技术的各种沉积方法沉积，厚度在30 150nm之间。 用该方法来代替现有技术中的双面P型扩散，既能对掺杂浓度和生长速度进行良好的控制，也能保护其另一面不受掺杂。 步骤3、生长不掺杂的二氧化硅层 可以与步骤2采用同一设备，在沉积过程中不引入掺杂源，在基片背面生长P型掺杂层shang生长一层不掺杂的二氧化硅层，该层厚度在50 100nm之间。该层将在后续步骤中作为上述P型掺杂二氧化硅层的扩散保护层。 步骤4、腐蚀P型掺杂二氧化硅层和不掺杂的二氧化硅层 在基片背面的Si(^层上采用印刷工艺印刷腐蚀剂，腐蚀形成图形，清洗硅片，去除腐蚀剂；也可以在晶体硅背面的Si(^层上采用印刷工艺印刷抗蚀剂，未涂抗蚀剂的部分被腐蚀掉，抗蚀剂可以通过加热或者紫外光照射去除。 所述腐蚀剂主要成分为浓度为10% 27%的氟化氢铵，抗蚀剂为耐腐蚀的有机溶剂。 步骤5、双面N型扩散 将基片放置在高温扩散炉之中，通入P0Cl3，对基片正、背两面进行N型掺杂，使正、背两面形成N型掺杂层。 基片正面N型掺杂层作为前表面场有助于提高电池的效率，该层的表面方块电阻控制在10 60Q/ 口之间。同时背面有未掺杂二氧化硅掩盖的P型掺杂二氧化硅层中的掺杂源在高温环境中也扩散进入硅片，从而与背面的N型掺杂区域在电池背面形成PN交替的图形。 步骤6 、双面生长二氧化硅层 为了对电池表面进行钝化，需要在正、背两面生长二氧化硅层。 本步骤可以在步骤5中同一扩散炉中实现，也可以采用步骤2中的同一二氧化硅生长设备实现。 采用步骤5中的扩散炉设备时，在双面N型扩散完毕之后，在高温环境下双面生长热氧化层(二氧化硅层)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背接触太阳能电池的制造方法，包括Ｐ型掺杂、Ｎ型掺杂，其特征在于，所述Ｐ型掺杂包括步骤：Ａ、在Ｎ型硅基片的背面生长二氧化硅层，并同时引入Ｐ型掺杂源，形成Ｐ型掺杂二氧化硅层。

【技术特征摘要】
一种背接触太阳能电池的制造方法，包括P型掺杂、N型掺杂，其特征在于，所述P型掺杂包括步骤A、在N型硅基片的背面生长二氧化硅层，并同时引入P型掺杂源，形成P型掺杂二氧化硅层。2. 根据权利要求1所述的背接触太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述步骤A中， 生长P型掺杂二氧化硅层采用常压化学气相沉积法或等离子体增强化学气相沉积法实现。3. 根据权利要求2所述的背接触太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述P型掺杂二 氧化硅层的厚度为30 150nm。4. 根据权利要求1、2或3所述的背接触太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述步骤 A中，所述P型掺杂源包括硼。5. 根据权利要求1所述的背接触太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述步骤A之后 进行步骤B、 在所述P型掺杂层上生长不掺杂的二氧化硅层；C、 在所述不掺杂的二氧化硅层上印刷腐蚀剂或抗腐蚀剂，将所述P型掺杂二氧化硅层 和所述不掺杂的二氧化硅层腐蚀形成需要的图形；D、 在所述基片的正、背两面进行N型掺杂，形成N型掺杂层。6. 根据权利要求5所述的背接触太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述步骤B与所 述步骤A采用同一设备实现。7. 根据权利要求5或6所述的背接触太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述不掺杂 的二氧化硅层的厚度为50 100nm。8. 根据权利要求5所述的背接触太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述步骤C中， 所述腐蚀剂包括浓度为10% 27%的氟化氢铵；所述抗蚀剂包括耐腐蚀的有机溶剂。9. 根据权利要求5所述的背接触太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述步骤D包括将基片放置在高温扩散炉之中，通入P0Cl3，对基片正、背两面进行N型掺...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖青平，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]