一种埋栅太阳能电池的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种埋栅太阳能电池的制备方法，涉及太阳能应用技术领域，为能够有效降低生产成本和工艺复杂度，而且利于环保而发明专利技术。所述埋栅电极的制备方法，包括：在硅基片表面设置开有电极窗口的掩模层；采用等离子体刻蚀技术在所述硅基片上与所述电极窗口对应的区域刻蚀出埋栅电极沟槽。本发明专利技术可用于埋栅太阳能电池的制备工艺中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能应用
，尤其涉及。
技术介绍
埋栅太阳能电池是一种高效太阳能电池，其典型结构如图1所示，包括P型基体1、 N型轻掺杂层2、埋栅电极3、埋栅电极3下方的N型重掺杂层4、减反射层5和背电极6。相比于传统的印刷电极的太阳能电池结构而言，埋栅太阳能电池通过埋栅结构，能够避免传统结构中正面的栅极对太阳光的遮挡，减少遮光损失，提高进入电池的光通量。另外，如图 1可知，埋栅太阳能电池具有选择性发射极结构，电极栅线下及其附近区域为重掺杂深扩散区，其他区域为低掺杂浅扩散区。埋栅太阳能电池的选择性发射极结构可以有效提高太阳能电池的开路电压Voc，短路电流Isc和填充因子FF，从而提高了电池的光电转换效率。目前，通常采用专利号为US4726850的专利公开的埋栅太阳能电池的制备方法制备埋栅太阳能电池，其主要工艺流程如下去除硅片表面损伤并进行清洗一浅掺杂磷扩散 —HF (氟化氢)清洗一沉积高质量的二氧化硅(Si02)—沉积氮化硅(SiNx)减反射膜一激光刻槽一用氢氧化钾(KOH)溶液清洗激光刻出的槽一槽内进行浓磷扩散，实现重掺杂一沉积铝(Al)背电极一退火形成背电场一通过化学镀在槽内沉积镍(Ni)薄层一Ni层烧结一通过化学镀在槽内沉积铜(Cu)或者银(Ag)填满沟槽一烧结。在实现上述制备埋栅太阳能电池的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题现有技术中采用激光刻槽工艺制备埋栅电极所需要的沟槽，成本昂贵；另外，激光刻槽还需要后续对刻槽进行强碱溶液的清洗，使制备工艺复杂，造成了时间和成本的浪费，而且强碱溶液有较强的毒性和腐蚀性，不符合环保的要求。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供，能够有效地降低生产成本和工艺复杂度，而且利于环保。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案，包括在硅基片表面设置开有电极窗口的掩模层；采用等离子体刻蚀技术在所述硅基片上与所述电极窗口对应的区域刻蚀出埋栅电极沟槽。采用上述技术方案后，本专利技术提供的埋栅太阳能电池的制备方法，采用等离子刻蚀技术制备埋栅电极所需要的沟槽，有效降低了工艺成本，而且不需要后续对沟槽的强碱清洗，降低了工艺复杂度，还符合环保的要求。附图说明图1为埋栅太阳能电池的典型结构示意3图2为本专利技术实施例的工艺流程图；图3(a)为本专利技术实施例一的工艺流程图；图3(b)为与图3(a)所示的工艺流程相对应的实施效果图；图4(a)为本专利技术实施例二工艺流程图。图4(b)为与图4(a)所示的工艺流程相对应的实施效果图。具体实施例方式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。本专利技术实施例提供的埋栅太阳能电池的制备方法，如图2所示的流程图，包括Sl 1，在硅基片上设置开有电极窗口的掩模层；S12，采用等离子体刻蚀技术在所述硅基片上与所述电极窗口对应的区域刻蚀出埋栅电极沟槽。本专利技术实施例提供埋栅太阳能电池的制备方法，采用等离子刻蚀技术制备埋栅电极所需要的沟槽，有效降低了工艺成本，而且不需要后续对沟槽的强碱清洗，降低了工艺复杂度，还符合环保的要求。另外，等离子刻蚀技术能够使沟槽的宽度和深度精确可控，利于提高电池的性能。其中，Sl 1步骤中，可应用丝网印刷技术，采用包括所述掩膜层材料的印刷浆料，在所述硅基片表面非电极区域丝网印刷开有电极窗口的掩模层。通常采用的掩膜层材料为 SiO2，也可采用SiNx作为掩膜层。采用丝网印刷技术设置掩膜层，可以有效降低工艺成本， 适应大规模的工业生产。当然，本专利技术的实施例还可采用其他方法在所述硅基片上设置掩膜层，例如采用热氧化和光刻的方法，这里不做限定。进一步的，如果Sll步骤中，采用了丝网印刷技术设置了掩膜层，由于印刷浆料中通常包含有机成分，容易在工艺过程中产生污染物，因此，为了有效避免污染物的产生，S12 步骤具体可为首先，采用等离子体刻蚀技术对所述印刷浆料中的有机成分进行刻蚀；然后，采用等离子体刻蚀技术进行所述埋栅电极沟槽的刻蚀。如果在S12步骤之前，所述硅基片上已经沉积了减反射层，通常为SiNx减反射层， S12步骤中，需要先采用等离子体刻蚀技术进行所述电极窗口区域的减反射层的刻蚀，将减反射层打开，然后采用等离子体刻蚀技术进行所述埋栅电极沟槽的刻蚀。此外，本专利技术实施例提供的制备方法，在S12步骤后，可一次性在所述埋栅电极沟槽内填充金属电极，避免多次填充和烧结，这样，即不影响电池成品的性能，而且能够降低工艺复杂度，避免时间和成本的浪费。为了使本领域的技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面通过具体的实施例对本专利技术进行进一步的详细说明。实施例一本实施例提供的埋栅太阳能电池的制备方法，如图3所示，其中，图3(a)为本实施例的工艺流程图，图3(b)为与图3(a)的工艺流程相对应的实施效果图，包括下列步骤S21、去除硅片损伤，形成表面减发射结构并进行化学清洗；本步骤的实施效果见S21'。S22、淡磷扩散；本步骤中，在硅基片表面均勻涂布低浓度的磷浆进行热扩散，实现硅基片表面的轻掺杂，实施效果见S22'。S23、去除磷硅玻璃及侧面PN结；本步骤中，将S22步骤扩散后的硅片用质量分数为2 20%的氢氟酸(HF)溶液进行清洗，去除淡磷扩散的副产物磷硅玻璃，并采用等离子体去边去除侧面PN结，实施效果见 S23'。S24、表面钝化及沉积减反射层；本步骤中，在S23步骤处理后的硅基片表面沉积SiNx膜作为减反射钝化层，实施效果见S24'。S25、丝网印刷SW2掩膜层；本步骤中，采用S^2作为印刷浆料，在硅基片表面的非电极区域印刷开有电极窗口的S^2掩模层，同时SiA层也将作为后续工艺中的保护层，所印刷的S^2掩模层的厚度范围是1000 3000纳米(nm)，本步骤的实施效果见S25'。S26、等离子体刻蚀埋栅电极所需要的沟槽；本步骤的实施效果见S26'。由于S25步骤中，采用丝网印刷技术印刷了 SiO2掩膜层，所使用的印刷浆料通常含有有机成分，易污染等离子体刻蚀设备的反应腔室，并且容易在工艺过程中产生污染物； 另外，硅基片的电极窗口区域覆盖了 SiNx减反射层，因此本步骤分为三步进行，包括第一步，采用&作为刻蚀工艺气体，采用电容耦合等离子体(CCP)或者电感耦合等离子体(ICP)的放电模式，在等离子体放电的条件下，采用干法刻蚀技术对印刷浆料中的有机成分进行刻蚀，防止下一步刻蚀过程中污染物的产生；其中，该步骤具体的工艺参数如下若采用ICP模式，启辉压力为l_15Pa，若采用 CCP模式，启辉压力为30-300Pa，02流量为100-3000标况毫升每分(Sccm，standard-state cubic centimeter per minute)，启辉功率为 100-2000 瓦(W)，刻蚀时间 0. 5-2 分钟(min) 左右。另外，工艺气体中还可加入部分惰性气体，如N2、Ar、He等，起到控制起辉压力、稀释刻蚀气体和控制刻蚀速率的作用。可根据实际情况选择并调整工艺参数，以得到期望的刻蚀效果。第二步，采用SF6和&作为刻蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种埋栅太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：在硅基片表面设置开有电极窗口的掩模层；采用等离子体刻蚀技术在所述硅基片上与所述电极窗口对应的区域刻蚀出埋栅电极沟槽。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵磊，
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