太阳能电池的选择性发射极结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种太阳能电池的选择性发射极结构，包括n型晶体硅衬底，上表面分布有间断的轻掺杂区，所述轻掺杂区的间断处设有P++重掺杂区。本实用新型专利技术工艺简单、成本较低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能电池领域，特别涉及太阳能电池的选择性发射极结构。
技术介绍
低成本、高效率的太阳能电池(简称“电池”)是工业化电池生产的方向，而选择性发射极电池无疑是实现高效率电池的重要方法之一。选择性发射极电池的结构主要特点首先和金属化区域接触的衬底形成重掺杂区，非金属区域形成轻掺杂区。目的是在保证金属半导体接触质量的情况下，降低发射极的复合速率，提高蓝波段的内量子效率，提高短路电流密度和开压。选择性发射极具有良好的金属接触，金属化区域重掺杂区节深大，烧结过程中金属等杂质不容易进入耗尽区形成深能级；金属化高复合域和光照区域分离，载流子复合低，横向高低结前场作用明显，有利于光生载流子收集等优点。目前实现选择性发射极电池的主要方法有掩膜二次扩散和一次重扩散后利用掩膜保护重扩散区进行化学腐蚀形成轻掺杂区。但是这两种方法工艺相对复杂，成本较高。
技术实现思路
技术目的针对上述现有技术存在的问题和不足，本技术的目的是提供工艺简单、成本较低的太阳能电池的选择性发射极结构及其制备方法。技术方案为实现上述技术目的，本技术采用的第一种技术方案为一种太阳能电池的选择性发射极结构，包括η型晶体硅衬底，上表面分布有间断的轻掺杂区，所述轻掺杂区的间断处设有P++重掺杂区。进一步地，所述衬底的厚度为160微米至220微米。本技术采用的第二种技术方案为一种太阳能电池的选择性发射极结构的制备方法，包括如下步骤(I)提供η型晶体硅片作为半导体衬底；(2)在半导体衬底表面在900至1100°C的环境下重扩散形成p++重掺杂区(又称重掺杂发射极)；(3)在P++重掺杂区上形成掩膜阻隔层；(4)利用等离子体干法刻蚀P++重掺杂区，在掩膜阻隔层以外的区域形成轻掺杂区(又称浅发射极)。进一步地，所述半导体衬底的电阻率为O. 5至15 Ω ·αιι，衬底的厚度为160微米至220微米。进一步地，所述步骤(2)中，以液态BBr3S原料扩散形成ρ++重掺杂区，该ρ++重掺杂区的方块电阻为20至60ohm/ 口。进一步地，所述步骤(2)中，还包括在常温下用重量百分比1%至10%的氢氟酸清洗P++重掺杂区O. 5至lOmin，去除p++重掺杂区表面的硼硅玻璃。进一步地，所述步骤(3)中，使用喷墨印刷抗蚀剂作为掩膜阻隔层，然后烘干。更进一步地，烘干温度为100至350°C，烘干后的掩膜阻隔层的高度为5至20um，宽度为100至 500um。进一步地，所述轻掺杂区的方块电阻为60至150ohm/ 口。进一步地，所述步骤(4)中，还包括先去除掩膜阻隔层，再清洗等离子体干法刻蚀后在硅片表面形成的残留物。有益效果本技术采用一步扩散工艺，相对二次扩散工艺流程更简单，并避免二次高温造成的损伤；采用抗蚀剂作为掩膜阻隔层，通过等离子体选择性的刻蚀在没有掩膜阻隔层的区域形成轻掺杂区，和化学湿法刻蚀相比，工艺更加稳定，易控制，腐蚀更均匀；等离子体干法刻蚀减少了环境污染，降低了废液处理的成本。附图说明图I为η型晶体硅片作为半导体衬底的结构示意图；图2为形成ρ++重掺杂区的结构示意图；图3为形成掩膜阻隔层的结构示意图；图4为形成轻掺杂区的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例，进一步阐明本技术，应理解这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围，在阅读了本技术之后，本领域技术人员对本技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图I所示，提供η型多晶硅片为半导体衬底1，电阻率为O. 5^15 Ω cm。衬底的厚度190 ±30微米。如图2所示，在多晶硅衬底I表面之上，以液态BBr3S原料在1000± 100°C的高温下重扩散形成P++重掺杂区2, P++重掺杂区的方块电阻宜控制在2(T60ohm/ □,然后常温下用重量百分比1%至10%的HF，清洗时间为O. 5 lOmin，去除ρ++重掺杂区表面的硼硅玻3 ο如图3所示，在ρ++重掺杂区2上使用喷墨印刷AZ4620抗蚀剂作为掩膜阻隔层3，在P++重掺杂区表面形成电极栅线区，以100-350°C烘干后掩膜阻隔层的高度5-20um，宽度100_500umo如图4所示，使用等离子体干法刻蚀，在掩膜阻隔层3以外的区域，形成轻掺杂区4，刻蚀气体包括但不限于SF6和O2的混合气体，例如CF4和O2或NF3和O2等亦可，以SF6和O2的混合气体为例，SF6气体流量200-3000sccm，O2气体流量20-1000sccm，压强10_80pa，功率3-20kw，刻蚀时间10-300S，刻蚀后的浅发射极方块电阻宜控制在6(Tl50ohm/ □，量测49点方块电阻值的方差可以控制在10以内，比化学腐蚀形成的方块电阻均匀性好，进一步提高了效率。之后先用嘧啶酮化合物剥离液将抗蚀剂去除，然后使用重量百分比1%至10%的HF去除等离子刻蚀后在硅片表面形成的残留物，后者的时间为5 20分钟。权利要求1.一种太阳能电池的选择性发射极结构，包括η型晶体硅衬底，上表面分布有间断的轻掺杂区，所述轻掺杂区的间断处设有P++重掺杂区。2.根据权利要求I所述太阳能电池的选择性发射极结构，其特征在于所述衬底的厚度为160微米至220微米。专利摘要本技术公开了一种太阳能电池的选择性发射极结构，包括n型晶体硅衬底，上表面分布有间断的轻掺杂区，所述轻掺杂区的间断处设有P++重掺杂区。本技术工艺简单、成本较低。文档编号H01L31/0224GK202749378SQ201220324559公开日2013年2月20日 申请日期2012年7月5日 优先权日2012年7月5日专利技术者陈同银, 马杰华, 邢国强 申请人:合肥海润光伏科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池的选择性发射极结构，包括n型晶体硅衬底，上表面分布有间断的轻掺杂区，所述轻掺杂区的间断处设有p++重掺杂区。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈同银，马杰华，邢国强，
申请(专利权)人：合肥海润光伏科技有限公司，
类型：实用新型
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