形成太阳电池掺杂区的方法技术

一种形成太阳电池掺杂区的方法，包括以下步骤:(1)在一半导体基片的表面形成一钝化层;(2)采用离子注入的方法，穿过所述钝化层在所述半导体基片上形成杂质源区;(3)采用激光照射所述杂质源区使其活化以得到太阳电池掺杂区c本发明专利技术采用激光对掺杂区进行活化，由于激光的速度、功率调节方便快捷，口间应速度快，从而可以实现对掺杂浓度、掺杂深度、掺杂区宽度的精确控制，使得工艺条件简化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别涉及一种激光活化离子注入的杂质源形成太阳电池掺杂区或者选择性掺杂区的方法，该方法包括在太阳电池上形成N型掺杂(η++)区或者形成P型掺杂(ρ++)区，属于光伏掺杂
。
技术介绍
由于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，目前世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮，太阳能利用技术得到了快速的发展，其中利用半导体的光生伏特效应将太阳能转变为电能的应用越来越广泛。而太阳电池就是其中最为普遍的被用来将太阳能转换为电能的器件。在实际应用中，一般是以由多个太阳电池串联(以互连条焊接串联连接)而成的电池组件作为基本的应用单元。掺杂是太阳电池制备过程中的基本工艺，是指人为地将所需要的杂质以一定的方式(热扩散、离子注入)掺入到硅片表面薄层，并使其达到规定的数量和符合要求的分布形式。掺杂不仅可以制造ρη结，还可以制造电阻、欧姆接触、互连线等。其中，离子注入是指将杂质电离成离子并聚焦成离子束，在电场中加速而获得极高的动能后，注入到硅片(称为“革巴”)中而实现掺杂质。离子注入到硅片中的杂质源大部分都停留在硅原子的间隙位置处，而处在这个位置上的杂质原子是不会释放出载流子的，也就不会改变半导体的电特性，从而达不到掺杂的目的。离子注入掺杂后必须经过适当的退火处理(又称为活化，annealing)，使得注入的杂质原子与晶格中的硅原子键合而释放出载流子，从而改变导体的电特性，这个过程称为杂质原子的电激活，退火处理也可以减少注入损伤。合适的退火工艺可以将注入杂质激活，将二次缺陷降低到最小。目前在太阳电池领域中，离子注入掺杂剂形成的发射极主要利用高温活化形成，而离子注入形成的选择性发射极需要在重掺杂区域加大注入剂量，然后利用高温活化形成，此活化工艺所需温度一般在900 — 1100°C左右，一般利用快速热处理(RapidThermalProcessing, RTP)与管式退火炉进行。虽然能够满足掺杂要求，但是所需活化工艺温度太高，而且工艺比较复杂，特别是活化的高温工艺会使得硅片的本体少子寿命大幅下降，因此工艺适应性比较差，不适用于硅片质量较差的硅片，特别是目前需求量最大的多晶硅片。另外高温工艺是高能耗工艺，活化成本较高，而且高温活化工艺只能在电池工艺的前端工序中进行，不适用在后端工序中进行，工艺灵活性较小。
技术实现思路
本专利技术提供一种，目的是解决高温活化存在的对硅片质量要求高、工艺复杂以及活化成本高的问题。为达到上述目的，本专利技术采用的第一种技术方案是:一种，包括以下步骤: (1)在一半导体基片的表面形成一钝化层； (2)采用离子注入的方法，穿过所述钝化层在所述半导体基片上形成杂质源区； (3)采用激光照射所述杂质源区使其活化以得到太阳电池掺杂区。在一较佳实施例中，所述钝化层的厚度为IOnm — 500nm。优选的范围为60nm —300nm。在一较佳实施例中，所述激光的发生器为脉冲激光器或者连续波激光器；所述激光的波长范围为从紫外波段到红外波段；所述激光的功率为2W — 10W;所述激光的速度为lmm/s 一 6000mm/s。在一较佳实施例中，所述钝化层也为减反层。在一较佳实施例中，所述钝化层为氮化硅钝化层、二氧化硅钝化层或者三氧化二铝钝化层。为达到上述目的，本专利技术采用的第二种技术方案是:一种，包括以下步骤: (1)采用离子注入的方法，在一半导体基片上形成杂质源区； (2)在所述半导体基片上具有所述杂质源区的那一侧表面形成一钝化层； (3)采用激光照射所述杂质源区使其活化以得到太阳电池掺杂区。在一较佳实施例中，所述钝化层的厚度为IOnm— 500nm。优选的范围为60nm —300nm。在一较佳实施例中，所述激光的发生器为脉冲激光器或者连续波激光器；所述激光的波长范围为从紫外波段到红外波段；所述激光的功率为2W — 10W;所述激光的速度为lmm/s 一 6000mm/s。在一较佳实施例中，所述钝化层也为减反层。在一较佳实施例中，所述钝化层为氮化硅钝化层、二氧化硅钝化层或者三氧化二铝钝化层。上述技术方案中的有关内容解释如下: 1、上述方案中，所述钝化层形成于半导体基片(硅片)的整个表面。但是，所述杂质源区可以形成于半导体基片(硅片)的整个表面(例如在均匀结太阳能电池的制结步骤中，需要在半导体基片的一侧整个表面形成掺杂区)或者局部表面(如在制作选择性发射极太阳电池时，半导体基片表面指的是电极栅线下及其附近形成重掺杂深扩散区)。2、上述方案中，所述半导体基片可以为N型单晶娃片、N型多晶娃片、P型单晶娃片或者P型多晶硅片。3、上述方案中，所述激光发生器可以采用常见的激光器如:氢氟激光(紫外光、波长193纳米)、氛氟激光(紫外光、波长248纳米)、氨氯激光(紫外光、波长308纳米)、氮激光(紫外光、波长337纳米)、氢激光(蓝光、波长488纳米)、氢激光(绿光、波长514纳米)、氦氖激光(绿光、波长543纳米)、氦氖激光(红光、波长633纳米)、罗丹明6G染料(可调光、波长57。一 650纳米)、红宝石(CrA103)红光、波长694纳米)、钱一忆铝石榴石(近红外光、波长1064纳米)以及二氧化碳(远红外光、波长10600纳米)。波长范围可以在20纳米一 10600纳米选择。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点和效果: 1、本专利技术采用激光对掺杂区进行活化，由于激光的速度、功率调节方便快捷，响应速度快，从而可以实现对掺杂浓度、掺杂深度、掺杂区宽度的精确控制，使得工艺条件简化。2、本专利技术可在室温下进行，所需温度低，从而可以适应质量较差的单晶硅片以及普通的多晶硅片。【附图说明】附图1为ρ型硅片离子注入五价元素后示意图； 附图2为ρ型硅片离子注入五价元素后，使用激光对离子注入区特定部位进行照射示意图； 附图3为ρ型硅片离子注入五价元素后，使用激光对离子注入区特定部位进行照射后形成区域性的η++示意图； 附图4为ρ型硅片离子注入三价元素后示意图； 附图5为ρ型硅片离子注入三价元素后，使用激光对离子注入区特定部位进行照射示意图； 附图6为ρ型硅片离子注入三价元素后，使用激光对离子注入区特定部位进行照射后形成区域性的P++示意图； 附图7为ρ型硅片采用离子注入和激光活化工艺在两个表面分别形成区域性的η++和P++示意图。【具体实施方式】下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述: 实施例一: 参见附图1、附图2和附图3所示，一种，以该方法制备选择性发射极太阳电池，具体操作步骤为: ①、选取电阻率在0.5-3} 〃 cm的P型单晶硅片1，在NaOH和异丙醇的混合溶液中，在90°C的温度下，对硅片表面进行绒面腐蚀，得到大小均匀的绒面后，再在稀盐酸和氢氟酸溶液中浸泡5分钟，最后用去离子水漂洗干净后甩干。②、使用常规扩散炉(常规热扩散工艺)，采用三氯氧磷(P0C13)对硅片表面进行磷扩散，扩散时硅片在石英舟上背对背放置，扩散炉恒温区为800-10000C，扩散时间为10-50分钟,扩散后在娃片表面形成一层η型发射结2。③、扩散后娃片表面会形成一层磷娃玻璃(含有五氧化二磷的二氧化娃)，由于其稳定性和光学匹配性不良，将影响电池的性能而必须将其去除，采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成太阳电池掺杂区的方法，其特征在于:包括以下步骤:????(1)在一半导体基片的表面形成一钝化层;????(2)采用离子注入的方法，穿过所述钝化层在所述半导体基片上形成杂质源区;????(3)采用激光照射所述杂质源区使其活化以得到太阳电池掺杂区。

【技术特征摘要】
1.一种形成太阳电池掺杂区的方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)在一半导体基片的表面形成一钝化层； (2)采用离子注入的方法，穿过所述钝化层在所述半导体基片上形成杂质源区； (3)采用激光照射所述杂质源区使其活化以得到太阳电池掺杂区。2.根据权利要求1所述的形成太阳电池掺杂区的方法，其特征在于:所述钝化层的厚度为 IOnm — 500nm。3.根据权利要求1所述的形成太阳电池掺杂区的方法，其特征在于:所述激光的发生器为脉冲激光器或者连续波激光器；所述激光的波长范围为从紫外波段到红外波段；所述激光的功率为2W — 10W;所述激光的速度为lmm/s — 6000mm/s。4.根据权利要求1所述的形成太阳电池掺杂区的方法，其特征在于:所述钝化层也为减反层。5.根据权利要求1所述的形成太阳电池掺杂区的方法，其特征在于:所述钝化层为氮化硅钝化层、二氧化硅钝化层或者三氧化二铝钝化层。6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻翼晃，邱发清，
申请(专利权)人：江西弘宇太阳能热水器有限公司，
类型：发明
国别省市：