CN101740659A - 埋栅太阳能电池的制造方法 - Google Patents

埋栅太阳能电池的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101740659A
CN101740659A CN200810225928A CN200810225928A CN101740659A CN 101740659 A CN101740659 A CN 101740659A CN 200810225928 A CN200810225928 A CN 200810225928A CN 200810225928 A CN200810225928 A CN 200810225928A CN 101740659 A CN101740659 A CN 101740659A
Authority
CN
China
Prior art keywords
buried
solar battery
contact solar
manufacture method
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200810225928A
Other languages
English (en)
Inventor
肖青平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing NMC Co Ltd
Beijing North Microelectronics Co Ltd
Original Assignee
Beijing North Microelectronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing North Microelectronics Co Ltd filed Critical Beijing North Microelectronics Co Ltd
Priority to CN200810225928A priority Critical patent/CN101740659A/zh
Publication of CN101740659A publication Critical patent/CN101740659A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种埋栅太阳能电池的制造方法，采用化学腐蚀的方法形成沉积埋栅电极所需要的沟槽；通过在沟槽内填充包括Ag、掺杂源和玻璃料的自掺杂浆料，并加热到845℃以上，进行烧结，浆料中的玻璃料可以烧透SiN减反射层，使浆料直接与下层Si接触，在界面处Ag使Si溶化为液体，当温度降低时，一方面部分Si溶入Ag中形成Ag-Si接触，降低了接触电阻；另一方面Si重新晶化，使掺杂源扩散进入Si晶格中，形成重掺杂深扩散区，制成埋栅电极，简化了生产工艺，降低了生产成本。

Description

埋栅太阳能电池的制造方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池制造技术，尤其涉及一种埋栅太阳能电池的制造方法。
背景技术
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。
如图1所示，现有技术中，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。
如图2所示，现有技术中，埋栅太阳能电池采用埋栅结构，并在电极栅线6下及其附近形成重掺杂深扩散区7。埋栅电极的遮光损失减小，且选择性发射极结构能提高电池转换效率，是一种高效太阳能电池。
现有技术中，埋栅太阳电池的制造工艺如下：
去除硅片切割损伤、清洗——浅掺杂磷扩散——HF(氟化氢)清洗——高质量SiO2沉积——沉积SiN减反射膜——激光刻槽——用KOH溶液清洗激光刻出的槽——槽内进行浓磷扩散，实现重掺杂——沉积Al背电极——退火形成背电场——通过electrolessplating(化学镀)在槽内沉积Ni(镍)薄层——Ni层烧结——通过electroless plating在槽内沉积Cu或者Ag，填满沟槽——烧结。
上述现有技术至少存在以下缺点：
在形成重掺杂深扩散区7时，需进行多次扩散；且在槽内填充金属电极时需要多次化学镀膜和烧结，工艺比较复杂，造成时间和成本的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低的埋栅太阳能电池的制造方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的埋栅太阳能电池的制造方法，包括步骤：
A、在基片正面形成用于制作埋栅电极的沟槽；
B、在所述基片正面沉积减反射层；
C、在所述沟槽内填充自掺杂浆料，所述自掺杂浆料包括颗粒形态的Ag、液体形态的掺杂源和玻璃料；
D、将步骤C之后的基片进行加热烧结，形成所述埋栅电极。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的埋栅太阳能电池的制造方法，由于通过在沟槽内填充包括Ag、掺杂源和玻璃料的自掺杂浆料，并进行加热烧结，浆料中的玻璃料可以烧透减反射层，使浆料直接与下层Si接触，在界面处Ag使Si溶化为液体，当温度降低时，一方面部分Si溶入Ag中形成Ag-Si接触，降低了接触电阻；另一方面Si重新晶化，使掺杂源扩散进入Si晶格中，形成重掺杂深扩散区，制成埋栅电极，工艺简单、成本低。
附图说明
图1为现有技术中传统的太阳能电池的结构示意图；
图2为现有技术中埋栅太阳能电池的结构示意图；
图3为本发明的埋栅太阳能电池的制造方法的具体实施例的工艺流程图。
具体实施方式
本发明的埋栅太阳能电池的制造方法，其较佳的具体实施方式是，包括步骤：
步骤A、在基片正面形成用于制作埋栅电极的沟槽，基片可以是P型硅片，也可以是N型硅片，可以是单晶硅，也可以是多晶硅；
步骤B、在基片正面沉积减反射层，减反射层可以是SiN，也可以是其它的物质；
步骤C、在沟槽内填充自掺杂浆料，自掺杂浆料包括颗粒形态的Ag、液体形态的掺杂源和玻璃料。其中，当基片为P型硅片时，掺杂源为N型掺杂源；当基片为N型硅片，掺杂源为P型掺杂源，其中的N型掺杂源可以是P、As、Sb等一种或多种物质，也可以选用其它的物质；
步骤D、将步骤C之后的基片进行加热烧结，形成埋栅电极。加热烧结的温度可以为845℃或845℃以上，也可以选用其它的温度。
上述的步骤C中，在沟槽内填充自掺杂浆料的方法可以通过丝网印刷、压印、沉积等一种或多种方法，也可以选用其它的方法。
在上述的步骤A形成沟槽之前或形成沟槽之后，还包括在基片正面进行浅掺杂。当基片为P型硅片时，浅掺杂为N型浅掺杂；当基片为N型硅片时，浅掺杂为P型浅掺杂。其中的N型浅掺杂包括：将基片放入扩散炉中，通入POCl3气体源，对基片正面进行浅掺杂扩散，扩散的方块电阻值可以为60～100Ω/□。
上述的步骤A中，形成沟槽的过程可以包括步骤：
步骤A1、在基片的正、背两面以及侧面生长一层SiO2薄膜，SiO2薄膜的厚度可以为0.7～1um，也可以选用其它的厚度。
步骤A2、在基片的正面的SiO2薄膜上，通过丝网印刷工艺印刷腐蚀剂浆料，将埋栅电极欲形成位置对应的SiO2薄膜去掉，腐蚀剂浆料可以包括浓度为10～27％的氟化氢铵，也可以选用其它的腐蚀剂；
步骤A3、将步骤A2之后的基片浸入腐蚀溶液中，将没有SiO2薄膜保护的部分基片腐蚀掉，形成沟槽。腐蚀溶液可以包括KOH、异丙醇和水等，腐蚀温度为80～90℃。也可以选用其它的腐蚀溶液和腐蚀温度。
之后，再将SiO2薄膜去掉，形成需要的沟槽。
具体实施例一，如图3所示，包括步骤：
步骤1、去除硅片损伤，清洗
选用P型单晶硅片为基体材料，采用质量分数为2％～15％，温度在60℃～90℃之间的NaOH溶液清洗硅片，去除硅片表面损伤。
步骤2、硅片表面进行浅掺杂磷扩散，形成N型浅掺杂层
将经步骤1处理后的硅片放入常规扩散炉中，通入POCl3气体源，对硅片正面进行浅掺杂扩散，扩散方块电阻值控制在60～100Ω/□。
步骤3、HF清洗
将扩散后的硅片用质量分数为2～20％的HF溶液进行清洗，去除磷硅玻璃。
步骤4、热氧化生长SiO2薄膜
将硅片放入热氧化炉中，在硅片正背两面以及侧面生长一层SiO2薄膜氧化层，氧化层厚度在0.7～1um之间。
步骤5、印刷腐蚀剂浆料
在硅片正表面氧化层上，通过丝网印刷工艺印刷腐蚀剂浆料，经过一段时间后，氧化层被腐蚀，在表面形成图形，图形对应于埋栅电极欲形成位置，腐蚀剂的主要成分可为浓度在10～27％之间的氟化氢铵。
步骤6、化学腐蚀，形成沟槽
将经步骤5处理后的硅片浸入腐蚀溶液中，将没有SiO2层保护的部分Si腐蚀掉，形成沟槽。本步骤中，腐蚀溶液的成分和腐蚀条件对沟槽的形貌有很大的影响，通过优化腐蚀溶液的成分，可以将Si/SiO2的腐蚀选择比控制在94∶1以上，从而在SiO2薄膜的作用下，在欲形成电极区域刻出深度可达60um的沟槽。腐蚀溶液主要成分为KOH、异丙醇和水，腐蚀温度为85℃，腐蚀时间根据欲形成的沟槽深度和已知的腐蚀速度进行计算。
步骤7、HF清洗
将已经形成沟槽的硅片用浓度为2～20％的HF溶液清洗，去除在步骤6中已经被腐蚀掉一部分的SiO2层。
步骤8、沉积SiN减反射膜
在硅片正面沉积SiN减反射膜，厚度为70～80nm，此时，沟槽底部和侧壁也会沉积上一层SiN膜。
步骤9、槽内填充自掺杂浆料
将自掺杂浆料填充到已经形成的沟槽内，填充手段可以是丝网印刷，压印或者其它沉积手段；自掺杂浆料主要成分为颗粒形态的Ag，液体形态的N型掺杂源(如P、As、Sb，优选为P)和玻璃料(frit)，与其它如粘合剂和溶剂一起形成可印刷的浆料。
步骤10、烧结形成自掺杂电极
将硅片加热或者退火，浆料中的玻璃料可以烧透SiN层，使浆料直接与下层Si接触，当温度达到845℃(Ag-Si的熔点温度)以上时，在界面处Ag使Si溶化为液体，当温度降低时，一方面部分Si溶入Ag中形成Ag-Si接触，降低了接触电阻；一方面Si重新晶化，使P得以扩散进入Si晶格中，实现N型掺杂，形成选择性发射极结构。
步骤11、沉积Al背电极
可以采用背面蒸铝或者丝网印刷工艺在硅片背面沉积Al背电极。
步骤12、烧结形成背电场
硅片放入烧结炉中，形成Al-Si欧姆接触和Al掺杂的背电场。
上述工艺流程中，步骤11和12也可以放在步骤8之后，最终结果一样。
具体实施例二：
将上述具体实施例一中的浅掺杂扩散步骤放在沟槽形成步骤之后，即将步骤2和3放在步骤7之后。
这样的好处是：具体实施例一中，在形成沟槽之后，沟槽侧壁和底部为基体材料；而本实施例中，在沟槽形成之后，沟槽侧壁和底部为浅掺杂扩散层，从而使沟槽的重掺杂更加容易实现。
本发明采用化学腐蚀的方法形成沉积埋栅电极所需要的沟槽，较现有技术所采用的激光刻槽技术而言，成本低廉；采用烧结自掺杂浆料的方法同时实现了沟槽内的重掺杂和发射极电极的形成，相比现有技术中既需要浓磷扩散步骤实现重掺杂，又需要多步化学镀层和烧结步骤形成电极的情况而言，简化了生产工艺，降低了生产成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种埋栅太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括步骤：
A、在基片正面形成用于制作埋栅电极的沟槽；
B、在所述基片正面沉积减反射层；
C、在所述沟槽内填充自掺杂浆料，所述自掺杂浆料包括颗粒形态的Ag、液体形态的掺杂源和玻璃料；
D、将步骤C之后的基片进行加热烧结，形成所述埋栅电极。
2.根据权利要求1所述的埋栅太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述基片为P型硅片，所述掺杂源为N型掺杂源；或者，所述基片为N型硅片，所述掺杂源为P型掺杂源。
3.根据权利要求2所述的埋栅太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述N型掺杂源包括以下至少一种物质：P、As、Sb。
4.根据权利要求1所述的埋栅太阳能电池的制造方法，其特征在于，在所述沟槽内填充自掺杂浆料的方法包括以下至少一种方法：丝网印刷、压印、沉积。
5.根据权利要求1所述的埋栅太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述加热烧结的温度为845℃或845℃以上。
6.根据权利要求1所述的埋栅太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述步骤A之前或之后还包括：在所述基片正面进行浅掺杂；所述基片为P型硅片，所述浅掺杂为N型浅掺杂；或者，所述基片为N型硅片，所述浅掺杂为P型浅掺杂。
7.根据权利要求6所述的埋栅太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述N型浅掺杂包括：将所述基片放入扩散炉中，通入POCl3气体源，对所述基片正面进行浅掺杂扩散，扩散的方块电阻值为60～100Ω/□。
8.根据权利要求1所述的埋栅太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述步骤A包括步骤：
A1、在所述基片的正、背两面以及侧面生长一层SiO2薄膜；
A2、在所述基片的正面的SiO2薄膜上，通过丝网印刷工艺印刷腐蚀剂浆料，将所述埋栅电极欲形成位置对应的SiO2薄膜去掉；
A3、将步骤A2之后的基片浸入腐蚀溶液中，将没有SiO2薄膜保护的部分基片腐蚀掉；
之后，将所述SiO2薄膜去掉，形成所述沟槽。
9.根据权利要求8所述的埋栅太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述SiO2薄膜的厚度为0.7～1um。
10.根据权利要求8所述的埋栅太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述腐蚀剂浆料包括浓度为10～27％的氟化氢铵。
11.根据权利要求8所述的埋栅太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述腐蚀溶液包括KOH、异丙醇和水，腐蚀温度为80～90℃。
CN200810225928A 2008-11-06 2008-11-06 埋栅太阳能电池的制造方法 Pending CN101740659A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200810225928A CN101740659A (zh) 2008-11-06 2008-11-06 埋栅太阳能电池的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200810225928A CN101740659A (zh) 2008-11-06 2008-11-06 埋栅太阳能电池的制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101740659A true CN101740659A (zh) 2010-06-16

Family

ID=42463807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200810225928A Pending CN101740659A (zh) 2008-11-06 2008-11-06 埋栅太阳能电池的制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101740659A (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101872808A (zh) * 2010-06-04 2010-10-27 珈伟太阳能(武汉)有限公司 一种晶硅太阳能电池选择性发射极的制作方法
CN102157626A (zh) * 2011-03-22 2011-08-17 上海采日光伏技术有限公司 一种降低太阳能电池发射极和埋栅电极间接触电阻的方法
CN102468123A (zh) * 2010-11-04 2012-05-23 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种利用NiAl合金外延生长NiSiGe材料的方法
CN102593232A (zh) * 2012-03-19 2012-07-18 厦门大学 一种横向结构的pn太阳能电池及其制备方法
CN102751378A (zh) * 2012-06-20 2012-10-24 常州天合光能有限公司 一种选择性扩散的实现方式
CN102983212A (zh) * 2012-11-06 2013-03-20 华南师范大学 晶体硅太阳能电池纳米透明埋栅电极的制备方法
CN102983221A (zh) * 2012-12-04 2013-03-20 英利能源（中国）有限公司 选择性发射极晶体硅太阳能电池的制作方法
CN103700716A (zh) * 2013-12-31 2014-04-02 秦广飞 一种晶硅太阳能电池新型正面电极
CN104009118A (zh) * 2014-05-22 2014-08-27 奥特斯维能源（太仓）有限公司 一种高效n型晶体硅刻槽埋栅电池的制备方法
CN104393092A (zh) * 2014-11-26 2015-03-04 京东方科技集团股份有限公司 光电二极管及其制备方法、x射线探测器基板及其制备方法
CN105190905A (zh) * 2013-05-08 2015-12-23 西玛耐诺技术以色列有限公司 制造具有背面钝化层的光伏电池的方法
CN105633218A (zh) * 2016-03-25 2016-06-01 无锡尚德太阳能电力有限公司 晶体硅刻槽埋栅电池的钝化接触电极结构及其制备方法
CN111430472A (zh) * 2020-03-26 2020-07-17 南通大学 一种用于刻蚀太阳能电池钝化层的浆料及其制备与应用

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101872808A (zh) * 2010-06-04 2010-10-27 珈伟太阳能(武汉)有限公司 一种晶硅太阳能电池选择性发射极的制作方法
CN102468123A (zh) * 2010-11-04 2012-05-23 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种利用NiAl合金外延生长NiSiGe材料的方法
CN102157626A (zh) * 2011-03-22 2011-08-17 上海采日光伏技术有限公司 一种降低太阳能电池发射极和埋栅电极间接触电阻的方法
CN102157626B (zh) * 2011-03-22 2013-02-13 上海采日光伏技术有限公司 一种降低太阳能电池发射极和埋栅电极间接触电阻的方法
CN102593232B (zh) * 2012-03-19 2014-09-03 厦门大学 一种横向结构的pn太阳能电池及其制备方法
CN102593232A (zh) * 2012-03-19 2012-07-18 厦门大学 一种横向结构的pn太阳能电池及其制备方法
CN102751378A (zh) * 2012-06-20 2012-10-24 常州天合光能有限公司 一种选择性扩散的实现方式
CN102983212A (zh) * 2012-11-06 2013-03-20 华南师范大学 晶体硅太阳能电池纳米透明埋栅电极的制备方法
CN102983221A (zh) * 2012-12-04 2013-03-20 英利能源（中国）有限公司 选择性发射极晶体硅太阳能电池的制作方法
CN105190905A (zh) * 2013-05-08 2015-12-23 西玛耐诺技术以色列有限公司 制造具有背面钝化层的光伏电池的方法
CN103700716A (zh) * 2013-12-31 2014-04-02 秦广飞 一种晶硅太阳能电池新型正面电极
CN103700716B (zh) * 2013-12-31 2016-12-07 山东宇太光电科技有限公司 一种晶硅太阳能电池新型正面电极
CN104009118A (zh) * 2014-05-22 2014-08-27 奥特斯维能源（太仓）有限公司 一种高效n型晶体硅刻槽埋栅电池的制备方法
CN104009118B (zh) * 2014-05-22 2016-08-17 奥特斯维能源（太仓）有限公司 一种高效n型晶体硅刻槽埋栅电池的制备方法
CN104393092A (zh) * 2014-11-26 2015-03-04 京东方科技集团股份有限公司 光电二极管及其制备方法、x射线探测器基板及其制备方法
US9570645B2 (en) 2014-11-26 2017-02-14 Boe Technology Group Co., Ltd. Photodiode and method of manufacturing the same, and X-ray detector and method of manufacturing the same
CN105633218A (zh) * 2016-03-25 2016-06-01 无锡尚德太阳能电力有限公司 晶体硅刻槽埋栅电池的钝化接触电极结构及其制备方法
CN105633218B (zh) * 2016-03-25 2017-08-08 无锡尚德太阳能电力有限公司 晶体硅刻槽埋栅电池的钝化接触电极结构及其制备方法
CN111430472A (zh) * 2020-03-26 2020-07-17 南通大学 一种用于刻蚀太阳能电池钝化层的浆料及其制备与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101740659A (zh) 埋栅太阳能电池的制造方法
CN109244194B (zh) 一种低成本p型全背电极晶硅太阳电池的制备方法
JP4335668B2 (ja) 太陽電池の製造方法
TWI523251B (zh) 具有原位表面鈍化之離子植入選擇性射極太陽能電池
US7335555B2 (en) Buried-contact solar cells with self-doping contacts
CN101331614B (zh) 背接触式光伏电池
CN103996746B (zh) 一种可量产的perl晶体硅太阳电池的制作方法
JP2010521824A (ja) 太陽電池
CN114678446A (zh) 一种低成本接触钝化全背电极太阳能电池及其制备方法
KR20130052627A (ko) 선택적 전면 필드를 구비한 후면 접합 태양전지
CN105826409B (zh) 一种局部背场n型太阳能电池的制备方法
CN102498577A (zh) 用于降低太阳能电池中表面复合的阈值调整注入
CN103477450A (zh) 在太阳能电池基板中形成p-n结的方法
CN115513308A (zh) 背接触太阳能电池及其制备方法
JP2016139762A (ja) 太陽電池素子の製造方法
CN105826408B (zh) 局部背表面场n型太阳能电池及制备方法和组件、系统
CN106133922A (zh) 太阳能电池的制造方法以及太阳能电池
CN103077984A (zh) 一种n型硅衬底的双pin结双面太阳能电池
US20170012149A1 (en) High efficiency single crystal silicon solar cell with epitaxially deposited silicon layers with deep junction(s)
US11996494B2 (en) Low-cost passivated contact full-back electrode solar cell and preparation method thereof
WO2011048656A1 (ja) 基板の粗面化方法、光起電力装置の製造方法
CN201796899U (zh) 一种单深结密栅线结构太阳电池
CN103066210B (zh) 一种p型硅加有机晶体双面异质结太阳能电池片
US11742438B2 (en) Solar cell and solar cell module
CN102013439B (zh) 一种单深结密栅线结构太阳电池及其制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20100616