CN101908575B - 制造太阳能电池的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制造太阳能电池的方法，该方法包括：对P型多晶硅晶片喷沙后，进行预清洗；对该晶片的衬底进行N型掺杂物的重掺杂；在该晶片的衬底表面，沉积多晶硅层；进行快速退火处理；对该晶片边缘绝缘处理后，采用氢氟酸刻蚀去磷玻璃。本发明提供的方法降低了太阳能电池的光反射率，从而提高所制造的太阳能电池的光吸收率，提高所制造的太阳能电池的工作性能。

Description

制造太阳能电池的方法
技术领域
本发明涉及半导体器件领域，特别涉及一种制造太阳能电池的方法。
背景技术
随着半导体技术的发展，可以采用半导体来制造太阳能电池。在制造太阳能电池时，采用湿法刻蚀的方式对具有平面结构的P型多晶硅晶片，使其表面粗糙；其次在采用离子扩散的方法在该晶片的衬底上形成PN结；再次采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)的方法或现有的其他沉积方法在该晶片表面形成抗反射层，以进一步提高最终得到的太阳能电池的表面反射率；最后，该晶片的底层通过丝网印刷技术，将接触的银和铝制造在该晶片的底层，进行高温烧结，作为为外连器件提供电能的通孔，最终制造得到太阳能电池。
具体地，目前制造太阳能电池的方法流程图如图1所示，其步骤为：
步骤101、对P型多晶硅晶片进行喷沙，使其表面粗糙；
步骤102、对经过喷沙的P型多晶硅晶片预清洗，使该晶片表面没有颗粒残留；
步骤103、采用湿法刻蚀该晶片衬底表面，使其表面进一步粗糙；
在本步骤中，可以采用酸或碱进行湿法刻蚀；
步骤104、对该晶片进行RCA清洗并低温干燥；
步骤105、采用离子扩散的方法在该晶片的衬底上进行重掺杂，形成N型硅区；
在该步骤中，先将N型掺杂物对该晶片的衬底进行重掺杂，然后得到N型硅区，与P型多晶硅形成PN结，用于吸收光能后导电；
步骤106、对该晶片进行边缘绝缘处理后，采用氢氟酸刻蚀去磷玻璃；
在本步骤中，对该晶片进行边缘绝缘处理就是采用磷玻璃进行，进行后，需要去除未反应的磷玻璃；
步骤107、采用PECVD形成抗反射层；
在本步骤中，形成抗反射层的目的是为了提高最终得到的太阳能电池的表面反射率；
步骤108、采用丝网印刷机对该晶片的底部上银浆后，低温烘干；
步骤109、采用丝网印刷机对该晶片的底部上铝浆后，低温烘干；
步骤110、采用丝网印刷机对该晶片的底部上银浆；
步骤111、进行高温烧结，制造成太阳能电池；
在步骤108～110在该晶片底部的相同位置先后上银浆、铝浆及再上银浆，使银和铝接触，形成银-铝-银三层结构后，再在步骤111进行高温烧结，作为为外连器件提供电能的通孔；
步骤112、对制成对太阳能电池进行检验合格后，出厂。
在该步骤中，主要检验的是该太阳能电池对光转换为电能的效率是否达到标准，如果是，就检验合格。
图2为现有技术制造的太阳能电池剖面结构图，在P型多晶硅晶片的衬底中包括形成PN结的P型多晶硅和经过重掺杂形成的N型多晶硅，以及抗反射层，在P型多晶硅晶片的衬底底部包括烧结的由银和铝组成的通孔。其中，P型多晶硅晶片的衬底表面比较粗糙，利于太阳光的吸收。
在采用图1所示的过程制造太阳能电池时，虽然通过湿法刻蚀的方法使晶片表面变粗糙，提高其光吸收率，从而使所制造的太阳能电池的光反射率在16％～17％。但是，所制造的太阳能电池的光反射率仍然很高，从而使所制造的太阳能电池的光吸收率变低，使该太阳能电池的工作性能降低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种制造太阳能电池的方法，该方法能够降低太阳能电池的光反射率，从而提高所制造的太阳能电池的光吸收率，提高所制造的太阳能电池的工作性能。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案具体是这样实现的：
一种制造太阳能电池的方法，该方法包括：
对P型多晶硅晶片喷沙后，进行预清洗；
对该晶片的衬底进行N型掺杂物的重掺杂；
在该晶片的衬底表面，沉积多晶硅层；
进行快速退火处理；
对该晶片边缘绝缘处理后，采用氢氟酸刻蚀去磷玻璃；
采用等离子增强化学气相沉积PECVD形成抗反射层；
采用丝网印刷机对该晶片的底部上银浆后，低温烘干；采用丝网印刷机对该晶片的底部上铝浆后，低温烘干；采用丝网印刷机对该晶片的底部上银浆后，高温烧结。
该方法还包括：
对制成对太阳能电池进行检验合格后，出厂。
所述在该晶片的衬底表面，沉积多晶硅层的过程为：
将该晶片放置在高温炉设备中，在高温炉设备中通入四氢化硅SiH4。
所述沉积多晶硅层采用低压化学气相沉积LPCVD方法。
所述高温炉设备的温度范围在500摄氏度～620摄氏度之间，沉积的多晶硅层厚度为200埃～1000埃。
所述进行快速退火处理为：在高温炉设备中通入氮气，此时高温炉设备的温度为600摄氏度～1000摄氏度。
所述进行快速退火处理使该晶片的衬底中重掺杂的所述N型掺杂物扩散到所述沉积的多晶硅层，使沉积的多晶硅层导电。
所述对该晶片的衬底进行N型掺杂物的重掺杂采用的N型掺杂物为磷玻璃。
由上述技术方案可见，本发明在P型多晶硅晶片衬底的表面上，采用沉积的方式制造粗糙的多晶硅层，由于所制造的多晶硅层的粗糙程度比采用湿法刻蚀P型多晶硅晶片衬底表面后得到的粗糙程度大，且所制造的太阳能电池的光吸收率和所制造的太阳能电池的表面积成正比。因此，和现有技术相比，采用本发明制造的太阳能电池的光吸收率增大。综上，本发明提供的方法降低了太阳能电池的光反射率，从而提高所制造的太阳能电池的光吸收率，提高所制造的太阳能电池的工作性能。
附图说明
图1为现有技术制造太阳能电池的方法流程图；
图2为现有技术制造的太阳能电池剖面结构图；
图3为本发明提供的制造太阳能电池的方法流程图；
图4为本发明制造的太阳能电池剖面结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。
在现有技术中，为了提高所制造的太阳能电池的光吸收率，采用的湿法刻蚀P型多晶硅晶片，使其表面粗糙。这样虽然比不刻蚀P型多晶硅晶片的表面积增大，提高所制造的太阳能电池的光吸收率，但是其提高幅度仍然不理想。
由于所制造的太阳能电池的表面积和光吸收率成正比，光反射率成反比，所以本发明就需要进一步提高所制造的太阳能电池的表面积，也就是说，需要对所制造的太阳能电池的表面进行进一步粗糙处理，使其粗糙程度比采用湿法刻蚀P型多晶硅晶片衬底表面后得到的粗糙程度大，增大所制造的太阳能电池的表面积。因此，本发明在P型多晶硅晶片衬底的表面上，采用沉积的方式制造粗糙的多晶硅层。
具体地说，就是采用高温炉设备在P型多晶硅晶片衬底的表面上沉积多晶硅层，所沉积的多晶硅层是比较粗糙的。采用的方法通常采用低压CVD(LPCVD)。
图3为本发明提供的制造太阳能电池的方法流程图，其步骤为：
步骤301、对P型多晶硅晶片进行喷沙，使其表面粗糙；
步骤302、对经过喷沙的P型多晶硅晶片预清洗，使该晶片表面没有颗粒残留；
步骤303、采用离子注入的方法对该晶片衬底进行高浓度的N型掺杂物掺杂，得到经过N型掺杂物掺杂后的该晶片衬底；
在该步骤中，采用N型的掺杂物对该晶片衬底进行高浓度的掺杂，比如磷玻璃等，在该晶片衬底上形成N型硅区；这里叙述的高浓度的掺杂也就是重掺杂；
在该步骤中，形成的N型硅区，与P型多晶硅形成PN结，用于吸收光能后导电；
步骤304、在经过重掺杂后的该晶片衬底表面，沉积多晶硅层；
在具体沉积时，将该晶片放置在高温炉设备中，在高温炉设备中通入四氢化硅(SiH4)，作为形成多晶硅层的反应气体，高温炉设备的温度范围在500摄氏度～620摄氏度之间，最好在568摄氏度之前，沉积的多晶硅层厚度为200埃～1000埃；
在该步骤中，由于该晶片的衬底表面粗糙，所以在粗糙的该晶片衬底表面采用LPCVD方法沉积多晶硅层时，会进一步扩大表面的粗糙程度；
在该步骤中，也可以采用其他CVD方法沉积多晶硅层；
步骤305、进行快速退火处理；
该步骤为：在高温炉设备中通入氮气，此时高温炉设备的温度为600摄氏度～1000摄氏度；
在该步骤中，进行快速退火处理的原因为：在步骤304沉积多晶硅层后，由于该沉积的多晶硅层没有进行掺杂物的掺杂，所以其无法导电；因此，采用快速退火处理，使在步骤303中掺杂在该晶片衬底的N型掺杂物进行扩散，扩散到沉积的多晶硅层，使沉积的多晶硅层和步骤303中的掺杂N型掺杂物的该晶片衬底一起作为N型硅区，与P型多晶硅形成PN结，吸收光能后导电；
步骤306、对该晶片进行边缘绝缘处理后，采用氢氟酸刻蚀去磷玻璃；
在本步骤中，对该晶片进行边缘绝缘处理就是采用磷玻璃进行，进行后，需要去除未反应的磷玻璃；
步骤307、采用PECVD形成抗反射层；
在本步骤中，形成抗反射层的目的是为了提高最终得到的太阳能电池的表面反射率；
步骤308、采用丝网印刷机对该晶片的底部上银浆后，低温烘干；
步骤309、采用丝网印刷机对该晶片的底部上铝浆后，低温烘干；
步骤310、采用丝网印刷机对该晶片的底部上银浆；
步骤311、进行高温烧结，制造成太阳能电池；
在步骤308～310在该晶片底部的相同位置先后上银浆、铝浆及再上银浆，使银和铝接触，形成银-铝-银三层结构后，再在步骤311进行高温烧结，作为为外连器件提供电能的通孔；
步骤312、对制成对太阳能电池进行检验合格后，出厂。
在该步骤中，主要检验的是该太阳能电池对光转换为电能的效率是否达到标准，如果是，就检验合格。
图4为本发明制造的太阳能电池剖面结构图，在P型多晶硅晶片的衬底表面沉积有多晶硅层，在多晶硅层的衬底中制造形成PN结的P型多晶硅和经过重掺杂形成的N型多晶硅，以及抗反射层，在P型多晶硅晶片的衬底底部包括烧结的由银和铝组成的通孔。其中，P型多晶硅晶片的多晶硅层和现有技术制造的太阳能电池的表面相比，比较粗糙，也就是表面面积更大，更利于太阳光的吸收，提高光吸收率。
经过对采用图3所示的过程所制造的太阳能电池检验得知，所制造的太阳能电池的光反射率在8％～9％，降低了太阳能电池的光反射率，从而提高所制造的太阳能电池的光吸收率，提高所制造的太阳能电池的工作性能。
以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种制造太阳能电池的方法，该方法包括：
对P型多晶硅晶片喷沙后，进行预清洗；
对该晶片的衬底进行N型掺杂物的重掺杂；
在该晶片的衬底表面，沉积多晶硅层，过程为：将该晶片放置在高温炉设备中，在高温炉设备中通入四氢化硅SiH4；
进行快速退火处理；
对该晶片边缘绝缘处理后，采用氢氟酸刻蚀去磷玻璃；
采用等离子增强化学气相沉积PECVD形成抗反射层；
采用丝网印刷机对该晶片的底部上银浆后，低温烘干；采用丝网印刷机对该晶片的底部上铝浆后，低温烘干；采用丝网印刷机对该晶片的底部上银浆后，高温烧结。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
对制成对太阳能电池进行检验合格后，出厂。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沉积多晶硅层采用低压化学气相沉积LPCVD方法。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温炉设备的温度范围在500摄氏度～620摄氏度之间，沉积的多晶硅层厚度为200埃～1000埃。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行快速退火处理为：在高温炉设备中通入氮气，此时高温炉设备的温度为600摄氏度～1000摄氏度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行快速退火处理使该晶片的衬底中重掺杂的所述N型掺杂物扩散到所述沉积的多晶硅层，使沉积的多晶硅层导电。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对该晶片的衬底进行N型掺杂物的重掺杂采用的N型掺杂物为磷玻璃。
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