CN102339902A - 掩膜扩散法制备p型太阳能电池的方法及其结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光伏电池制造技术领域，特别是一种掩膜扩散法制备P型太阳能电池的方法及其结构。以p型直拉单晶硅为基体，正面通过磷扩散制备P-N结，在正面沉积致密的SiNx薄膜作为背面硼扩散的掩膜，此掩膜在硼扩散完成后并不会完全去除，要保留60-100nm作为正面减反膜，硅片的背面通过硼扩散制备背面场，背面场上覆盖有钝化膜和/或减反膜，硅片的正面和背面设置电极。本发明的有益效果是：与现有工艺方法相比，工艺过程简单，容易控制，成本低，光电转换效率高。

Description

掩膜扩散法制备P型太阳能电池的方法及其结构
技术领域
本发明涉及光伏电池制造技术领域，特别是一种掩膜扩散法制备P型太阳能电池的方法及其结构。
背景技术
目前，世界各大太阳能公司生产的晶体硅太阳能能电池都是P-型硅基体，为了进一步提高太阳能电池效率并降低成本，业内广泛采用SE(选择性发射结)以及背钝化来制备高效电池，但是这两种技术对设备要求高，设备投资也大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种工艺简单，成本较低，比较适合大规模生产的P型硅太阳能电池工艺方法。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种掩膜扩散法制备P型太阳能电池的方法，以p型直拉单晶硅为基体，正面通过磷扩散制备P-N结，在正面沉积致密的SiNx薄膜作为背面硼扩散的掩膜，此掩膜在硼扩散完成后并不会完全去除，要保留60-100nm作为正面减反膜，硅片的背面通过硼扩散制备背面场。
掩膜在沉积完成后要经过高温烧结。
具有如下步骤：
a)p型直拉单晶硅表面制绒；
b)磷扩散源制备p-n结，方块电阻为20-150ohm/Sq；
c)腐蚀性酸或碱溶液或激光或腐蚀性浆料刻蚀掉背面的n+扩散层；
d)HF酸去PSG；
e)在正面沉积致密的SiNx薄膜，并经过高温烧结，厚度为150-400nm；
f)硼扩散制备硼背场，方块电阻为20-100ohm/Sq；
g)等离子体刻蚀去除边缘P-N结；
h)HF酸清洗去除BSG，及部分SiNx薄膜，保留60-90nm SiNx薄膜作为正面减反膜及钝化膜；
i)背面沉积20-150nm的Al2O3薄膜，或背面沉积20-150nm的Al2O3薄膜后再沉积30-100nm SiNx或SiO2薄膜形成叠层膜结构；
j)制作正面、背面电极。
一种掩膜扩散法制备的P型太阳能电池的结构，以P型直拉单晶硅为基体，硅片的正面是覆盖有SiNx薄膜的磷扩散制备的N型发射极，背面是硼扩散制备的背面场，背面场上覆盖有钝化膜和/或减反膜，硅片的正面和背面设置电极。
本发明的有益效果是：与现有工艺方法相比，工艺过程简单，容易控制，成本低，光电转换效率高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1是本发明的结构示意图；
图中，1.SiNx薄膜，2.N型发射极，3.背面场，4.电极，5.Al2O3薄膜。
具体实施方式
一种掩膜扩散法制备P型太阳能电池的方法，以p型直拉单晶硅为基体，正面通过磷扩散制备P-N结，在正面沉积致密的SiNx薄膜作为背面硼扩散的掩膜，此掩膜在硼扩散完成后并不会完全去除，要保留60-100nm作为正面减反膜，硅片的背面通过硼扩散制备背面场，背面场沉积20-150nm的Al2O3薄膜，Al2O3薄膜上再沉积30-100nm SiNx薄膜或SiO2薄膜形成叠层膜结构，硅片的正面和背面设置电极。
具有如下步骤：
a)p型直拉单晶硅表面制绒；
b)磷扩散源制备p-n结，方块电阻为20-150ohm/Sq；
c)腐蚀性酸或碱溶液或激光或腐蚀性浆料刻蚀掉背面的n+扩散层；
d)HF酸去PSG；
e)在正面沉积致密的SiNx薄膜，并经过高温烧结，厚度为150-400nm；
f)硼扩散制备硼背场，方块电阻为20-100ohm/Sq；
g)等离子体刻蚀去除边缘P-N结；
h)HF酸清洗去除BSG，及部分SiNx薄膜，保留60-90nm SiNx薄膜作为正面减反膜及钝化膜；
i)背面沉积20-150nm的Al2O3薄膜，或背面沉积20-150nm的Al2O3薄膜后再沉积30-100nm SiNx或SiO2薄膜形成叠层膜结构；
j)制作正面、背面电极。
实施例1：
a)选择p型直拉单晶硅片，晶面(100)，掺杂浓度1Ωcm；
b)硅片经过常规的表面清洗及正金字塔表面织构化处理；
c)磷扩散源制备p-n结，方块电阻70ohm/Sq；
d)腐蚀性酸或碱溶液或激光或腐蚀性浆料刻蚀掉背面的n+扩散层；
e)5％HF酸去PSG；
f)正面用PECVD沉积300nm SiN薄膜，并经过高温烧结使其更加致密；
g)BBr3液态硼扩散源制备P-型背面场，方块电阻为30ohm/Sq；
h)HF酸去BSG，及部分SiN掩膜层，最终SiNx薄膜厚度为80nm；
i)背面PECVD沉积40nmAl2O3薄膜；
j)背面沉积50nm SiN钝化膜；
k)正面印刷银浆；
l)烘干；
m)背面印刷银铝浆；
n)烧结；
o)测试。
如图1所示，一种掩膜扩散法制备的P型太阳能电池的结构，以P型直拉单晶硅为基体，硅片的正面是覆盖有SiNx薄膜1的磷扩散制备的N型发射极2，背面是硼扩散制备的背面场3，背面场3沉积20-150nm的Al2O3薄膜5，Al2O3薄膜5上再沉积30-100nm SiNx薄膜1或SiO2薄膜形成叠层膜结构，硅片的正面和背面设置电极4。

Claims (4)

1.一种掩膜扩散法制备P型太阳能电池的方法，其特征是：以p型直拉单晶硅为基体，正面通过磷扩散制备P-N结，在正面沉积致密的SiNx薄膜作为背面硼扩散的掩膜，此掩膜在硼扩散完成后并不会完全去除，要保留60-100nm作为正面减反膜，硅片的背面通过硼扩散制备背面场。
2.根据权利要求1所述的掩膜扩散法制备P型太阳能电池的方法，其特征是：掩膜在沉积完成后要经过高温烧结。
3.根据权利要求1或2所述的掩膜扩散法制备P型太阳能电池的方法，其特征是：
具有如下步骤：
a)p型直拉单晶硅表面制绒；
b)磷扩散源制备p-n结，方块电阻为20-150ohm/Sq；
c)腐蚀性酸或碱溶液或激光或腐蚀性浆料刻蚀掉背面的n+扩散层；
d)HF酸去PSG；
e)在正面沉积致密的SiNx薄膜，并经过高温烧结，厚度为150-400nm；
f)硼扩散制备硼背场，方块电阻为20-100ohm/Sq；
g)等离子体刻蚀去除边缘P-N结；
h)HF酸清洗去除BSG，及部分SiNx薄膜，保留60-90nm SiNx薄膜作为正面减反膜及钝化膜；
i)背面沉积20-150nm的Al2O3薄膜，或背面沉积20-150nm的Al2O3薄膜后再沉积30-100nm SiNx或SiO2薄膜形成叠层膜结构；
j)制作正面、背面电极。
4.一种掩膜扩散法制备的P型太阳能电池的结构，其特征是：以P型直拉单晶硅为基体，硅片的正面是覆盖有SiNx薄膜(1)的磷扩散制备的N型发射极(2)，背面是硼扩散制备的背面场(3)，背面场(3)上覆盖有钝化膜和/或减反膜，硅片的正面和背面设置电极(4)。
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