CN103280489B - 一种实现选择性发射极的方法 - Google Patents
一种实现选择性发射极的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103280489B CN103280489B CN201310187394.1A CN201310187394A CN103280489B CN 103280489 B CN103280489 B CN 103280489B CN 201310187394 A CN201310187394 A CN 201310187394A CN 103280489 B CN103280489 B CN 103280489B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ion implantation
- baffle plate
- silicon chip
- time
- dosage
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract description 69
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 30
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 19
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 19
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
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
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种实现选择性发射极的方法，包括以下步骤：对硅片整面进行第一次注入；在所述硅片上方设置具有镂空图案的挡板，透过所述挡板对所述硅片进行二次注入。采用本发明的方法，可以显著提高离子注入形成的选择性发射极的质量，进而提高后续工艺中制造的电池的效率以及成品率。
Description
技术领域
本发明涉及选择性发射极太阳能电池制造领域，具体地说，涉及一种实现选择性发射极的方法。
背景技术
太阳电池的发展方向是低成本、高效率，而选择性发射极（SelectiveEmitter）结构是p-n结太阳能电池生产工艺中有希望实现高效率的方法之一。选择性发射极结构有两个特征：（1）在电极栅线下及其附近形成高掺杂深扩散区；（2）在其他区域形成低掺杂浅扩散区。
在现有技术中，选择性发射极可以通过扩散法或者离子注入法进行实现。通过离子注入制结实现选择性发射极结构的主要是通过石墨梳来实现的，如图1所示。在离子注入腔内，硅片放置于承载的平台上面，硅片上面设置有石墨梳（黑色实体的小石墨片体），离子束垂直从石墨梳中穿过，硅片通过在离子束里面上下运动来实现离子注入。
一部分注入到硅片上的离子束会被硅片上方的石墨梳进行阻挡，参考图1，石墨梳上的黑色小石墨片会对离子束进行阻挡，而黑色小石墨片之间的空隙则可以使离子束正常通过。被小石墨片挡住的区域对应选择性发射极的轻掺杂区域，而小石墨片之间的空隙部分则对应选择性发射极的重掺杂区域。由此可以看出，石墨梳的形状和尺寸与太阳能电池丝网印刷的正电极图形相对应，正电极印刷在石墨梳中空隙所对应的位置（重掺杂区域）上面，最终形成选择性发射极电池。
不同注入剂量的区域在后续退火过程中形成的氧化硅厚度是不一样的，因此在PECVD（PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition，等离子体增强化学气相沉积）后会显示出不同的颜色，可以通过高精度的光学显微镜来对准丝网印刷的正电极图形和选择性发射极区域。
但是，当注入的离子束通过石墨梳时，会产生热量，这些热量会导致石墨梳产生形变，以至于石墨片与石墨片之间的空隙距离会发生改变，进而造成重掺杂区域的位置不稳定，在后续对准过程中难以对准或者产生错位，形成的太阳能电池效率偏低。
产生热量的主要原因是在形成选择性发射极时，轻重掺杂在同一个注入过程中完成。由于要在一个注入过程中形成重掺杂区域，因此离子注入剂量很大，石墨梳需要承受一个如此高剂量的注入过程，就意味着单位时间内石墨的发热量很大，极易形变。
此外，在离子束穿过小石墨片的过程中，不可避免的会对小石墨片下方造成一定损耗，即石墨梳会造成磨损。而注入工艺是无法控制由于磨损带来的注入效果降低的程度，因此无法精确计算浅掺杂的注入量。浅掺杂的注入剂量是通过控制掩膜石墨块遮挡离子束流的百分比来控制，就是控制石墨块下去的位置，该过程由机械来控制，存在机械控制上的不准确性，因此无法精确的控制重掺杂和轻掺杂的剂量。
因此需要一种能够精确控制轻重掺杂的方法，以便得到高效率的选择性发射极。
发明内容
本发明采用对硅片进行两次离子注入的方法，既实现了电池的选择性发射极结构，又可以解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供一种实现选择性发射极的方法，其中，包括以下步骤：
a）对硅片整面进行第一次离子注入；
b）在所述硅片上方设置具有镂空图案的挡板，透过所述挡板对所述硅片进行第二次离子注入。
根据本发明的一个具体实施方式，所述步骤a）和所述步骤b）在不同的离子注入腔内完成。
根据本发明的另一个具体实施方式，所述挡板上的镂空图案与之后形成的电极形状相匹配。
根据本发明的又一个具体实施方式，所述第二次离子注入的剂量是第一次离子注入的剂量的25%～80%。
本发明采用两步离子注入的方法形成选择性发射极：第一次离子注入，对硅片的整面进行离子注入；而第二次离子注入则是在挡板的作用下通过对离子束注入路径的控制和筛选对硅片上需要重掺杂的区域进行离子注入。由于采用了两次离子注入，因此每一次离子注入的剂量都小于重掺杂所需要的剂量，剂量小就不容易产生大量的热量，不容易导致挡板的变形，并能有效降低挡板的磨损。同时，与一次性离子注入同时形成浅掺杂区域和重掺杂区域相比，采用两次离子注入形成这两个区域，在离子注入剂量上更容易控制，精确度更高，因此形成的选择性发射极的质量就更高，进而，在后续工艺中得到的太阳能电池的质量和成品率都会大幅度提高。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1所示为传统工艺中形成选择性发射极的工艺示意图；
图2所示为根据本发明提供的一种实现选择性发射极的方法的一个具体实施方式的流程示意图；
图3所示为根据本发明提供的一种实现选择性发射极的方法的一个具体实施方式中使用的注入腔的结构示意图；
图4所示为根据本发明提供的一种实现选择性发射极的方法的一个具体实施方式中使用的挡板的结构示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
参考图2，图2所示为根据本发明提供的一种实现选择性发射极的方法的一个具体实施方式的流程示意图。
步骤S101，对硅片整面进行第一次离子注入。将硅片放入离子注入腔，该离子注入腔内不用放置挡板，用离子束对硅片进行整面注入。第一次离子注入是浅注入，即对整片硅片进行了整面的浅注入。优选的，第一次离子注入的剂量为：1.0×1015/cm2～2.0×1015/cm2。例如：1.0×1015/cm2，1.5×1015/cm2或2.0×1015/cm2。
进行完第一次离子注入后，继续执行步骤S102，在所述硅片上方设置具有镂空图案的挡板100，透过所述挡板100对所述硅片进行第二次离子注入。将整面进行过浅注入的硅片置入离子注入腔120中，进行第二次离子注入。参考图3，在该离子注入腔120内放置挡板100，以便所述挡板100通过不同的形状来阻挡离子束的路径，对硅片表面需要进行离子注入的区域进行离子注入。
挡板100上的镂空图案与之后形成的电极形状相匹配，即所述硅片之后形成电极的区域是深注入区，因此需要进行第二次离子注入，以便形成深注入。挡板100的形状选择需参照之后形成的电极的形状而定，例如：条形、环形等。优选的，离子注入的挡板100采用石墨材料制成。例如：形成条形深注入区时可选用石墨梳作为挡板100，在实际的制作构成中，挡板100也可以采用其他材料，例如具有高熔点，导电性差的材料或具有特殊性质的物理材料。
需要说明的是，上述的浅注入和深注入都是相对的，深注入的区域是因为进行了两次离子注入的叠加，因此注入剂量多于浅注入的区域。
参考图4，图4所示为根据本发明提供的一种实现选择性发射极的方法的一个具体实施方式中使用的挡板的结构示意图。挡板100通常采用石墨为原材料制作，当然在实际的应用中，也可以采用其他材料。如图4所示，所述挡板100制作为石墨块或石墨梳，其上的空隙102的宽度范围为240μm～650μm，例如：240μm、480μm或者650μm。挡板100上的挡片101的宽度范围为1350μm～1760μm，例如：1350μm、1500μm或者1760μm。
可选的，第二次离子注入的剂量为0.6×1015/cm2～1.4×1015/cm2。例如：0.6×1015/cm2，109×1015/cm2或1.4×1015/cm2。
优选的，所述第二次离子注入的剂量是第一次离子注入的剂量的25%～80%，例如：25%、60%或者80%。
优选的，第一次离子注入和第二次离子注入采用不同的离子注入腔完成。采用双离子注入腔分别进行离子注入，可以使硅片的离子注入过程流水线化，即从第一次离子注入腔出来的硅片直接进入第二次离子注入腔进行第二次离子注入，如此紧凑的工艺流程，有利于批量生产，降低生产成本。
采用两步离子注入，第一次离子注入完成硅片表面浅掺杂部分的离子注入；而第二次离子注入的注入量为重掺杂区域的离子注入量减去浅掺杂区的离子注入量。优选的，第二次离子注入的剂量与第一次离子注入的剂量之间的剂量差一般为重掺杂量的20%～40%，例如：20%、30%或40%。由于打在挡板上面的离子注入量有所减小，因此挡板的发热量也会变小，进而其形变也会减小，从而提高了离子注入的准确性以及所述硅片的质量。
分为两次离子注入来形成选择性发射极，对于每一次离子注入量的控制能够更加精确；同时，由于每一次进行离子注入的离子束的剂量都小于重掺杂的剂量，对挡板也有所保护，有效减小了挡板的形变量，进一步保证了离子注入的精确性。
虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。
Claims (11)
1.一种实现选择性发射极的方法，其中，包括以下步骤：
a)对硅片整面进行第一次离子注入；
b)在所述硅片上方设置具有镂空图案的挡板，透过所述挡板对所述硅片进行第二次离子注入；
所述第二次离子注入的剂量是第一次离子注入的剂量的25％～80％。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤a)和所述步骤b)在不同的离子注入腔内完成。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述挡板上的镂空图案与之后形成的电极形状相匹配。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其中，所述第一次离子注入的剂量为：1.0×1015/cm2～2.0×1015/cm2。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其中，所述第二次离子注入的剂量为：0.6×1015/cm2～1.6×1015/cm2。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述挡板上的镂空图案为条形。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述镂空图案中，镂空段的宽度为240μm～650μm。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述镂空图案中，两个镂空段之间的间距为1350μm～1760μm。
9.根据权利要求1、2、3、6、7、8中任意一项所述的方法，其中，所述挡板材料为石墨。
10.根据权利要求4所述的方法，其中，所述挡板材料为石墨。
11.根据权利要求5所述的方法，其中，所述挡板材料为石墨。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310187394.1A CN103280489B (zh) | 2013-05-17 | 2013-05-17 | 一种实现选择性发射极的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310187394.1A CN103280489B (zh) | 2013-05-17 | 2013-05-17 | 一种实现选择性发射极的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103280489A CN103280489A (zh) | 2013-09-04 |
| CN103280489B true CN103280489B (zh) | 2016-02-03 |
Family
ID=49062972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310187394.1A Active CN103280489B (zh) | 2013-05-17 | 2013-05-17 | 一种实现选择性发射极的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103280489B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105845776A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-08-10 | 泰州中来光电科技有限公司 | 局部背场n型光伏电池的制备方法及其电池和组件、系统 |
| CN109256314B (zh) * | 2018-10-11 | 2020-08-28 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 一种基片的定点离子注入装置及注入方法 |
| CN115910832B (zh) * | 2022-12-19 | 2023-12-15 | 扬州国宇电子有限公司 | 一种用于测试离子是否注入的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102150278A (zh) * | 2008-06-11 | 2011-08-10 | 因特瓦克公司 | 使用注入和退火方法的太阳能电池-选择性发射极的形成 |
| CN202120962U (zh) * | 2011-05-24 | 2012-01-18 | 上海神舟新能源发展有限公司 | 一种选择性发射极单晶硅太阳能电池 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101969032B1 (ko) * | 2011-09-07 | 2019-04-15 | 엘지전자 주식회사 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
-
2013
- 2013-05-17 CN CN201310187394.1A patent/CN103280489B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102150278A (zh) * | 2008-06-11 | 2011-08-10 | 因特瓦克公司 | 使用注入和退火方法的太阳能电池-选择性发射极的形成 |
| CN202120962U (zh) * | 2011-05-24 | 2012-01-18 | 上海神舟新能源发展有限公司 | 一种选择性发射极单晶硅太阳能电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103280489A (zh) | 2013-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103280489B (zh) | 一种实现选择性发射极的方法 | |
| CN102099870A (zh) | 用于在太阳能电池制作中使用的专用注入系统和方法 | |
| US8697559B2 (en) | Use of ion beam tails to manufacture a workpiece | |
| KR101611523B1 (ko) | 마스크 없는 패턴화된 주입을 위한 장치 및 방법 | |
| TWI570745B (zh) | 用於電漿離子植入之柵極 | |
| KR101919514B1 (ko) | 이면접합형 후방 접촉 솔라셀 및 기판을 프로세싱하기 위한 그 방법 | |
| CN102760791A (zh) | 形成掺杂区的方法、太阳能电池及其制造方法 | |
| EP2372789A2 (en) | Method of forming solar cell | |
| TW201246302A (en) | Method to manufacture workpiece, method to implant workpiece, and ion implanter | |
| CN108110088B (zh) | 太阳能电池的低压扩散工艺及利用其制备得到的太阳能电池 | |
| KR20110081772A (ko) | 실리콘의 선택적인 도핑 방법 및 이 방법으로 처리된 실리콘 기판 | |
| CN106299024A (zh) | 一种背接触太阳能电池的制备方法及其电池和组件、系统 | |
| EP2689473B1 (en) | Photovoltaic converter with improved emitter structure based on silicon components and a method for production of the photovoltaic converter | |
| CN205319120U (zh) | 离子注入装置 | |
| CN207338337U (zh) | 提高舟内方阻均匀性的石英舟 | |
| CN106158607A (zh) | 一种离子注入工艺的精确控制方法 | |
| CN104299871B (zh) | 离子源系统和离子束流系统 | |
| CN106920862A (zh) | 全背电极太阳电池背面离子注入掩模版及背面图形实现方法 | |
| WO2009111669A3 (en) | Maskless doping technique for solar cells | |
| CN103872179B (zh) | 一种提高薄膜太阳能电池效率的制备方法 | |
| US20150380203A1 (en) | Electrode for use in ion implantation apparatus and ion implantation apparatus | |
| CN104867803B (zh) | 一种用于离子注入机的30°平行透镜 | |
| CN102122683A (zh) | 采用腐蚀浆料法制备单晶硅太阳能电池选择发射极的工艺 | |
| CN103715299B (zh) | 一种逆扩散的方法 | |
| CN203055853U (zh) | 离子注入机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220606 Address after: 310053 No. 1, Jisheng Road, Jianshan new area, Haining City, Jiaxing City, Zhejiang Province Patentee after: Zhengtai Xinneng Technology Co.,Ltd. Address before: 310053 No. 1335 Bin'an Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee before: CHINT SOLAR (ZHEJIANG) Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 314417 No. 1 Jisheng Road, Jiaxing City, Zhejiang Province Patentee after: Zhengtai Xinneng Technology Co.,Ltd. Address before: 310053 No. 1, Jisheng Road, Jianshan new area, Haining City, Jiaxing City, Zhejiang Province Patentee before: Zhengtai Xinneng Technology Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address |