CN105702797A - 双面电池的制作方法 - Google Patents

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沈培俊
金光耀
王懿喆
陈炯
洪俊华
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Abstract

本发明公开了一种双面电池的制作方法，包括：S1：在硅衬底的正面生长氧化铝；S2：将硼离子注入至氧化铝中，将V族离子注入至该硅衬底的背面；S3：对步骤S2得到的结构进行退火处理，同时该氧化铝中的硼离子进入该硅衬底的正面中形成P型掺杂层。本发明将硼离子注入至作为钝化层的氧化铝中，在背面离子注入完成之后，利用了离子注入之后均需要退火的特点，使得氧化铝中的硼离子扩散至硅衬底的正面中形成P型掺杂层。如此一来，既免去了热扩散的形成掩膜、去掩膜的复杂步骤，又解决了硼离子注入损伤修复困难的问题。

Description

双面电池的制作方法
技术领域
本发明涉及一种制作方法，特别是涉及一种双面电池的制作方法。
背景技术
双面电池是一种较为常用且产业化程度较为成熟的太阳能电池，其两面都可以受光，具有相对较高的光电转换效率。在双面电池的制作中需要在硅衬底的正面和背面均形成掺杂层，一般来说，两面都采用热扩散来形成掺杂层是比较常用的手段。
然而扩散是没有方向性的，因此在加工每个表面之前，均需要设置保护掩膜来保护硅衬底的另一个面，以免其在扩散过程中形成不理想的掺杂。这从一定程度上就增加了工艺的复杂度。
为此，业内尝试采用离子注入的方式来形成掺杂层，由于离子注入具有较强的方向性，因此可以省去保护掩膜的设置工序。但是新的问题又出现了，当采用硼离子注入形成P型掺杂时，研究人员发现硼注入对硅衬底晶格的破坏能力非常强，这导致了硼离子注入后的损伤修复变得异常困难，而注入损伤修复的程度又从一定程度上影响着电池的性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中采用扩散工艺形成双面电池的掺杂层时需要设置保护掩膜、工艺复杂；而采用离子注入来形成掺杂层时硼离子对晶格造成的损伤修复困难的缺陷，提供一种双面电池的制作方法，其结合了离子注入和热扩散各自的优点，通过将硼离子注入至氧化层中来避免对晶格造成损伤，同时工艺步骤及其简单，有效降低了双面电池的制作成本和制作难度。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种双面电池的制作方法，其特点在于，其包括以下步骤：
S1：在硅衬底的正面生长氧化铝；
S2：将硼离子注入至氧化铝中，将V族(即第五主族)离子注入至该硅衬底的背面；
S3：对步骤S2得到的结构进行退火处理，同时该氧化铝中的硼离子进入该硅衬底的正面中形成P型掺杂层。
在该技术方案中，为了解决硼离子注入对硅衬底晶格结构损伤难以修复的问题，结合了离子注入和热扩散的工艺特点，并不直接进行硼离子注入，而是先将硼离子注入至作为钝化层的氧化铝中，在背面离子注入完成之后，利用了离子注入之后均需要退火的特点，使得氧化铝中的硼离子扩散至硅衬底的正面中形成P型掺杂层。如此一来，硅衬底两面的掺杂仅需简单三个步骤就能完成，既免去了热扩散的形成掩膜、去掩膜的复杂步骤，又解决了硼离子注入损伤修复困难的问题。
优选地，步骤S3之后还包括：
S4：在该硅衬底的正面和背面形成氮化硅层；
S5：在正面和背面的氮化硅层上丝网印刷栅状电极并烧结以形成正面电极和背面电极。
优选地，步骤S4和S5之间还包括：
SP：采用激光消融的方式去除该硅衬底正面预定区域的氮化硅层、氧化铝并使得该预定区域的氧化铝中的硼离子进入该P型掺杂层中形成P型重掺杂区域；
步骤S5中正面电极形成于与该P型重掺杂区域相对应的位置。
在该技术方案中，利用了形成栅状电极时的开窗步骤，采用激光消融(laserablation)的方式，在打开窗口的同时形成局部重掺杂。
优选地，该硅衬底为N型掺杂的硅衬底。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明的技术方案充分利用了双面电池的结构特征，结合了离子注入和热扩散的工艺特点，并不直接进行硼离子注入，而是先将硼离子注入至作为钝化层的氧化铝中，在背面离子注入完成之后，利用了离子注入之后均需要退火的特点，使得氧化铝中的硼离子扩散至硅衬底的正面中形成P型掺杂层。如此一来，硅衬底两面的掺杂仅需简单三个步骤就能完成，既免去了热扩散的形成掩膜、去掩膜的复杂步骤，又解决了硼离子注入损伤修复困难的问题。
2、在本发明的一个技术方案中，将制作电极前的开窗操作和局部重掺杂的操作相结合，利用激光消融的方式在开窗的同时形成局部重掺杂区域，形成选择性发射极的结构。
3、由于氧化铝的形成在离子注入之前，因此可以以离子注入后的退火步骤来作为常规沉积氧化铝需要的退火，并且这一退火步骤与扩散合并成一步，简化了制作工艺。
4、另外由于硼离子并非直接注入至衬底背面，因而不用考虑高温修复(如果硼离子直接注入至硅衬底中对晶格结构的破坏非常大，那么需要较高温度且较长时间的退火才能修复损伤)，并且注入剂量是可调的，就可以实现超低浓度、超浅结扩散，从而提高电池蓝光响应，与局部重掺相结合可大幅提高电池效率。
附图说明
图1-3为本发明实施例1的工艺流程图。
图4-6为本发明实施例2的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
本实施例所述的双面电池的制作方法，包括以下步骤：
参考图1，在硅衬底1的正面生长氧化铝2。
参考图2，将硼离子注入至氧化铝2中，同时将磷离子注入至该硅衬底1的背面，即该硅衬底1的背面中形成N型掺杂层3。
参考图3，对图2得到的结构进行退火处理，在修复背面注入损伤的同时该氧化铝2中的硼离子进入该硅衬底的正面中由此形成P型掺杂层4。至此，双面电池的掺杂部分就完成了。
在该技术方案中，为了解决硼离子注入对硅衬底晶格结构损伤难以修复的问题，结合了离子注入和热扩散的工艺特点，并不直接进行硼离子注入，而是先将硼离子注入至作为钝化层的氧化铝中，在背面离子注入完成之后，利用了离子注入之后均需要退火的特点，使得氧化铝中的硼离子扩散至硅衬底的正面中形成P型掺杂层。如此一来，硅衬底两面的掺杂仅需简单三个步骤就能完成，既免去了热扩散的形成掩膜、去掩膜的复杂步骤，又解决了硼离子注入损伤修复困难的问题。
再者，无论是扩散法还是离子注入法，加工温度都是极高的，甚至达到上千度，在这样高的温度下难以形成较浅的结深。而采用了本发明的加工工艺，由于被注入至氧化铝中的硼的剂量是可调的，再加上退火处理的时间可以较短，温度相对也可以降低，因此能够形成低剂量浅结，从而提高电池蓝光响应。
实施例2
实施例2的基本原理与实施例1相同，本实施例还进一步包括以下步骤：
参考图4，在得到如图3所示的结构的基础上，在该硅衬底的正面和背面形成氮化硅层5。
参考图5，采用激光消融的方式去除该硅衬底正面预定区域的氮化硅层、氧化铝并使得该预定区域的氧化铝中的硼离子进入该P型掺杂层中形成P型重掺杂区域41。
参考图6，在正面和背面的氮化硅层上丝网印刷栅状电极并烧结以形成正面电极61和背面电极62，其中正面电极61形成于与该P型重掺杂区域相对应的位置。
在该技术方案中，利用了形成栅状电极时的开窗步骤，采用激光消融的方式，在打开窗口的同时形成局部重掺杂。
本发明中，先形成正面的氧化铝，通过将硼离子注入至氧化铝(氧化铝可作为钝化层)中，完成背面的V族离子(例如磷离子)注入后，再利用离子注入需要退火的特点，修复背面注入损伤的同时形成正面的掺杂，既避免了热扩散复杂的掩膜工序，又解决了硼离子的注入损伤修复困难的问题，同时还简化了掺杂步骤，减少了双面电池的制作工序。
为了清楚地显示各个掺杂区域、钝化层等结构，附图中的上述各个部分的大小并非按比例描绘，本领域技术人员应当理解附图中的比例并非对本发明的限制。另外，上述的正面和背面也都是相对而言的，本领域技术人员结合本领域的公知常识应当知晓这样的表示为了描述的方便，不应当理解为对本发明的限制。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种双面电池的制作方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1：在硅衬底的正面生长氧化铝；
S2：将硼离子注入至氧化铝中，将V族离子注入至该硅衬底的背面；
S3：对步骤S2得到的结构进行退火处理，同时该氧化铝中的硼离子进入该硅衬底的正面中形成P型掺杂层。
2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤S3之后还包括：
S4：在该硅衬底的正面和背面形成氮化硅层；
S5：在正面和背面的氮化硅层上丝网印刷栅状电极并烧结以形成正面电极和背面电极。
3.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于，步骤S4和S5之间还包括：
SP：采用激光消融的方式去除该硅衬底正面预定区域的氮化硅层、氧化铝并使得该预定区域的氧化铝中的硼离子进入该P型掺杂层中形成P型重掺杂区域；
步骤S5中正面电极形成于与该P型重掺杂区域相对应的位置。
4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该硅衬底为N型掺杂的硅衬底。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106024933A (zh) * 2016-08-04 2016-10-12 江南大学 一种晶体硅太阳电池的背面局部双质杂质掺杂结构及其掺杂方法
CN109461782A (zh) * 2018-12-25 2019-03-12 浙江晶科能源有限公司 P型背接触型太阳能电池及其制作方法
CN112599410A (zh) * 2020-12-16 2021-04-02 上海玻纳电子科技有限公司 提高n型单晶硅片硼扩散的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101364538A (zh) * 2007-08-09 2009-02-11 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 栅层形成方法
CN101714591A (zh) * 2009-11-10 2010-05-26 大连理工大学 一种硅光电二极管的制作方法
CN102013392A (zh) * 2009-09-04 2011-04-13 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 扩散区的形成方法
CN102651425A (zh) * 2011-02-25 2012-08-29 昱晶能源科技股份有限公司 太阳能电池的制造方法
CN102725867A (zh) * 2010-01-18 2012-10-10 现代重工业株式会社 背面接触太阳能电池的制造方法
CN103187478A (zh) * 2011-12-30 2013-07-03 无锡尚德太阳能电力有限公司 形成太阳电池掺杂区的方法
CN103603053A (zh) * 2013-11-15 2014-02-26 中电电气（南京）光伏有限公司 一种制备晶体硅太阳能电池的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101364538A (zh) * 2007-08-09 2009-02-11 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 栅层形成方法
CN102013392A (zh) * 2009-09-04 2011-04-13 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 扩散区的形成方法
CN101714591A (zh) * 2009-11-10 2010-05-26 大连理工大学 一种硅光电二极管的制作方法
CN102725867A (zh) * 2010-01-18 2012-10-10 现代重工业株式会社 背面接触太阳能电池的制造方法
CN102651425A (zh) * 2011-02-25 2012-08-29 昱晶能源科技股份有限公司 太阳能电池的制造方法
CN103187478A (zh) * 2011-12-30 2013-07-03 无锡尚德太阳能电力有限公司 形成太阳电池掺杂区的方法
CN103603053A (zh) * 2013-11-15 2014-02-26 中电电气（南京）光伏有限公司 一种制备晶体硅太阳能电池的方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106024933A (zh) * 2016-08-04 2016-10-12 江南大学 一种晶体硅太阳电池的背面局部双质杂质掺杂结构及其掺杂方法
CN109461782A (zh) * 2018-12-25 2019-03-12 浙江晶科能源有限公司 P型背接触型太阳能电池及其制作方法
CN112599410A (zh) * 2020-12-16 2021-04-02 上海玻纳电子科技有限公司 提高n型单晶硅片硼扩散的方法
CN112599410B (zh) * 2020-12-16 2022-12-13 上海玻纳电子科技有限公司 提高n型单晶硅片硼扩散的方法

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