CN107946408A - 一种ibc太阳能电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种IBC太阳能电池的制备方法，包括：硅基体制绒并织构化，双面制备掩膜层；背面激光刻蚀开孔，硼扩散形成背面发射极；激光掺杂形成重掺杂选择性发射极区域；去除双面掩膜层和硼硅玻璃层；双面制备掩膜层，背面激光刻蚀开孔，磷扩散形成背电场；去除双面掩膜层和磷硅玻璃层；双面制备钝化层和减反层；双面制备金属电极，即得所述IBC太阳能电池。本发明提供的IBC太阳能电池的制备方法，制备过程简单，简化了电池的制备工艺且可避免对硅基体的损伤，提高生产效率，并能够大大降低发射极的复合电流。
Description
技术领域
本发明属于太阳能技术领域，特别是涉及一种IBC太阳能电池的制备方法。
背景技术
常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。太阳能电池，也称光伏电池，是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种有广阔发展前途的新型能源。目前，在所有的太阳电池中，晶体硅太阳电池是得到大范围商业推广的太阳能电池之一，这是由于硅材料在地壳中有着极为丰富的储量，同时晶体硅太阳电池相比其他类型的太阳能电池有着优异的电学性能和机械性能，因此，晶体硅太阳能电池在光伏领域占据着重要的地位。
IBC太阳能电池的发射极是IBC太阳能电池发电的关键，其主要起到两个作用，其一是与硅片基底形成PN结，即起到分离光生载流子的作用；其二是与电极形成良好的欧姆接触，减小电池的串联电阻。
现有技术是通过多步掩膜和开槽形成扩散开口，使掺杂源热扩散进入晶硅基体，形成一定图形的背面掺杂，但多步的掩膜和开槽增加了制备成本，使得生产效率也大大受限。另一种技术是通过离子注入以一定的图形形成背面掺杂，然而该技术会造成晶硅基体的结构破坏，造成表面非晶化或引入点缺陷。
因此，如何简化IBC电池制备过程中背面掺杂的工艺流程，且使掺杂质量和精度达到理想效果，成为了本领域的技术难题之一。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种IBC太阳能电池的制备方法，制备过程简单，简化了电池的制备工艺且可避免对硅基体的损伤，提高生产效率，并能够大大降低发射极的复合电流。
本发明提供的一种IBC太阳能电池的制备方法，包括：
硅基体制绒并织构化，双面制备掩膜层；
背面激光刻蚀开孔，硼扩散形成背面发射极；
激光掺杂形成重掺杂选择性发射极区域；
去除双面掩膜层和硼硅玻璃层；
双面制备掩膜层，背面激光刻蚀开孔，磷扩散形成背电场；
去除双面掩膜层和磷硅玻璃层；
双面制备钝化层和减反层；
双面制备金属电极，即得所述IBC太阳能电池。
优选的，所述硅基体为N型硅基体。
优选的，所述掩膜层为热氧化法制备的SiO2层或者为PECVD法制备的SiNx层或SiOxNy层。
优选的，所述背面发射极的结深为0.6-1.2μm，方阻为16-300Ohm/sq。
优选的，所述激光掺杂的工艺参数为：激光波长532nm或355nm，功率5-60W，脉冲宽度5-200ns，频率20-100kHz。
优选的，所述重掺杂选择性发射极区域的深度为0.5-1.2μm，方阻为10-100Ohm/sq。
优选的，所述背电场的结深为0.8-2.4μm，方阻为10-100Ohm/sq。
优选的，所述钝化层为采用ALD法沉积的AlOx钝化层或热氧化法沉积的SiOx钝化层。
优选的，所述减反层为采用PECVD法沉积的SiNx减反层。
通过上述描述可知，本发明提供的一种IBC太阳能电池的制备方法，包括：硅基体制绒并织构化，双面制备掩膜层；背面激光刻蚀开孔，硼扩散形成背面发射极；激光掺杂形成重掺杂选择性发射极区域；去除双面掩膜层和硼硅玻璃层；双面制备掩膜层，背面激光刻蚀开孔，磷扩散形成背电场；去除双面掩膜层和磷硅玻璃层；双面制备钝化层和减反层；双面制备金属电极，即得所述太阳能电池，避免了多步掩膜和开槽以形成扩散开口，以使掺杂源热扩散进入晶硅基体内，因此制备过程简单，简化了电池的制备工艺且可避免对硅基体的损伤，提高生产效率，并能够大大降低发射极的复合电流。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种IBC太阳能电池的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，图1为本申请实施例提供的一种IBC太阳能电池的制备方法的流程示意图。
本申请实施例提供的一种IBC太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
S1：硅基体制绒并织构化，双面制备掩膜层；
本发明的电池结构包括常规单晶、多晶电池，PERC、n型双面电池、IBC电池等多种高效电池结构，其中硅片也包括N型硅片或P型硅片，选用的硅片可以是单晶、多晶、及类单晶结构，这里需要说明的是，优选为N型硅片；采用碱性溶液腐蚀硅基体表面进行制绒，已在硅基体正面形成织构化结构，这里优选为金字塔形结构，当然也可以为倒金字塔结构或其他结构，这里不做具体限定，然后通过热氧化法制备SiO2掩膜层或通过PECVD法制备SiNx掩膜层或SiOxNy掩膜层，其中SiO2掩膜层的厚度优选为100-300nm，SiOxNy掩膜层的厚度优选为50-250nm。
S2：背面激光刻蚀开孔，硼扩散形成背面发射极；
背面通过激光刻蚀开孔，以150-1500μm的间隔在掩膜层上刻蚀出宽度为120-1200μm的硼扩散小孔，随后在扩散炉中进行硼扩散形成结深为0.6-1.2μm，方阻为16-300Ohm/sq的背面发射极。
S3：激光掺杂形成重掺杂选择性发射极区域；
背面通过激光掺杂(参数为波长532nm或355nm，功率5-60W，脉冲宽度5-200ns，频率20-100kHz，点状或条状光斑直径5-400um)以在背面发射极内部形成深度为0.5-1.2μm，方阻为10-100Ohm/sq的重掺杂选择性发射极区域。
S4：去除双面掩膜层和硼硅玻璃层；
通过氢氟酸以去除硅基体两面的掩膜层和硼硅玻璃层。
S5：双面制备掩膜层，背面激光刻蚀开孔，磷扩散形成背电场；
再次通过PECVD法在硅基体两面制备SiO2掩膜层或SiOxNy掩膜层，其中SiO2掩膜层的厚度优选为100-300nm，SiOxNy掩膜层的厚度优选为50-250nm，背面通过激光刻蚀开孔，以150-1500μm的间隔在掩膜层上刻蚀出宽度为40-400μm的与硼扩散小孔间隔设置的磷扩散小孔，随后在扩散炉中进行磷扩散形成结深为0.8-2.4μm，方阻为10-100Ohm/sq的背电场。
S6：去除双面掩膜层和磷硅玻璃层；
通过氢氟酸以去除硅基体两面的掩膜层和磷硅玻璃层。
S7：双面制备钝化层和减反层；
钝化层为采用ALD法沉积的10-120nm的AlOx钝化层或热氧化法沉积的10-120nm的SiOx钝化层，减反层为采用PECVD法沉积的20-150nm SiNx减反层。
S8：双面制备金属电极，即得所述IBC太阳能电池。
综上所述，本申请提供了的IBC太阳能电池的制备方法，制备过程简单，简化了电池的制备工艺且可避免对硅基体的损伤，提高生产效率，并能够大大降低发射极的复合电流。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种IBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
硅基体制绒并织构化，双面制备掩膜层；
背面激光刻蚀开孔，硼扩散形成背面发射极；
激光掺杂形成重掺杂选择性发射极区域；
去除双面掩膜层和硼硅玻璃层；
双面制备掩膜层，背面激光刻蚀开孔，磷扩散形成背电场；
去除双面掩膜层和磷硅玻璃层；
双面制备钝化层和减反层；
双面制备金属电极，即得所述IBC太阳能电池。
2.根据权利要求1所述的IBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述硅基体为N型硅基体。
3.根据权利要求1所述的IBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述掩膜层为热氧化法制备的SiO2层或者为PECVD法制备的SiNx层或SiOxNy层。
4.根据权利要求1所述的IBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述背面发射极的结深为0.6-1.2μm，方阻为16-300Ohm/sq。
5.根据权利要求1所述的IBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述激光掺杂的工艺参数为：激光波长532nm或355nm，功率5-60W，脉冲宽度5-200ns，频率20-100kHz。
6.根据权利要求1所述的IBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述重掺杂选择性发射极区域的深度为0.5-1.2μm，方阻为10-100Ohm/sq。
7.根据权利要求1所述的IBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述背电场的结深为0.8-2.4μm，方阻为10-100Ohm/sq。
8.根据权利要求1所述的IBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述钝化层为采用ALD法沉积的AlOx钝化层或热氧化法沉积的SiOx钝化层。
9.根据权利要求1所述的IBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述减反层为采用PECVD法沉积的SiNx减反层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180420 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |