CN109216499A - 基于单晶perc正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法 - Google Patents
基于单晶perc正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109216499A CN109216499A CN201710516637.XA CN201710516637A CN109216499A CN 109216499 A CN109216499 A CN 109216499A CN 201710516637 A CN201710516637 A CN 201710516637A CN 109216499 A CN109216499 A CN 109216499A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tunnel oxide
- front side
- layer
- single crystal
- based single
- 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.)
- Pending
Links
- 238000002161 passivation Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 101001073212 Arabidopsis thaliana Peroxidase 33 Proteins 0.000 title claims abstract description 31
- 101001123325 Homo sapiens Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Proteins 0.000 title claims abstract description 31
- 102100028961 Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Human genes 0.000 title claims abstract description 31
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 55
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 36
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 34
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 29
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 25
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 15
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 241000209140 Triticum Species 0.000 claims abstract description 7
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 claims abstract description 7
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 21
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 16
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 9
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 7
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 claims description 6
- 238000007704 wet chemistry method Methods 0.000 claims description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract 1
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1868—Passivation
-
- 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
Abstract
本发明涉及基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，包括单晶硅片去损伤层，表面抛光、单面制绒，硅片制绒面制备超薄隧穿氧化层SiO2及掺P多晶硅层形成N+发射结，经过湿法选择性刻蚀去掉背面绕度掺磷的多晶硅层，高温退火工艺对正面磷掺杂多晶硅层进行激活，电池背面沉积Al2O3层，电池正面/背面沉积氢化非晶氮化硅钝化减反射层，采用ns激光对背面钝化层进行选择性图形化开膜，最后通过丝网印刷背面铝浆/背电极，正面金属电极栅线，形成正背面电极金属化欧姆接触。本发明通过其选择性隧穿能力，降低发射结表面金属‑半导体表面复合，且工艺技术路线兼容现有高效单晶PERC电池制备流程，有利于降低设备投资成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池的制备方法，尤其是涉及一种基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法。
背景技术
随着太阳能光伏市场的发展，人们对高效的晶体硅电池的需求越来越急迫。N型晶体硅电池相对P型晶体硅电池而言，由于N型晶体硅对金属杂质不敏感，或者说具有很好的忍耐性能，因此N型晶体硅中少数载流子具有较大的扩散长度。此外，由于N型晶体硅采用磷掺杂，因此不存在因光照而导致的B-O络合体的形成，因而不存在P型晶体硅电池中的光致衰退现象。N型晶体硅电池逐渐成为众多研究机构和光伏企业关注的对象。
现有的较成熟的晶体硅太阳能电池制备技术，普遍采用均匀性发射结掺杂，丝网印刷电极工艺。为了减小银、硅接触电阻，必须提高太阳能电池发射结表面掺杂浓度；而与此同时为了降低太阳能表面发射结的复合，提升太阳能电池的短波响应，必须降低太阳能电池的发射结掺杂浓度。选择性发射结太阳能电池有效地解决了这对矛盾，但现有设备成本较高，或重复性较差，电池制备方法均不是十分理想。
目前常规单晶PERC电池正面表面钝化采用的是SiO2/SiNx叠层钝化，结合后续烧穿型浆料，未能从根本上提升金属化接触区域，及非接触区域的表面复合；采隧穿氧化钝化技术，是界面化学钝化及表面场效应钝化的综合效应，且电极金属化过程中，金属电极不破坏隧穿钝化层，从理论上能够实现更高的电池效率。但是如何在微米级的绒面上，克服尖端效应，制备均匀性非常高的nm级隧穿氧化层，及均匀性良好的掺杂多晶硅层，是批量生产中必须克服的。另外金属化浆料必须进行相应调整，在金属化过程中不破坏隧穿钝化层。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种改善现有单晶PERC电池的发射结表面复合，大幅提升电池Voc，兼容现有PERC量产路径的基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，是下一代高效单晶PERC电池的重点开发方向。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，采用以下步骤：
(1)硅片在碱制绒槽中去除损伤层并进行表面抛光、单面制绒，形成1μm-6μm高的金字塔绒面；
(2)在硅片制绒面制备超薄隧穿氧化层SiO2及掺P多晶硅层形成N+发射结；
(3)湿法工艺选择性刻蚀去除背面绕度掺磷的多晶硅层；
(4)高温退火工艺对正面磷掺杂多晶硅层进行激活，在湿法制备过程中对电池正面沉积的掺磷层进行保护；
(5)电池背面经过ALD/PECVD方式沉积5-20nm厚的Al2O3层；
(6)电池正面/背面沉积氢化非晶氮化硅钝化减反射层；
(7)采用ns激光对背面钝化层进行选择性图形化开膜；
(8)在电池正面及背面，采用PECVD或磁控溅射法沉积80nm-100nm的氢化非晶氮化硅钝化减反射层；
(9)通过丝网印刷背面铝浆/背电极，正面金属电极栅线，形成正背面电极金属化欧姆接触，制作得到正面发射结隧穿氧化钝化电池。
步骤(2)中采用湿法化学工艺制备超薄的隧穿氧化层时，控制温度为50-120℃，采用的溶液为浓度69wt％的纯硝酸溶液，硅片在溶液中的反应时间控制在30-50分钟。
步骤(2)中采用高温热氧化工艺制备超薄的隧穿氧化层时，控制温度为500-800℃，在纯氧条件下反应30-60分钟。
步骤(2)制作得到的超薄隧穿氧化层SiO2的厚度为0.5nm-2nm。
步骤(2)中所述的掺P多晶硅层是基于PECVD法，采用CVD设备实现掺杂多晶硅的沉积，控制沉积温度为200℃-650℃、PH3/SiH4流量比在0.5％-50％，气压0.1pa-200pa，沉积时间在5-50分钟内，实现掺P多晶硅层厚度在10nm-500nm范围内调整，P原子含量为1×1019cm-3-1×1021cm-3。
掺P多晶硅层再结合700℃-950℃的激活工艺，实现方阻在10-100Ω/□范围内进行调节。
步骤(4)中的高温退火工艺的温度控制在750-980℃。
步骤(9)中印刷金属化浆料时，在峰值烧结温度为500℃-950℃范围内进行精细共烧结，金属化浆料不能穿透隧穿氧化层。
常规单晶PERC电池正面表面钝化采用的是SiO2/SiNx叠层钝化，结合后续烧穿型浆料，未能从根本上提升金属化接触区域，及非接触区域的表面复合；采隧穿氧化钝化技术，是界面化学钝化及表面场效应钝化的综合效应，且电极金属化过程中，金属电极不破坏隧穿钝化层，从理论上能够实现更高的电池效率。但是如何在微米级的绒面上，克服尖端效应，制备均匀性非常高的nm级隧穿氧化层，及均匀性良好的掺杂多晶硅层，是批量生产中必须克服的。另外金属化浆料必须进行相应调整，在金属化过程中不破坏隧穿钝化层。
本发明首先解决了隧穿氧化钝化层及后续掺杂多晶硅层的均匀性生长问题，并采用现有量产设备，通过改善金属化浆料属性，在50-300nm范围内的多晶硅薄膜上实现了良好的欧姆接触。
与现有技术相比，本发明采用基于单晶PERC技术的正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，是一种替代常规SiO2/SiNx表面钝化技术，由于隧穿氧化钝化技术对载流子具有选择性隧穿功能，且金属化电极接触区域不破坏隧穿层钝化层，从而能大幅度提升电池Voc。与常规SiO2/SiNx表面钝化PERC电池技术相比，基于单晶PERC技术的正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，大幅度提升电池Voc(目前初步测试i-Voc接近700mV)。且隧穿氧化钝化技术能兼容到现有的N型双面电池，与下一代N型产品升级技术相通。兼容后续高温烧结型浆料金属化主流路线，是下一代高效N型/P型电池制备效率22％以上的关键技术。
附图说明
图1为制作得到的晶硅电池的结构示意图。
图中，1-正面金属化电极、2-氢化非晶氮化硅钝化减反射层、3-磷掺杂多晶硅层、4-隧穿氧化层、5-P型硅片、6-Al2O3层、7-背面SiNx层、8-背面钝化层激光开膜区域、9-背面铝背场、10-背面金属电极。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种基于单晶PERC技术的正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，采用以下步骤：
(1)硅片在碱制绒槽中去除损伤层并进行表面抛光、单面制绒，形成3μm高的金字塔绒面；
(2)利用湿法化学或者高温热氧化工艺在电池片背面制备超薄隧穿氧化层SiO2，厚度1.8-2nm，采用CVD方式在硅片正面沉积厚度为50nm的掺P多晶硅层，该掺P多晶硅层是基于PECVD法以高纯SiH4为气源在500℃-600℃下制备形成，掺杂的P的浓度在5×1020cm-3；
(3)采用湿法工艺对电池背面进行选择性刻蚀，湿法选择性刻蚀采用的是常用的多晶刻蚀液，刻蚀时间10分钟，去掉电池背面绕度的掺P多晶硅层，同时能保护正面掺磷多晶硅层；
(4)采用高温热氧化工艺，对正面磷掺杂多晶硅层进行激活，退火激活温度在950度，工艺时间40分钟；
(5)300度条件下采用ALD/PECVD方式在电池背面沉积厚度为15nm的AL2O3层；
(6)电池正面/背面分别沉积厚度为80/150nm的非晶氮化硅钝化减反射层；
(7)采用ns激光对背面钝化层进行选择性图形化开膜；
(8)在电池正面及背面，采用PECVD或磁控溅射法沉积80nm-100nm的氢化非晶氮化硅钝化减反射层；
(9)最后通过丝网印刷背面铝浆/背电极，正面金属电极栅线，形成正背面电极金属化欧姆接触，为简化电池制备工艺流程，需要在峰值烧结温度为500℃-950℃范围内进行精细共烧结，且金属化浆料不能穿透隧穿氧化层。
利用上述方法制作得到电池的结构如图1所示，包括P型硅片5、在P型硅片5上表面的磷掺杂多晶硅层4、隧穿氧化层3和氢化非晶氮化硅钝化减反射层2，另外上表面的正面金属化电极1不穿透隧穿氧化层3。P型硅片5的背面有Al2O3层6、背面SiNx层7、背面铝背场9，在电池的背面也印刷有背面金属电极10，并且在背面金属电极10与背面SiNx层7的接触处设有背面钝化层激光开膜区域8。
相对于常规单晶PERC技术660mV电池开压相比，一种基于单晶PERC技术的正面发射结隧穿氧化钝化电池的Voc implied Voc目前已经接近700mV。受到目前电极金属化浆料的限制，电池最终Voc达到685mV以上，电池效率可突破21.8％以上。
实施例2
基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，采用以下步骤：
(1)硅片在碱制绒槽中去除损伤层并进行表面抛光、单面制绒，形成1μm高的金字塔绒面；
(2)在硅片制绒面制备超薄隧穿氧化层SiO2及掺P多晶硅层形成N+发射结，本实施例采用湿法化学工艺制备超薄的隧穿氧化层，控制温度为50℃，采用的溶液为浓度69wt％的纯硝酸溶液，硅片在溶液中的反应时间控制在50分钟，制作得到的超薄隧穿氧化层SiO2的厚度为0.5nm，掺P多晶硅层是基于PECVD法，采用CVD设备实现掺杂多晶硅的沉积，控制沉积温度为200℃、PH3/SiH4流量比在0.5％，气压0.1pa，沉积时间在50分钟内，制备得到的掺P多晶硅层厚度在10nm，P原子含量为1×1019cm-3，掺P多晶硅层还可以结合700℃的激活工艺，调节方阻在10Ω/□；
(3)湿法工艺选择性刻蚀去除背面绕度掺磷的多晶硅层；
(4)温度控制在750℃，利用高温退火工艺对正面磷掺杂多晶硅层进行激活，在湿法制备过程中对电池正面沉积的掺磷层进行保护；
(5)电池背面经过ALD/PECVD方式沉积5nm厚的Al2O3层；
(6)电池正面/背面沉积氢化非晶氮化硅钝化减反射层；
(7)采用ns激光对背面钝化层进行选择性图形化开膜；
(8)在电池正面及背面，采用PECVD或磁控溅射法沉积80nm的氢化非晶氮化硅钝化减反射层；
(9)通过丝网印刷背面铝浆/背电极，正面金属电极栅线，在峰值烧结温度为500℃进行精细共烧结，金属化浆料不能穿透隧穿氧化层，形成正背面电极金属化欧姆接触，制作得到正面发射结隧穿氧化钝化电池。
实施例3
基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，采用以下步骤：
(1)硅片在碱制绒槽中去除损伤层并进行表面抛光、单面制绒，形成2μm高的金字塔绒面；
(2)在硅片制绒面制备超薄隧穿氧化层SiO2及掺P多晶硅层形成N+发射结，本实施例采用湿法化学工艺制备超薄的隧穿氧化层，控制温度为120℃，采用的溶液为浓度69wt％的纯硝酸溶液，硅片在溶液中的反应时间控制在30分钟，制作得到的超薄隧穿氧化层SiO2的厚度为1nm，掺P多晶硅层是基于PECVD法，采用CVD设备实现掺杂多晶硅的沉积，控制沉积温度为400℃、PH3/SiH4流量比在10％，气压50pa，沉积时间在30分钟，制备得到的掺P多晶硅层厚度在100nm，P原子含量为5×1019cm-3，掺P多晶硅层还可以结合800℃的激活工艺，调节方阻在20Ω/□；
(3)湿法工艺选择性刻蚀去除背面绕度掺磷的多晶硅层；
(4)温度控制在800℃，利用高温退火工艺对正面磷掺杂多晶硅层进行激活，在湿法制备过程中对电池正面沉积的掺磷层进行保护；
(5)电池背面经过ALD/PECVD方式沉积10nm厚的Al2O3层；
(6)电池正面/背面沉积氢化非晶氮化硅钝化减反射层；
(7)采用ns激光对背面钝化层进行选择性图形化开膜；
(8)在电池正面及背面，采用PECVD或磁控溅射法沉积90nm的氢化非晶氮化硅钝化减反射层；
(9)通过丝网印刷背面铝浆/背电极，正面金属电极栅线，在峰值烧结温度为500℃进行精细共烧结，金属化浆料不能穿透隧穿氧化层，形成正背面电极金属化欧姆接触，制作得到正面发射结隧穿氧化钝化电池。
实施例4
基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，采用以下步骤：
(1)硅片在碱制绒槽中去除损伤层并进行表面抛光、单面制绒，形成2μm高的金字塔绒面；
(2)在硅片制绒面制备超薄隧穿氧化层SiO2及掺P多晶硅层形成N+发射结，本实施例采用高温热氧化工艺制备超薄的隧穿氧化层时，控制温度为500℃，在纯氧条件下反应60分钟，制作得到的超薄隧穿氧化层SiO2的厚度为1nm，掺P多晶硅层是基于PECVD法，采用CVD设备实现掺杂多晶硅的沉积，控制沉积温度为400℃、PH3/SiH4流量比在10％，气压50pa，沉积时间在30分钟，制备得到的掺P多晶硅层厚度在100nm，P原子含量为1×1020cm-3，掺P多晶硅层还可以结合800℃的激活工艺，调节方阻在50Ω/□；
(3)湿法工艺选择性刻蚀去除背面绕度掺磷的多晶硅层；
(4)温度控制在800℃，利用高温退火工艺对正面磷掺杂多晶硅层进行激活，在湿法制备过程中对电池正面沉积的掺磷层进行保护；
(5)电池背面经过ALD/PECVD方式沉积10nm厚的Al2O3层；
(6)电池正面/背面沉积氢化非晶氮化硅钝化减反射层；
(7)采用ns激光对背面钝化层进行选择性图形化开膜；
(8)在电池正面及背面，采用PECVD或磁控溅射法沉积90nm的氢化非晶氮化硅钝化减反射层；
(9)通过丝网印刷背面铝浆/背电极，正面金属电极栅线，在峰值烧结温度为800℃进行精细共烧结，金属化浆料不能穿透隧穿氧化层，形成正背面电极金属化欧姆接触，制作得到正面发射结隧穿氧化钝化电池。
实施例5
基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，采用以下步骤：
(1)硅片在碱制绒槽中去除损伤层并进行表面抛光、单面制绒，形成6μm高的金字塔绒面；
(2)在硅片制绒面制备超薄隧穿氧化层SiO2及掺P多晶硅层形成N+发射结，本实施例采用高温热氧化工艺制备超薄的隧穿氧化层时，控制温度为800℃，在纯氧条件下反应30分钟，制作得到的超薄隧穿氧化层SiO2的厚度为2nm，掺P多晶硅层是基于PECVD法，采用CVD设备实现掺杂多晶硅的沉积，控制沉积温度为650℃、PH3/SiH4流量比在50％，气压200pa，沉积时间在5分钟，制备得到的掺P多晶硅层厚度在500nm，P原子含量为1×1021cm-3，掺P多晶硅层还可以结合95℃的激活工艺，调节方阻在100Ω/□；
(3)湿法工艺选择性刻蚀去除背面绕度掺磷的多晶硅层；
(4)温度控制在980℃，利用高温退火工艺对正面磷掺杂多晶硅层进行激活，在湿法制备过程中对电池正面沉积的掺磷层进行保护；
(5)电池背面经过ALD/PECVD方式沉积20nm厚的Al2O3层；
(6)电池正面/背面沉积氢化非晶氮化硅钝化减反射层；
(7)采用ns激光对背面钝化层进行选择性图形化开膜；
(8)在电池正面及背面，采用PECVD或磁控溅射法沉积100nm的氢化非晶氮化硅钝化减反射层；
(9)通过丝网印刷背面铝浆/背电极，正面金属电极栅线，在峰值烧结温度为950℃进行精细共烧结，金属化浆料不能穿透隧穿氧化层，形成正背面电极金属化欧姆接触，制作得到正面发射结隧穿氧化钝化电池。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (9)
1.基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：
(1)硅片在碱制绒槽中去除损伤层并进行表面抛光、单面制绒，形成1μm-6μm高的金字塔绒面；
(2)在硅片制绒面制备超薄隧穿氧化层SiO2及掺P多晶硅层形成N+发射结；
(3)湿法工艺选择性刻蚀去除背面绕度掺磷的多晶硅层；
(4)高温退火工艺对正面磷掺杂多晶硅层进行激活；
(5)电池背面经过ALD/PECVD方式沉积5-20nm厚的Al2O3层；
(6)电池正面/背面沉积氢化非晶氮化硅钝化减反射层；
(7)采用ns激光对背面钝化层进行选择性图形化开膜；
(8)在电池正面及背面，采用PECVD或磁控溅射法沉积80nm-100nm的氢化非晶氮化硅钝化减反射层；
(9)通过丝网印刷背面铝浆/背电极，正面金属电极栅线，形成正背面电极金属化欧姆接触，制作得到正面发射结隧穿氧化钝化电池。
2.根据权利要求1所述的基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，其特征在于，步骤(2)中采用湿法化学工艺制备超薄的隧穿氧化层时，控制温度为50-120℃，采用的溶液为浓度69wt％的纯硝酸溶液，硅片在溶液中的反应时间控制在30-50分钟。
3.根据权利要求1所述的基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，其特征在于，步骤(2)中采用高温热氧化工艺制备超薄的隧穿氧化层时，控制温度为500-800℃，在纯氧条件下反应30-60分钟。
4.根据权利要求1所述的基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，其特征在于，步骤(2)制作得到的超薄隧穿氧化层SiO2的厚度为0.5nm-2nm。
5.根据权利要求1所述的基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的掺P多晶硅层是基于PECVD法，采用CVD设备实现掺杂多晶硅的沉积，控制沉积温度为200℃-650℃、PH3/SiH4流量比在0.5％-50％，气压0.1pa-200pa，沉积时间在5-50分钟内，实现掺P多晶硅层厚度在10nm-500nm范围内调整。
6.根据权利要求5所述的基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，其特征在于，掺P多晶硅层再结合700℃-950℃的激活工艺，实现方阻在10-100Ω/□范围内进行调节。
7.根据权利要求1所述的基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的掺P多晶硅层中P原子含量为1×1019cm-3-1×1021cm-3。
8.根据权利要求1所述的基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，其特征在于，步骤(4)中的高温退火工艺的温度控制在750-980℃。
9.根据权利要求1所述的基于单晶PERC正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法，其特征在于，步骤(9)中印刷金属化浆料时，在峰值烧结温度为500℃-950℃范围内进行精细共烧结，金属化浆料不能穿透隧穿氧化层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710516637.XA CN109216499A (zh) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | 基于单晶perc正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710516637.XA CN109216499A (zh) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | 基于单晶perc正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109216499A true CN109216499A (zh) | 2019-01-15 |
Family
ID=64960708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710516637.XA Pending CN109216499A (zh) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | 基于单晶perc正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109216499A (zh) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109935659A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-06-25 | 河海大学常州校区 | 一种p型太阳能电池的制备方法 |
| CN109980022A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-05 | 通威太阳能（成都）有限公司 | 一种p型隧穿氧化物钝化接触太阳能电池及其制备方法 |
| CN110061083A (zh) * | 2019-02-19 | 2019-07-26 | 东方日升（常州）新能源有限公司 | 一种全正面钝化接触高效p型晶硅太阳电池的制备方法 |
| CN110120434A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-13 | 合肥晶澳太阳能科技有限公司 | 电池片及其制备方法 |
| CN110277471A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-24 | 上海神舟新能源发展有限公司 | 基于晶体硅N型Poly发射结太阳能电池制作方法 |
| CN110289319A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-09-27 | 江苏顺风光电科技有限公司 | 结合隧穿氧化层的选择性发射极单晶perc电池的制备方法 |
| CN111180555A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-05-19 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种基于perc的钝化接触电池的制备方法 |
| CN111354838A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-06-30 | 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 | 太阳能电池及其制备方法、n型掺杂硅膜的处理方法 |
| CN112259638A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-22 | 浙江晶科能源有限公司 | 光伏电池的制备方法 |
| CN112908838A (zh) * | 2019-11-19 | 2021-06-04 | 长鑫存储技术有限公司 | 改善热处理腔室污染的方法 |
| CN113113510A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-13 | 通威太阳能（成都）有限公司 | 一种p型双面perc太阳电池及其制备方法和应用 |
| CN114447156A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-06 | 环晟光伏(江苏)有限公司 | 一种适用于电镀电池片正表面激光开槽方法 |
| CN115020538A (zh) * | 2022-04-30 | 2022-09-06 | 常州时创能源股份有限公司 | 一种p型ibc单晶太阳能电池及其制备方法 |
| CN115101619A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-23 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种基于隧穿氧化层钝化接触结构的选择性发射极及其制备方法和应用 |
| CN115207135A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-18 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种perc电池的制备方法 |
| CN117276414A (zh) * | 2023-11-23 | 2023-12-22 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | P型高效钝化接触电池的制备方法及制造系统 |
-
2017
- 2017-06-29 CN CN201710516637.XA patent/CN109216499A/zh active Pending
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110061083A (zh) * | 2019-02-19 | 2019-07-26 | 东方日升（常州）新能源有限公司 | 一种全正面钝化接触高效p型晶硅太阳电池的制备方法 |
| CN109935659A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-06-25 | 河海大学常州校区 | 一种p型太阳能电池的制备方法 |
| CN109980022A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-05 | 通威太阳能（成都）有限公司 | 一种p型隧穿氧化物钝化接触太阳能电池及其制备方法 |
| CN110289319A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-09-27 | 江苏顺风光电科技有限公司 | 结合隧穿氧化层的选择性发射极单晶perc电池的制备方法 |
| CN110277471A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-24 | 上海神舟新能源发展有限公司 | 基于晶体硅N型Poly发射结太阳能电池制作方法 |
| CN110120434A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-13 | 合肥晶澳太阳能科技有限公司 | 电池片及其制备方法 |
| CN110120434B (zh) * | 2019-06-18 | 2024-03-26 | 合肥晶澳太阳能科技有限公司 | 电池片及其制备方法 |
| CN112908838A (zh) * | 2019-11-19 | 2021-06-04 | 长鑫存储技术有限公司 | 改善热处理腔室污染的方法 |
| WO2021128831A1 (zh) * | 2019-12-27 | 2021-07-01 | 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 | 太阳能电池及其制备方法、n型掺杂硅膜的处理方法以及半导体器件 |
| CN111354838A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-06-30 | 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 | 太阳能电池及其制备方法、n型掺杂硅膜的处理方法 |
| CN111354838B (zh) * | 2019-12-27 | 2022-07-15 | 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 | 太阳能电池及其制备方法、n型掺杂硅膜的处理方法 |
| CN111180555B (zh) * | 2020-03-04 | 2022-05-27 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种基于perc的钝化接触电池的制备方法 |
| CN111180555A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-05-19 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种基于perc的钝化接触电池的制备方法 |
| CN112259638B (zh) * | 2020-10-15 | 2023-09-19 | 浙江晶科能源有限公司 | 光伏电池的制备方法 |
| CN112259638A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-22 | 浙江晶科能源有限公司 | 光伏电池的制备方法 |
| CN113113510A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-13 | 通威太阳能（成都）有限公司 | 一种p型双面perc太阳电池及其制备方法和应用 |
| CN114447156A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-06 | 环晟光伏(江苏)有限公司 | 一种适用于电镀电池片正表面激光开槽方法 |
| CN115020538A (zh) * | 2022-04-30 | 2022-09-06 | 常州时创能源股份有限公司 | 一种p型ibc单晶太阳能电池及其制备方法 |
| CN115020538B (zh) * | 2022-04-30 | 2024-04-30 | 常州时创能源股份有限公司 | 一种p型ibc单晶太阳能电池及其制备方法 |
| CN115101619A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-23 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种基于隧穿氧化层钝化接触结构的选择性发射极及其制备方法和应用 |
| CN115207135A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-18 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种perc电池的制备方法 |
| CN117276414A (zh) * | 2023-11-23 | 2023-12-22 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | P型高效钝化接触电池的制备方法及制造系统 |
| CN117276414B (zh) * | 2023-11-23 | 2024-01-26 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | P型高效钝化接触电池的制备方法及制造系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109216499A (zh) | 基于单晶perc正面发射结隧穿氧化钝化电池制备方法 | |
| CN109216498A (zh) | 一种双面隧穿氧化钝化高效n型双面电池的制备方法 | |
| CN108110065A (zh) | 一种背接触太阳能电池及其制备方法 | |
| CN109524480A (zh) | 一种局域接触钝化的p型晶硅太阳电池及其制备方法 | |
| CN107195699A (zh) | 一种钝化接触太阳能电池及制备方法 | |
| CN107482079A (zh) | 选择性发射结及隧穿氧化高效n型电池制备方法 | |
| CN109786476A (zh) | 一种钝化接触结构及其在硅太阳电池中应用 | |
| CN110707159A (zh) | 一种正背面全面积接触钝化的p型晶硅太阳电池及其制备方法 | |
| CN110061083A (zh) | 一种全正面钝化接触高效p型晶硅太阳电池的制备方法 | |
| CN111628052B (zh) | 一种钝化接触电池的制备方法 | |
| CN206864484U (zh) | 一种钝化接触太阳能电池 | |
| CN110880541A (zh) | 一种新结构n型晶硅PERT双面电池及其制备方法 | |
| CN109802008B (zh) | 一种高效低成本n型背结pert双面电池的制造方法 | |
| CN209471975U (zh) | 一种背结太阳能电池 | |
| CN102332495A (zh) | 一种晶体硅太阳能电池的制作方法 | |
| CN109585578A (zh) | 一种背结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN205564789U (zh) | 一种钝化接触n型太阳能电池及其组件和系统 | |
| CN209561421U (zh) | 一种p型隧穿氧化物钝化接触太阳能电池 | |
| CN104218123A (zh) | 基于离子注入工艺的n型IBC硅太阳能电池制作方法 | |
| CN109755343A (zh) | 发射结选择性接触的隧穿氧化钝化perc电池制备方法 | |
| CN103646994A (zh) | 一种太阳电池正面电极的制备方法 | |
| CN207705205U (zh) | 一种背接触太阳能电池 | |
| CN111477720A (zh) | 一种钝化接触的n型背结太阳能电池及其制备方法 | |
| WO2023123814A1 (zh) | 一种ibc太阳能电池及其制备方法 | |
| CN108666379A (zh) | 一种p型背接触太阳电池及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190115 |