CN109449251A - 一种太阳能电池选择性发射极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，该方法可获得更低表面浓度、更浅结深、更高方阻的发射极轻掺杂区域，从而获得更好性能的发射极。本发明所述的太阳能电池选择性发射极的制备方法包括以下步骤：（1）提供硅基体，所述硅基体的表面包括用于与金属接触电极接触的金属接触区域和位于所述金属接触区域以外的非金属接触区域；（2）在所述硅基体表面的非金属接触区域上设置掺杂过滤层，所述掺杂过滤层包括硅薄膜；（3）对硅基体进行掺杂，在硅基体表面设置有掺杂过滤层的非金属接触区域形成选择性发射极的轻掺杂区域，在硅基体表面未设置掺杂过滤层的金属接触区域形成选择性发射极的重掺杂区域。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏组件领域，具体涉及一种太阳能电池选择性发射极的制备方法。
背景技术
太阳能电池是一种将光能转化为电能的半导体器件，更低的生产成本和更高的能量转化效率一直是太阳能电池工业追求的目标。要想获得高效率的太阳能电池，其表面必须具有良好的钝化和较低的表面复合速率，从而获得较高的开压、电流和效率。而在现有的普通晶硅太阳能电池制备技术中，普遍采用均匀掺杂的发射极。为了降低发射极的表面复合，提升晶硅太阳能电池的短波响应，必须降低发射极的表面掺杂浓度；然而，为了降低金属接触复合和接触电阻，则必须提高发射极的表面掺杂浓度。为了解决这一矛盾的技术问题，选择性发射极(Selective Emitter)是一个非常好的选择，其具体结构是：(1)在电极栅线以下及其附近区域形成重掺杂区，以提高开路电压，降低接触电阻，提高填充因子；(2)在非栅线区域形成浅掺杂区，以获得较好的表面钝化效果，提高短波响应和载流子收集率，从而提高短路电流。
在现有技术中，普通晶硅太阳能电池选择性发射极的制备方法主要分为两次扩散工艺和一次扩散工艺。其中，两次扩散工艺主要是先在晶体硅片绒面上生长扩散掩膜，再蚀刻开槽出电极栅线区域，然后，通过两次热扩散(重扩散和轻扩散)形成重掺杂和浅掺杂的结构。
专利CN201966219U及CN102214709B所公开的技术方案中，采用两步扩散的方法，先进行低表面浓度扩散形成轻掺杂区域，然后掩膜并开膜，来进行高表面浓度扩散，从而形成重掺杂区域。显然，两次扩散工艺需要较多的工序与设备，很大程度上提高了生产成本；此外，多次高温扩散会对硅片的少子寿命产生负面影响，限制了转化效率的进一步提升。
专利CN104022187B及CN102214709B所公开的技术方案中则采用一步扩散的方法形成重掺杂区域，然后掩膜回刻蚀以制备轻掺杂区域。专利CN102386280B所公开的技术方案则先在表面旋涂掺杂源，然后进行高温热处理形成轻掺杂区域，然后采用激光掺杂的方式形成重掺杂区域。然而，现有的一步扩散方法制备得到的选择性发射极中的轻掺杂区域的表面浓度较高，影响太阳能电池的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，该方法可获得更低表面浓度、更浅结深、更高方阻的发射极轻掺杂区域，从而获得更好性能的发射极。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，包括以下步骤：
(1)提供硅基体，所述硅基体的表面包括用于与金属接触电极接触的金属接触区域和位于所述金属接触区域以外的非金属接触区域；
(2)在所述硅基体表面的非金属接触区域上设置掺杂过滤层，所述掺杂过滤层包括硅薄膜；
(3)对硅基体进行掺杂，在硅基体表面设置有掺杂过滤层的非金属接触区域形成选择性发射极的轻掺杂区域，在硅基体表面未设置掺杂过滤层的金属接触区域形成选择性发射极的重掺杂区域。
在步骤(2)所述设置掺杂过滤层的过程中，可以采用低压化学气相沉积法(LPCVD)或等离子增强化学气相沉积法(PECVD)进行沉积，所述的硅薄膜可以是多晶硅薄膜、微晶硅薄膜、非晶硅薄膜中一种的单层薄膜或多种薄膜的叠层薄膜，也可以是多晶硅、微晶硅、非晶硅中多种的混合薄膜，当同一层硅薄膜中，硅以多种不同晶型存在时，即构成所述的混合薄膜，混合薄膜同样可以实现本发明的目的。所述硅薄膜的总厚度优选为5～500nm(例如5nm、50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm等)。
进一步地，本发明中，掺杂过滤层还可以包括氧化硅薄膜，通过氧化硅薄膜和硅薄膜相互配合进一步降低选择性发射极轻掺杂区域的掺杂浓度。所述的氧化硅薄膜可以位于所述硅薄膜和所述硅基体之间，氧化硅薄膜的厚度可以为0.5～10nm(0.5nm、1nm、1.5nm、2nm、2.5nm、3nm、3.5nm、4nm、4.5nm、5nm、5.5nm、6nm、6.5nm、7nm、7.5nm、8nm、8.5nm、9nm、9.5nm、10nm等)，经反复实验后证明，使用此方法能获得更低表面浓度的发射极轻掺杂区域，从而获得更好性能的发射极。
步骤(3)所述的掺杂过程中可以采用离子注入或扩散的方法进行掺杂。
对于制备选择性发射极来说，掺杂过程中的所用的掺杂源与硅基体的掺杂类型相反，掺杂源具体可以为磷(P)或硼(B)。
本发明中，掺杂源的类型可以与硅基体的掺杂类型相同，从而形成具有轻掺杂区域和重掺杂区域的选择性表面场。
作为本发明的一种实施方式，所述的步骤(2)由步骤(21)和步骤(22)组成：
步骤(21)，在所述硅基体的全部表面上设置掺杂过滤层；
步骤(22)，去除位于所述硅基体的金属接触区域上的掺杂过滤层。
上述步骤(22)中可使用激光去除金属接触区域上的掺杂过滤层，具体可采用皮秒、亚秒或纳秒激光器。
可以理解的是，本发明中，硅基体表面的金属接触区域的图案，也即选择性发射极的重掺杂区域的图案与金属接触电极图案相对应，在步骤(22)中，可根据金属接触电极的设计，采用与金属接触电极图案相对应的激光图形对硅基体表面进行扫描，激光照射位置处的掺杂过滤层被去除。
在步骤(3)中对硅基体进行掺杂后会在掺杂过滤层的硅薄膜表面和硅基体的重掺杂区域表面形成含掺杂源的硅玻璃(例如磷硅玻璃或硼硅玻璃)，因此，在步骤(3)之后，本发明的制备方法还可以包括以下步骤：
采用氢氟酸(HF)去除在掺杂过程中于掺杂过滤层以及重掺杂区域表面上生长的含掺杂源的硅玻璃。
在去除含掺杂源的硅玻璃之后，还可使用氢氧化钾(KOH)、氢氧化钠(NaOH)或四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液对掺杂过滤层进行蚀刻，以去除掺杂过滤层。需要说明的是，当掺杂过滤层中含有氧化硅薄膜时，可先采用上述氢氧化钾、氢氧化钠或四甲基氢氧化铵水溶液去除硅薄膜，之后再用氢氟酸(HF的水溶液去除氧化硅薄膜)。
在去除掺杂过滤层之后，可根据太阳能电池的具体结构，在形成的选择性发射极上形成太阳能电池的其他部分，包括但不限于形成钝化层、形成电极等。
其中，在轻掺杂区域和重掺杂区域上沉积钝化层，所述的钝化层可以是二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、氮氧化硅(SiOxN1-x)及多晶硅中的一种的单层薄膜或多种的多种薄膜的叠层薄膜，优选厚度为40～200nm(例如40nm、50nm、100nm、150nm、200nm等)，可以采用低压化学气相沉积法(LPCVD)或等离子增强化学气相沉积法(PECVD)进行沉积。
在所述的重掺杂区域上设置金属接触电极，可以使用丝网印刷的方式进行设置。
本发明提供的制备方法中，步骤(1)中提供硅基体可以包括对硅基体进行清洗，以及对需要设置选择性发射极的硅基体表面进行制绒、湿刻或者抛光的步骤。对硅基体表面进行制绒、湿刻或者抛光后，可再次对硅基体进行清洗。
使用本发明所述的方法所制得的太阳能电池选择性发射极，当使用氧化硅薄膜/硅薄膜叠层结构的掺杂过滤层时，其轻掺杂区域的方阻可以为100～200ohm/sq，表面浓度可以为1.0E18～1.0E20atoms/cm3；其重掺杂区域的方阻可以为10～100ohm/sq，表面浓度可以为4.0E19～2.0E21atoms/cm3。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的太阳能电池选择性发射极制备方法中，在硅基体表面位于用于与金属接触电极接触的金属接触区域以外的非金属接触区域上设置包括硅薄膜的掺杂过滤层，利用掺杂过滤层对掺杂元素起到一定的阻挡作用，减少进入硅基体表面非金属接触区域的掺杂元素的量，从而在非金属接触区域形成表面浓度较低的轻掺杂区域，而金属接触区域由于未被掺杂过滤层遮挡形成表面浓度较高的的重掺杂区域。本发明提供的制备方法不仅工艺简单，并且能够得到更低表面浓度、更浅结深、更高方阻的发射极轻掺杂区域，从而获得更好性能的发射极。
附图说明
以下通过附图对本发明作进一步的说明。
图1实施例1所述步骤(1)沉积掺杂过滤层后的结构示意图。
图2实施例1所述步骤(2)开膜后的结构示意图。
图3实施例1所述步骤(3)掺杂后的结构示意图。
图4实施例1所述步骤(4)去除硅玻璃后的结构示意图。
图5实施例1所述步骤(5)去除掺杂过滤层后的结构示意图。
图6实施例1所述步骤(6)制备钝化层后的结构示意图。
图7实施例1所制得的太阳能电池选择性发射极的结构示意图。
附图标记：1-硅基体；2-氧化硅薄膜；3-多晶硅薄膜；4-轻掺杂区域；5-重掺杂区域；6-磷硅玻璃；7-钝化层薄膜；8-金属接触电极。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明作进一步的说明。
在本发明所述的实施例中，采用四探针方阻测试仪对太阳能电池选择性发射极的方阻进行测试，采用ECV测试仪对太阳能电池选择性发射极的表面浓度和结深进行测试。
实施例1
本实施例提供一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，采用厚度为1.5nm的氧化硅薄膜和厚度为200nm的多晶硅薄膜作为掺杂过滤层，具体包括以下步骤。
步骤101，采用HCl+H2O2溶液及氢氟酸对制绒后的P型硅基体1进行清洗；
步骤102，利用低压化学气相沉积法(LPCVD)在清洗好的硅基体1的全部表面上依次生长一层厚度为1.5nm的氧化硅薄膜2和一层厚度为200nm的多晶硅薄膜3(生长温度为610℃)，即氧化硅薄膜2位于多晶硅薄膜3和硅基体1之间，如图1所示；
步骤103，根据金属接触电极的图案设计，使用皮秒激光器去除位于硅基体1表面用于与金属接触电极接触的金属接触区域上的氧化硅薄膜2和多晶硅薄膜3，保留位于硅基体表面金属接触区域以外的非金属接触区域上的氧化硅薄膜和多晶硅薄膜，如图2所示；
步骤104，使用炉管磷扩散工艺对硅基体1进行掺杂，扩散工艺包括通源步骤和推进步骤，温度均为900，℃通源步骤携带扩散源POCl3的氮气、氧气和常规氮气流量分别为850sccm(标准毫升/每分钟，下同)、1000sccm和14000sccm，通源步骤和推进步骤时间分别为30分钟和30分钟，利用多晶硅薄膜3和氧化硅薄膜2的过滤阻挡作用，在硅基体1表面设置上述掺杂过滤层的非金属接触区域形成轻掺杂区域4，未设置上述掺杂过滤层的金属接触区域形成重掺杂区域5，同时在多晶硅薄膜3和所述重掺杂区域5的表面上生长出一层磷硅玻璃6，如图3所示；
步骤105，使用氢氟酸去除掺杂后在多晶硅薄膜3和所述重掺杂区域5表面上生长的磷硅玻璃6，如图4所示；
步骤106，使用甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液去除掺杂过滤层中的多晶硅薄膜3，之后再使用氢氟酸去除氧化硅薄膜2，如图5所示。
完成上述步骤之后，对所得选择性发射极的方阻、表面浓度和结深进行测试，结果见表-1。
实施例2
本实施例提供一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，采用厚度为0.5nm的氧化硅薄膜和厚度为300nm的微晶硅薄膜作为掺杂过滤层，具体包括以下步骤。
步骤201，采用HCl+H2O2溶液及氢氟酸对制绒后的N型硅基体进行清洗；
步骤202，利用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在清洗好的硅基体的全部表面上依次生长一层厚度为0.5nm的氧化硅薄膜和一层厚度为300nm的微晶硅薄膜(生长温度为600℃)，即氧化硅薄膜位于微晶硅薄膜和硅基体之间；
步骤203，根据金属接触电极的图案设计，使用皮秒激光器去除位于硅基体表面用于与金属接触电极接触的金属接触区域上的氧化硅薄膜和微晶硅薄膜，保留位于硅基体表面金属接触区域以外的非金属接触区域上的氧化硅薄膜和微晶硅薄膜
步骤204，使用炉管硼扩散工艺对硅基体进行掺杂，扩散工艺包括通源步骤和推进步骤，温度均为925℃，通源步骤携带扩散源BBr3的氮气、氧气和常规氮气流量分别为500sccm、250sccm和33000sccm，通源步骤和推进步骤时间分别为20分钟和80分钟,利用微晶硅薄膜和氧化硅薄膜的过滤阻挡作用，在硅基体表面设置有上述掺杂过滤层的非金属接触区域形成选择性发射极的轻掺杂区域，在硅基体表面未设置上述掺杂过滤层的金属接触区域形成选择性发射极的重掺杂区域，同时在微晶硅薄膜和所述重掺杂区域的表面上生长出一层硼硅玻璃；
步骤205，使用氢氟酸去除掺杂后在微晶硅薄膜和重掺杂区域表面上生长的硼硅玻璃；
步骤206，使用氢氧化钾(KOH)水溶液去除掺杂过滤层中的的微晶硅薄膜，之后再使用氢氟酸去除氧化硅薄膜。
完成上述步骤之后，对所得选择性发射极的方阻、表面浓度和结深进行测试，结果见表-1。
实施例3
本实施例提供一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，采用厚度为2.5nm的氧化硅薄膜和厚度为500nm的非晶硅薄膜作为掺杂过滤层，具体包括以下步骤。
步骤301，采用HCl+H2O2溶液及氢氟酸对制绒后的N型硅基体进行清洗；
步骤302，利用低压化学气相沉积法(LPCVD)在清洗好的硅基体的全部表面上依次生长一层厚度为2.5nm的氧化硅薄膜和一层厚度为500nm的非晶硅薄膜(生长温度为590℃)，即氧化硅薄膜位于非晶硅薄膜和硅基体之间；
步骤303，根据金属接触电极的图案设计，使用皮秒激光器去除位于硅基体表面用于与金属接触电极接触的金属接触区域上的氧化硅薄膜和非晶硅薄膜，保留位于硅基体表面金属接触区域以外的非金属接触区域上的氧化硅薄膜和非晶硅薄膜
步骤304，使用炉管硼扩散工艺对硅基体进行掺杂，扩散工艺包括通源步骤和推进步骤，温度均为925℃，通源步骤携带扩散源BBr3的氮气、氧气和常规氮气流量分别为500sccm、250sccm和33000sccm，通源步骤和推进步骤时间分别为20分钟和80分钟,利用非晶硅薄膜和氧化硅薄膜的过滤阻挡作用，在硅基体表面设置有掺杂过滤层的非金属接触区域形成选择性发射极的轻掺杂区域，在硅基体表面未设置掺杂过滤层的金属接触区域形成选择性发射极的重掺杂区域，同时在非晶硅薄膜和重掺杂区域的表面上生长出一层硼硅玻璃；
步骤305，使用氢氟酸去除掺杂后在非晶硅薄膜和重掺杂区域表面上生长的硼硅玻璃；
步骤306，使用氢氧化钾(KOH)水溶液去除掺杂过滤层中的的非晶硅薄膜，之后再使用氢氟酸去除氧化硅薄膜。
完成上述步骤之后，对所得选择性发射极的方阻、表面浓度和结深进行测试，结果见表-1。
实施例4
本实施例提供一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，采用厚度为2.0nm的氧化硅薄膜和厚度为100nm的多晶硅薄膜作为掺杂过滤层，具体包括以下步骤。
步骤401，采用HCl+H2O2溶液及氢氟酸对制绒后的P型硅基体进行清洗；
步骤402，利用低压化学气相沉积法(LPCVD)在硅基体的全部表面上依次生长一层厚度为2.0nm的氧化硅薄膜和一层厚度为100nm的多晶硅薄膜(生长温度为610℃)，即氧化硅薄膜位于多晶硅薄膜和硅基体之间；
步骤403，根据金属接触电极的图案设计，使用皮秒激光器去除位于硅基体表面用于与金属接触电极接触的金属接触区域上的氧化硅薄膜和多晶硅薄膜，保留位于硅基体表面金属接触区域以外的非金属接触区域上的氧化硅薄膜和多晶硅薄膜；
步骤404，使用炉管磷扩散工艺对硅基体进行掺杂，扩散工艺包括通源步骤和推进步骤，温度均为900℃，通源步骤携带扩散源POCl3的氮气、氧气和常规氮气流量分别为850sccm、1000sccm和14000sccm，通源步骤和推进步骤时间分别为30分钟和30分钟，利用多晶硅薄膜和氧化硅薄膜的过滤阻挡作用，在硅基体表面设置有上述掺杂过滤层的非金属接触区域形成选择性发射极的轻掺杂区域，在硅基体表面未设置上述掺杂过滤层的金属接触区域形成选择性发射极的重掺杂区域，同时在多晶硅薄膜和重掺杂区域的表面上生长出一层磷硅玻璃；
步骤405，使用氢氟酸去除掺杂后在多晶硅薄膜和重掺杂区域表面上生长的磷硅玻璃；
步骤406，使用氢氧化钾(KOH)水溶液去除掺杂过滤层中的多晶硅薄膜，之后再使用氢氟酸去除氧化硅薄膜。
完成上述步骤之后，对所得选择性发射极的方阻、表面浓度和结深进行测试，结果见表-1。
实施例5
本实施例提供一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，采用厚度为1.8nm的氧化硅薄膜和厚度为400nm的微晶硅薄膜作为掺杂过滤层，具体包括以下步骤。
步骤501，采用HCl+H2O2溶液及氢氟酸对制绒后的P型硅基体进行清洗；
步骤502，利用低压化学气相沉积法(LPCVD)在硅基体的全部表面上依次生长一层厚度为1.8nm的氧化硅薄膜和一层厚度为400nm的微晶硅薄膜(生长温度为600℃)，即氧化硅薄膜位于微晶硅薄膜和硅基体之间；
步骤503，根据金属接触电极的图案设计，使用亚秒激光器去除位于硅基体1表面用于与金属接触电极接触的金属接触区域上的氧化硅薄膜和微晶硅薄膜，保留位于硅基体表面金属接触区域以外的非金属接触区域上的氧化硅薄膜和微晶硅薄膜；
步骤504，使用炉管磷扩散工艺对硅基体进行掺杂，扩散工艺包括通源步骤和推进步骤，温度均为900℃，通源步骤携带扩散源POCl3的氮气、氧气和常规氮气流量分别为850sccm、1000sccm和14000sccm，通源步骤和推进步骤时间分别为30分钟和30分钟，利用微晶硅薄膜和氧化硅薄膜的过滤阻挡作用，在硅基体表面设置有上述过滤层的非金属接触区域形成选择性发射极的轻掺杂区域，未设置上述掺杂过滤层的金属接触区域形成选择性发射极的重掺杂区域，同时在微晶硅薄膜和重掺杂区域的表面上生长出一层磷硅玻璃；
步骤505，使用氢氟酸去除掺杂后在微晶硅薄膜和重掺杂区域表面上生长的磷硅玻璃；
步骤506，使用四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液去除掺杂过滤层中的微晶硅薄膜，之后再使用氢氟酸去除氧化硅薄膜。
完成上述步骤之后，对所得选择性发射极的方阻、表面浓度和结深进行测试，结果见表-1。
实施例6
本实施例提供一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，采用厚度为1.0nm的氧化硅薄膜和厚度为250nm的微晶硅薄膜作为掺杂过滤层，具体包括以下步骤。
步骤601，采用HCl+H2O2溶液及氢氟酸对制绒后的N型硅基体进行清洗；
步骤602，利用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在硅基体的全部表面上依次生长一层厚度为1.5nm的氧化硅薄膜和一层厚度为250nm的微晶硅薄膜(生长温度为600℃)，即氧化硅薄膜位于微晶硅薄膜和硅基体之间；
步骤603，根据金属接触电极的图案设计，使用亚秒激光器去除位于硅基体表面用于与金属接触电极接触的金属接触区域上的氧化硅薄膜和微晶硅薄膜，保留位于硅基体表面金属接触区域以外的非金属接触区域上的氧化硅薄膜和微晶硅薄膜；
步骤604，使用炉管硼扩散工艺对硅基体进行掺杂，扩散工艺包括通源步骤和推进步骤，温度均为925℃，通源步骤携带扩散源BBr3的氮气、氧气和常规氮气流量分别为500sccm、250sccm和33000sccm，通源步骤和推进步骤时间分别为20分钟和80分钟,利用微晶硅薄膜和氧化硅薄膜的过滤阻挡作用，在硅基体表面设置有上述过滤层的非金属接触区域形成选择性发射极的轻掺杂区域，未设置上述掺杂过滤层的金属接触区域形成选择性发射极的重掺杂区域，同时在微晶硅薄膜和重掺杂区域的表面上生长出一层硼硅玻璃；
步骤605，使用氢氟酸去除掺杂后在微晶硅薄膜和重掺杂区域表面上生长的硼硅玻璃；
步骤606，使用氢氧化钠(NaOH)水溶液去除位于硅基体表面上的掺杂过滤层中的微晶硅薄膜，之后再使用氢氟酸去除氧化硅薄膜。
完成上述步骤之后，对所得选择性发射极的方阻、表面浓度和结深进行测试，结果见表-1。
实施例7
本实施例提供一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，采用厚度为5nm的多晶硅薄膜作为掺杂过滤层，具体包括以下步骤。
步骤701，采用HCl+H2O2溶液及氢氟酸对制绒后的N型硅基体进行清洗；
步骤702，利用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在清洗好的硅基体的全部表面上生长一层厚度为5nm的多晶硅薄膜(生长温度为610℃)；
步骤703，根据金属接触电极的图案设计，使用皮秒激光器去除位于硅基体表面用于与金属接触电极接触的金属接触区域上的多晶硅薄膜，保留位于硅基体表面金属接触区域以外的非金属接触区域上的多晶硅薄膜；
步骤704，使用炉管硼扩散工艺对硅基体进行掺杂，扩散工艺包括通源步骤和推进步骤，温度均为925℃，通源步骤携带扩散源BBr3的氮气、氧气和常规氮气流量分别为500sccm、250sccm和33000sccm，通源步骤和推进步骤时间分别为20分钟和80分钟利用多晶硅薄膜的过滤阻挡作用，在硅基体表面设置有掺杂过滤层的非金属接触区域形成选择性发射极的轻掺杂区域，在硅基体表面未设置掺杂过滤层的金属接触区域形成选择性发射极的重掺杂区域，同时在多晶硅薄膜表面和重掺杂区域的表面上生长出一层硼硅玻璃；
步骤705，使用氢氟酸去除掺杂后在多晶硅薄膜和重掺杂区域表面上生长的硼硅玻璃；
步骤706，使用氢氧化钠(NaOH)水溶液去除位于硅基体表面上的多晶硅薄膜。
完成上述步骤之后，对所得选择性发射极的方阻、表面浓度和结深进行测试，结果见表-1。
实施例8
本实施例提供一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，采用厚度为50nm微晶硅薄膜作为掺杂过滤层，具体包括以下步骤。
步骤801，采用HCl+H2O2溶液及氢氟酸对制绒后的N型硅基体进行清洗；
步骤802，利用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在清洗好的硅基体的全部表面上生长一层厚度为50nm的微晶硅薄膜(生长温度为600℃)；
步骤803，根据金属接触电极的图案设计，使用亚秒激光器去除位于硅基体表面用于与金属接触电极接触的金属接触区域上的微晶硅薄膜，保留位于硅基体表面金属接触区域以外的非金属接触区域上的微晶硅薄膜；
步骤804，使用炉管硼扩散对硅基体进行掺杂，扩散工艺包括通源步骤和推进步骤，温度均为925℃，通源步骤携带扩散源BBr3的氮气、氧气和常规氮气流量分别为500sccm、250sccm和33000sccm，通源步骤和推进步骤时间分别为20分钟和80分钟，利用微晶硅薄膜的过滤阻挡作用，在硅基体表面设置有掺杂过滤层的非金属接触区域形成轻掺杂区域，未设置掺杂过滤层的金属接触区域形成重掺杂区域，同时在掺杂过滤层和重掺杂区域的表面上生长出一层硼硅玻璃；
步骤805，使用氢氟酸去除掺杂后在多晶硅薄膜和重掺杂区域表面上生长的硼硅玻璃；
步骤806，使用氢氧化钾(KOH)水溶液去除位于硅基体表面上的多晶硅薄膜。
完成上述步骤之后，对所得选择性发射极的方阻、表面浓度和结深进行测试，结果见表-1。
实施例9
本实施例提供一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，采用厚度为100nm多晶硅和微晶硅混合的混合硅薄膜作为掺杂过滤层，具体包括以下步骤。
步骤901，采用HCl+H2O2溶液及氢氟酸对制绒后的P型硅基体进行清洗；
步骤902，利用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在硅基体的全部表面上生长一层厚度为100nm的多晶硅和微晶硅混合的混合硅薄膜(生长温度为605℃)；
步骤903，根据金属接触电极的图案设计，使用纳秒激光器去除位于硅基体表面用于与金属接触电极接触的金属接触区域上的混合硅薄膜，保留位于硅基体表面金属接触区域以外的非金属接触区域上的混合硅薄膜；
步骤904，使用炉管磷扩散工艺对硅基体进行掺杂，扩散工艺包括通源步骤和推进步骤，温度均为900℃，通源步骤携带扩散源POCl3的氮气、氧气和常规氮气流量分别为850sccm、1000sccm和14000sccm，通源步骤和推进步骤时间分别为30分钟和30分钟，利用多晶硅薄膜的过滤阻挡作用，在硅基体表面设置有掺杂过滤层的非金属接触区域形成轻掺杂区域，未设置掺杂过滤层的金属接触区域形成重掺杂区域，同时在混合硅薄膜和重掺杂区域的表面上生长出一层磷硅玻璃；
步骤905，使用氢氟酸去除掺杂后在混合硅薄膜和重掺杂区域表面上生长的硼硅玻璃；
步骤906，使用氢氧化钾(KOH)水溶液去除位于硅基体表面上的混合硅薄膜。
完成上述步骤之后，对所得选择性发射极的方阻、表面浓度和结深进行测试，结果见表-1。
实施例10
本实施例提供一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，采用厚度为80nm非晶硅和微晶硅混合的混合硅薄膜作为掺杂过滤层，具体包括以下步骤。
步骤1001，采用HCl+H2O2溶液及氢氟酸对制绒后的P型硅基体进行清洗；
步骤1002，利用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在硅基体的全部表面上生长一层厚度为80nm的非晶硅和微晶硅混合的混合硅薄膜(生长温度为595℃)；
步骤1003，根据金属接触电极的图案设计，使用纳秒激光器去除位于硅基体表面用于与金属接触电极接触的金属接触区域上的混合硅薄膜，保留位于硅基体表面金属接触区域以外的非金属接触区域上的混合硅薄膜；
步骤1004，使用炉管磷扩散工艺对硅基体进行掺杂，扩散工艺包括通源步骤和推进步骤，温度均为900℃，通源步骤携带扩散源POCl3的氮气、氧气和常规氮气流量分别为850sccm、1000sccm和14000sccm，通源步骤和推进步骤时间分别为30分钟和30分钟，利用多晶硅薄膜的过滤阻挡作用，在硅基体表面设置有掺杂过滤层的非金属接触区域形成轻掺杂区域，未设置掺杂过滤层的金属接触区域形成重掺杂区域，同时在混合硅薄膜和重掺杂区域的表面上生长出一层磷硅玻璃；
步骤1005，使用氢氟酸去除掺杂后在混合硅薄膜和重掺杂区域表面上生长的硼硅玻璃；
步骤1006，使用四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液去除位于硅基体表面上的混合硅薄膜。
完成上述步骤之后，对所得选择性发射极的方阻、表面浓度和结深进行测试，结果见表-1。
实施例11
本实施例提供一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，采用厚度为20nm非晶硅薄膜作为掺杂过滤层，具体包括以下步骤。
步骤1101，采用HCl+H2O2溶液及氢氟酸对制绒后的P型硅基体进行清洗；
步骤1102，利用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在硅基体的全部表面上生长一层厚度为20nm的非晶硅薄膜(生长温度为590℃)；
步骤1103，根据金属接触电极的图案设计，使用纳秒激光器去除位于硅基体表面用于与金属接触电极接触的金属接触区域上的混合硅薄膜，保留位于硅基体表面金属接触区域以外的非金属接触区域上的混合硅薄膜；
步骤1104，使用炉管磷扩散工艺对硅基体进行掺杂，扩散工艺包括通源步骤和推进步骤，温度均为900℃，通源步骤携带扩散源POCl3的氮气、氧气和常规氮气流量分别为850sccm、1000sccm和14000sccm，通源步骤和推进步骤时间分别为30分钟和30分钟，利用非晶硅薄膜的过滤阻挡作用，在硅基体表面设置有掺杂过滤层的非金属接触区域形成轻掺杂区域，未设置掺杂过滤层的金属接触区域形成重掺杂区域，同时在非硅薄膜和重掺杂区域的表面上生长出一层磷硅玻璃；
步骤1105，使用氢氟酸去除掺杂后在非晶硅薄膜和重掺杂区域表面上生长的硼硅玻璃；
步骤1106，使用氢氧化钾(KOH)水溶液去除位于硅基体表面上的混合硅薄膜。
完成上述步骤之后，对所得选择性发射极的方阻、表面浓度和结深进行测试，结果见表-1。
对比例1
本对比例提供一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，采用厚度为5nm的氧化硅薄膜作为掺杂过滤层，具体包括以下步骤。
步骤1201，采用HCl+H2O2溶液及氢氟酸对制绒后的P型硅基体进行清洗；
步骤1202，利用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在硅基体的全部表面上生长一层厚度为5nm的氧化硅薄膜(生长温度为450℃)；
步骤1203，根据金属接触电极的图案设计，使用纳秒激光器去除位于硅基体表面用于与金属接触电极接触的金属接触区域上的氧化硅薄膜，保留位于硅基体表面金属接触区域以外的非金属接触区域上的氧化硅薄膜；
步骤1204，使用炉管磷扩散工艺对硅基体进行掺杂，扩散工艺包括通源步骤和推进步骤，温度均为900℃，通源步骤携带扩散源POCl3的氮气、氧气和常规氮气流量分别为850sccm、1000sccm和14000sccm，通源步骤和推进步骤时间分别为30分钟和30分钟，利用氧化硅硅薄膜的过滤阻挡作用，在硅基体表面设置有掺杂过滤层的非金属接触区域形成轻掺杂区域，未设置掺杂过滤层的金属接触区域形成重掺杂区域，同时在氧化硅薄膜和重掺杂区域的表面上生长出一层磷硅玻璃；
步骤1205，使用氢氟酸去除掺杂后在氧化硅薄膜和重掺杂区域表面上生长的磷硅玻璃和氧化硅薄膜。
完成上述步骤之后，对所得选择性发射极的方阻、表面浓度和结深进行测试，结果见表-1。
表-1
从表-1所示的数据可以看出，上述的实施例1～11所述的技术方案均能实现本发明的目的，当使用氧化硅薄膜和单质硅薄膜的叠层薄膜作为掺杂过滤层时，所得的轻掺杂区域方阻更高、表面浓度更低、结深更浅。
需要指出的是，上述实施例仅是对本发明作进一步的说明，而不是限制，在与本发明相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）提供硅基体，所述硅基体的表面包括用于与金属接触电极接触的金属接触区域和位于所述金属接触区域以外的非金属接触区域；
（2）在所述硅基体表面的非金属接触区域上设置掺杂过滤层，所述掺杂过滤层包括硅薄膜；
（3）对硅基体进行掺杂，在硅基体表面设置有掺杂过滤层的非金属接触区域形成选择性发射极的轻掺杂区域，在硅基体表面未设置掺杂过滤层的金属接触区域形成选择性发射极的重掺杂区域。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述的硅薄膜为多晶硅薄膜、微晶硅薄膜、非晶硅薄膜中一种的或多种的叠层薄膜，或多晶硅、微晶硅、非晶硅中多种的混合薄膜。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述硅薄膜的厚度为5～500nm。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述掺杂过滤层还包括氧化硅薄膜。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述氧化硅薄膜的厚度为0.5～10nm。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述氧化硅薄膜位于所述硅薄膜和所述硅基体之间。
7.根据权利要求1～6任一项所述的太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征在于，步骤（2）包括：
步骤（21），在所述硅基体的全部表面上设置掺杂过滤层；
步骤（22），去除位于所述硅基体的金属接触区域上的掺杂过滤层。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征在于，在步骤（21）中，采用低压化学气相沉积法或等离子增强化学气相沉积法形成所述的掺杂过滤层。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征在于，步骤（22）中使用激光去除位于所述硅基体的金属接触区域上的掺杂过滤层。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池选择性发射极的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的掺杂过程中采用离子注入或扩散的方法进行掺杂，掺杂元素为磷或硼。
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