CN110299416A - 一种太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于公开一种太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构及其制备方法，它包括硅片基体、掺杂层和钝化层，在所述硅片基体表面进行N+/P+掺杂形成掺杂层，所述掺杂层位于所述硅片基体之上，所述钝化层位于所述掺杂层表面；与现有技术相比，利用扩散掺杂过程生长的SiOx：P或SiOx：B作为太阳能电池掺杂层的表面钝化层，不需要额外的工序来实现掺杂层表面钝化层生长，简化太阳能电池制备工艺流程，且掺杂层和其表面的钝化层在扩散过程中一次完成，解决了外界环境对掺杂层表面钝化质量的影响问题，提高太阳能电池产品品质的稳定性，实现本发明的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池钝化层结构及其制备方法，特别涉及一种太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构及其制备方法。
背景技术
光伏发电是当前利用太阳能的主要方式之一，太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点，已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。因此，深入研究和利用太阳能资源，对缓解资源危机、改善生态环境具有十分重要的意义。
太阳能电池在制备过程中都需要在硅基体上进行N+/N、N+/P、P+/N、P+/P掺杂层的制备，完成掺杂层制备后需要去除掺杂过程中表面形成其他反应产物并对掺杂层表面进行清洗，清洗后在掺杂层表面生长钝化层。该种钝化方式制备流程复杂，而且对钝化层生长前的掺杂层表面清洁度要求很高。经过清洗的掺杂层表面在工序流转或钝化层生长前的等待过程中，由于环境洁净度影响不可避免地掺杂层表面要吸附环境带电颗粒或在环境中表面发生缓慢氧化。
因此，特别需要一种太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构及其制备方法，以解决上述现有存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构及其制备方法，针对现有技术的不足，降低外界环境对掺杂层表面钝化质量的影响，简化制备工艺流程。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
第一方面，本发明提供一种太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构，其特征在于，它包括硅片基体、掺杂层和钝化层，在所述硅片基体表面进行N+/P+掺杂形成掺杂层，所述掺杂层位于所述硅片基体之上，所述钝化层位于所述掺杂层表面。
在本发明的一个实施例中，在所述硅片基体表面进行N+掺杂，形成N+掺杂层，N+掺杂层位于硅片基体之上，含磷的氧化硅层SiOx：P位于N+掺杂层表面，构成掺杂层表面钝化结构为SiOx：P/N+。
进一步，所述N+掺杂层的结深为0.1-2μm；含磷的氧化硅层SiOx：P的厚度为1-200nm。
进一步，所述含磷的氧化硅层SiOx：P的厚度为10-20nm。
在本发明的一个实施例中，在所述硅片基体表面进行P+掺杂，形成P+掺杂层，P+掺杂层位于硅片基体之上，含硼的氧化硅层SiOx：B位于P+掺杂层表面，构成掺杂层表面钝化结构为SiOx：B/P+。
进一步，所述P+掺杂层的结深为0.1-2μm；含硼的氧化硅层SiOx：B的厚度为1-200nm。
进一步，所述含硼的氧化硅层SiOx：B的厚度为10-20nm。
第二方面，本发明提供一种太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)将硅片基体表面经过制绒/抛光、清洗等前道工序处理；
b)通过磷/硼扩散方法对硅片基体表面进行低温扩散沉积，然后进行高温推进及氧化形成N+掺杂层/P+掺杂层和表面含磷的氧化硅层SiOx：P/含硼的氧化硅层SiOx：B，从而构成掺杂层表面钝化结构SiOx：P/N+或掺杂层表面钝化结构SiOx：B/P+。
在本发明的一个实施例中，在上述步骤b)之后，还包括如下步骤：
c)用HF及HCl混合液或HF溶液对含磷的氧化硅层SiOx：P/含硼的氧化硅层SiOx：B进行腐蚀，通过时间来控制保留的含磷的氧化硅层SiOx：P/含硼的氧化硅层SiOx：B的厚度。
在本发明的一个实施例中，在上述步骤b)中的低温扩散沉积的工艺参数：温度为700-920℃，时间为5-30min，大氮为1000-15000sccm，小氮为80-1000sccm，氧气为50-1200sccm，压力为15-1060mbar。
在本发明的一个实施例中，在上述步骤b)中的高温推进及氧化的工艺参数：温度为800-1000℃，时间为5-50min，大氮为0-15000sccm，小氮为0，氧气为50-15000sccm，压力为15-1060mbar。
本发明的太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构及其制备方法，与现有技术相比，利用扩散掺杂过程生长的SiOx：P或SiOx：B作为太阳能电池掺杂层的表面钝化层，不需要额外的工序来实现掺杂层表面钝化层生长，简化太阳能电池制备工艺流程，且掺杂层和其表面的钝化层在扩散过程中一次完成，解决了外界环境对掺杂层表面钝化质量的影响问题，提高太阳能电池产品品质的稳定性，实现本发明的目的。
本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本发明的太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构及其制备方法的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例
如图1所示，本发明的太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构，它包括硅片基体100、掺杂层101和钝化层102，硅片基体100(可以为N型也可以为P型)正面为绒面，背面为抛光面或绒面；在硅片基体100表面进行N+/P+掺杂形成掺杂层101，掺杂层101位于硅片基体100之上，钝化层102位于掺杂层101表面。
在本实施例中，在硅片基体100表面进行N+掺杂，形成N+掺杂层101，N+掺杂层101位于硅片基体100之上，含磷的氧化硅层(即钝化层102)SiOx：P位于N+掺杂层101表面，构成掺杂层表面钝化结构为SiOx：P/N+。
N+掺杂层101的结深为0.1-2μm；含磷的氧化硅层(即钝化层102)SiOx：P的厚度为1-200nm；优选地，含磷的氧化硅层(即钝化层102)SiOx：P的厚度为10-20nm。
在本实施例中，在硅片基体100表面进行P+掺杂，形成P+掺杂层101，P+掺杂层101位于硅片基体100之上，含硼的氧化硅层(即钝化层102)SiOx：B位于P+掺杂层101表面，构成掺杂层表面钝化结构为SiOx：B/P+。
P+掺杂层101的结深为0.1-2μm；含硼的氧化硅层(即钝化层102)SiOx：B的厚度为1-200nm；优选地，含硼的氧化硅层(即钝化层102)SiOx：B的厚度为10-20nm。
本发明的太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构的制备方法，包括如下步骤：
硅片基体100表面进行N+掺杂，构成掺杂层表面钝化结构SiOx：P/N+：
a)将硅片基体表面经过制绒/抛光、清洗等前道工序处理；(由于制绒/抛光、清洗等前道工艺为太阳能电池制备的常规工艺步骤，在此不再进行详细介绍)
b)通过磷扩散方法对硅片基体表面进行低温扩散沉积，然后进行高温推进及氧化形成N+掺杂层和表面含磷的氧化硅层SiOx：P，从而构成掺杂层表面钝化结构SiOx：P/N+。
在上述步骤b)中的低温扩散沉积的工艺参数：温度为700-920℃，时间为5-30min，大氮为1000-15000sccm，小氮为80-1000sccm，氧气为50-1200sccm，压力为15-1060mbar。
在上述步骤b)中的高温推进及氧化的工艺参数：温度为800-1000℃，时间为5-50min，大氮为0-15000sccm，小氮为0，氧气为50-15000sccm，压力为15-1060mbar。
通过控制步骤b)中高温推进及氧化的温度和时间来控制含磷的氧化硅层SiOx：P的厚度。
硅片基体100表面进行P+掺杂，构成掺杂层表面钝化结构SiOx：B/P+：
a)将硅片基体表面经过制绒/抛光、清洗等前道工序处理；(由于制绒/抛光、清洗等前道工艺为太阳能电池制备的常规工艺步骤，在此不再进行详细介绍)
b)通过硼扩散方法对硅片基体表面进行低温扩散沉积，然后进行高温推进及氧化形成P+掺杂层和表面含硼的氧化硅层SiOx：B，从而构成掺杂层表面钝化结构SiOx：B/P+。
在上述步骤b)中的低温扩散沉积的工艺参数：温度为820-920℃，时间为5-30min，大氮为1000-15000sccm，小氮为50-900sccm，氧气为50-1200sccm，压力为15-1060mbar。
在上述步骤b)中的高温推进及氧化的工艺参数：温度为900-1000℃，时间为5-50min，大氮为0-15000sccm，小氮为0，氧气为50-15000sccm，压力为15-1060mbar。
通过控制步骤b)中高温推进及氧化的温度和时间来控制含硼的氧化硅层SiOx：B的厚度。
在本实施例中，在上述步骤b)之后，还包括如下步骤：
c)用HF及HCl混合液或HF溶液对含磷的氧化硅层SiOx：P/含硼的氧化硅层SiOx：B进行腐蚀，通过时间来控制保留的含磷的氧化硅层SiOx：P/含硼的氧化硅层SiOx：B的厚度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (11)
1.一种太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构，其特征在于，它包括硅片基体、掺杂层和钝化层，在所述硅片基体表面进行N+/P+掺杂形成掺杂层，所述掺杂层位于所述硅片基体之上，所述钝化层位于所述掺杂层表面。
2.如权利要求1所述的太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构，其特征在于，在所述硅片基体表面进行N+掺杂，形成N+掺杂层，N+掺杂层位于硅片基体之上，含磷的氧化硅层SiOx：P位于N+掺杂层表面，构成掺杂层表面钝化结构为SiOx：P/N+。
3.如权利要求2所述的太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构，其特征在于，所述N+掺杂层的结深为0.1-2μm；含磷的氧化硅层SiOx：P的厚度为1-200nm。
4.如权利要求2所述的太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构，其特征在于，所述含磷的氧化硅层SiOx：P的厚度为10-20nm。
5.如权利要求1所述的太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构，其特征在于，在所述硅片基体表面进行P+掺杂，形成P+掺杂层，P+掺杂层位于硅片基体之上，含硼的氧化硅层SiOx：B位于P+掺杂层表面，构成掺杂层表面钝化结构为SiOx：B/P+。
6.如权利要求5所述的太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构，其特征在于，所述P+掺杂层的结深为0.1-2μm；含硼的氧化硅层SiOx：B的厚度为1-200nm。
7.如权利要求5所述的太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构，其特征在于，所述含硼的氧化硅层SiOx：B的厚度为10-20nm。
8.一种太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)将硅片基体表面经过制绒/抛光、清洗等前道工序处理；
b)通过磷/硼扩散方法对硅片基体表面进行低温扩散沉积，然后进行高温推进及氧化形成N+掺杂层/P+掺杂层和表面含磷的氧化硅层SiOx：P/含硼的氧化硅层SiOx：B，从而构成掺杂层表面钝化结构SiOx：P/N+或掺杂层表面钝化结构SiOx：B/P+。
9.如权利要求8所述的太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构的制备方法，其特征在于，在上述步骤b)之后，还包括如下步骤：
c)用HF及HCl混合液或HF溶液对含磷的氧化硅层SiOx：P/含硼的氧化硅层SiOx：B进行腐蚀，通过时间来控制保留的含磷的氧化硅层SiOx：P/含硼的氧化硅层SiOx：B的厚度。
10.如权利要求8所述的太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构的制备方法，其特征在于，在上述步骤b)中的低温扩散沉积的工艺参数：温度为700-920℃，时间为5-30min，大氮为1000-15000sccm，小氮为80-1000sccm，氧气为50-1200sccm，压力为15-1060mbar。
11.如权利要求8所述的太阳能电池的掺杂层表面钝化层结构的制备方法，其特征在于，在上述步骤b)中的高温推进及氧化的工艺参数：温度为800-1000℃，时间为5-50min，大氮为0-15000sccm，小氮为0，氧气为50-15000sccm，压力为15-1060mbar。
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