CN110571302A - 一种n型晶体硅电池的制备方法 - Google Patents
一种n型晶体硅电池的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110571302A CN110571302A CN201910671184.7A CN201910671184A CN110571302A CN 110571302 A CN110571302 A CN 110571302A CN 201910671184 A CN201910671184 A CN 201910671184A CN 110571302 A CN110571302 A CN 110571302A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon wafer
- crystal silicon
- type crystal
- solution
- type
- 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
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 114
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 114
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 114
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 51
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 31
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 21
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 19
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 15
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- FWFGVMYFCODZRD-UHFFFAOYSA-N oxidanium;hydrogen sulfate Chemical compound O.OS(O)(=O)=O FWFGVMYFCODZRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 70
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 14
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 9
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 9
- 229910017107 AlOx Inorganic materials 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 4
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 102100028628 Bombesin receptor subtype-3 Human genes 0.000 description 2
- 101000695054 Homo sapiens Bombesin receptor subtype-3 Proteins 0.000 description 2
- 229910019213 POCl3 Inorganic materials 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N phosphinic chloride Chemical compound ClP=O RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N phosphoryl chloride Substances ClP(Cl)(Cl)=O XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- CSJDCSCTVDEHRN-UHFFFAOYSA-N methane;molecular oxygen Chemical compound C.O=O CSJDCSCTVDEHRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 silver-aluminum Chemical compound 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- 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
- H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
-
- 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
- H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
- H01L31/0684—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells double emitter cells, e.g. bifacial solar cells
-
- 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
-
- 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
- H01L31/1876—Particular processes or apparatus for batch treatment of the devices
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种N型晶体硅电池的制备方法，解决了N型晶体硅背面载流子选择性结构电池的漏电问题。其依次包括如下步骤：A、对制绒后的N型晶体硅片进行单面硼掺杂；B、将硼掺杂后的N型晶体硅片的硼掺杂面向上，以漂浮的方式放入第一溶液中处理；C、在N型晶体硅片的另一面生长氧化物薄层；D、在氧化物薄层上沉积多晶硅层，并掺杂磷元素；E、将N型晶体硅片上的磷掺杂面向上，以漂浮的方式放入第二溶液中处理；F、将经第二溶液处理后的N型晶体硅片放入碱性溶液中处理；G、将N型晶体硅片的表面上的磷硅玻璃和硼硅玻璃去除；H、将N型晶体硅片的表面氧化；I、在N型晶体硅片上沉积钝化减反射层及钝化层；J、进行金属化工艺。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，涉及一种N型晶体硅电池的制备方法。
背景技术
常规的化石燃料日益消耗殆尽，在所有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。目前，在所有的太阳能电池中，硅太阳能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，同时硅太阳能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，硅太阳能电池在光伏领域占据着重要的地位。因此，研发高性价比的硅太阳能电池已经成为各国光伏企业的主要研究方向。
现有的硅太阳能电池采用的硅片基底主要包括P型和N型两种硅片。目前，太阳电池工业化生产中通常采用P型硅材料进行生产，然而，P型单晶硅中普遍存在光致衰减现象，这是因为P型单晶硅的B-O复合缺陷和碳氧复合缺陷的存在，由于这些复合缺陷的存在，降低了少子寿命和扩散长度，从而降低了电池的转换效率。和以P型硅片为基底制造的太阳能电池相比，由于N型硅片中没有B-O复合对，以N型硅片为基底制造的太阳能电池没有明显的光衰减现象；并且N型硅片的少子寿命高于P型硅片，因此N型硅太阳能电池得到了越来越多的关注。
现有的晶体硅太阳电池主要以单面太阳电池为主，即只有电池的正面可以吸收太阳光并进行光电转换。其实太阳光还通过反射和散射等方式到达电池片的背面。但传统单面晶体硅电池片的背面被金属铝所覆盖，到达电池片背面的太阳光无法穿透到达硅基体，因此到达电池片背面的太阳光无法被有效吸收。为了进一步提高晶体硅电池对太阳光的吸收，光伏行业逐渐开始开发双面皆可吸收太阳光的晶体硅太阳电池，通常称为晶体硅双面太阳电池。
现行主流的N型晶体硅双面电池的背面为磷掺杂面，主要通过SiOx和SiNx进行钝化，虽然在背面的非金属区域可以有较好的钝化效果，但金属化区域仍存在较高的载流子复合。这种较高的载流子复合限制了晶体硅太阳电池光电转换效率的进一步提升。为了继续提高晶体硅太阳电池的光电转换效率，可采用载流子选择性结构来降低N型晶体硅双面电池背面金属化区域的载流子复合，同时N型晶体硅双面电池背面非金属化区域的复合也可进一步降低。
然而，在N型晶体硅电池背面制备载流子选择性结构时，不管用原位掺杂还是热扩散掺杂，掺杂元素都会在掺杂过程中绕射到非掺杂面(通常为掺磷面)，使电池的正极和负极在非绝缘的情况下直接连接在一起，从而导致漏电。同时，用热扩散的方式掺磷也会使磷绕射到非磷掺杂面，使电池的正极和负极在非绝缘的情况下直接连接在一起，从而导致漏电。
发明内容
针对上述技术问题，本发明旨在提供一种N型晶体硅电池的制备方法，解决了N型晶体硅背面载流子选择性结构电池的漏电问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种N型晶体硅电池的制备方法，依次包括如下步骤：
A、对制绒后的N型晶体硅片进行单面硼掺杂；
B、将硼掺杂后的N型晶体硅片的硼掺杂面向上，以漂浮的方式放入第一溶液中处理，所述第一溶液包括HF、HNO3、H2SO4中的至少一种；
C、在N型晶体硅片的另一面生长氧化物薄层；
D、在氧化物薄层上沉积多晶硅层，并掺杂磷元素；
E、将N型晶体硅片上的磷掺杂面向上，以漂浮的方式放入第二溶液中处理，所述第二溶液包括HF、HNO3、H2SO4中的至少一种；
F、将经第二溶液处理后的N型晶体硅片放入碱性溶液中处理；
G、将经碱性溶液处理后的N型晶体硅片的表面上的磷硅玻璃和硼硅玻璃去除；
H、将N型晶体硅片的表面氧化；
I、在N型晶体硅片上的硼扩散面沉积钝化减反射层，在磷扩散面沉积钝化层；
J、进行金属化工艺形成正面金属电极和背面金属电极。
优选地，所述步骤B中，先在N型晶体硅片的硼掺杂面形成水膜，然后以漂浮的方式放入第一溶液中处理；所述步骤E中，先在N型晶体硅片的磷掺杂面形成水膜，然后漂浮的方式放入第二溶液中处理。具体地，通过喷淋形成水膜。
在一优选的实施例中，所述步骤B具体实施如下：在N型晶体硅片的硼掺杂面形成水膜，采用链式传输装置传输N型晶体硅片，使N型晶体硅片的硼掺杂面向上并以漂浮的方式通过第一溶液。
更优选地，所述第一溶液为HF、HNO3、H2SO4和去离子水组成的混合溶液。具体地，HF、HNO3、H2SO4和去离子水的体积比为10～20:140～160:20～40:100。
进一步地，所述链式传输装置的传输速度为1.8～2.2m/s。
在一优选的实施例中，所述步骤E具体实施如下：在N型晶体硅片的磷掺杂面形成水膜，采用链式传输装置传输N型晶体硅片，使N型晶体硅片的磷掺杂面向上并以漂浮的方式通过第二溶液。具体地，通过喷淋形成水膜。
更优选地，所述第二溶液为HF和去离子水构成的溶液，HF体积浓度为3～7％，所述链式传输装置的传输速度为1.6～2.0m/s。
优选地，所述步骤F中的碱性溶液为NaOH、KOH、TMAH或NH4OH。更优选地，所述碱性溶液为体积浓度为2～5％的KOH溶液。
优选地，所述步骤C中的氧化物薄层为氧化硅薄层；所述步骤D中，在沉积多晶硅层的过程中或在沉积多晶硅层后掺杂磷元素。
优选地，所述步骤H具体实施如下：将N型晶体硅片进行氧化，再去除表面的氧化物，然后将N型晶体硅片的表面氧化。
更优选地，所述步骤H中，先通过臭氧溶液或HNO3溶液将N型晶体硅片氧化，再放置在HF溶液中去除表面的氧化层，然后再次通过臭氧溶液或HNO3溶液将N型晶体硅片的表面进行氧化。
在一具体且优选的实施例中，所述制备方法依次包括如下步骤：
(1)将N型晶体硅片进行制绒(表面形成金字塔型绒面)；
(2)对制绒后硅片进行单面硼掺杂；
(3)硼掺杂后硅片，在硼元素掺杂面形成水膜，用链式传输，掺杂面向上以漂浮的方式通过第一溶液，其中第一溶液包含HF、去离子水、HNO3和H2SO4；
(4)在N型硅片的背面生长SiOx薄层；
(5)在N型硅片的背面沉积Polysilicon多晶硅层；
(6)在Polysilicon多晶硅层沉积过程中原位掺杂磷元素，或在Polysilicon多晶硅层沉积工艺后掺杂磷元素；
(7)磷掺杂后硅片，在磷掺杂面形成水膜，用链式传输，磷掺杂面向上以漂浮的方式通过第二溶液，其中第二溶液包含HF、HNO3、H2SO4中的至少一种；
(8)将硅片放置在碱性溶液中，通过碱性溶液与硅反应，去除硅片边缘的掺杂层，防止漏电；碱性溶液可以包含NaOH、KOH、TMAH或NH4OH中的至少一种与去离子水；
(9)将硅片放在HF和去离子水混合溶液中，去除表面的磷硅玻璃和硼硅玻璃；
(10)将硅片进行氧化，氧化过程可通过臭氧溶液或HNO3溶液实现；
(11)将硅片放置在HF和去离子混合溶液中，去除表面的氧化层；
(12)将硅片表面进行氧化，氧化过程可通过臭氧溶液或HNO3溶液实现；
(13)在硅片的硼扩散面沉积氧化铝层；
(14)在硅片硼扩散面和磷扩散面分别沉积SiNx层；
(15)在硅片表面进行金属化工艺。
本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：
本发明的N型晶体硅电池制备方法，可以在有效保护N型晶体硅电池硼扩散面和磷扩散面的基础上，解决电池的边缘漏电问题，显著降低N型晶体硅电池的反向电压漏电；制备方法简单，适于推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1制得的一种N型晶体硅电池的结构示意图。
其中，1、正面金属电极；2、SiNx层；3、AlOx层；4、硼掺杂层；5、N型硅基体；6、SiO2层；7、Polysilicon多晶硅层；8、SiNx层；9、背面金属电极。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
实施例1
图1所示为本实施例制得的一种N型晶体硅电池，包括正面金属电极1、SiNx层2、AlOx层3、硼掺杂层4、N型硅基体层5、SiO2层6、Polysilicon多晶硅层7、SiNx层8及背面金属电极9，其中SiNx层2、AlOx层3、硼掺杂层4、N型硅基体层5、SiO2层6、Polysilicon多晶硅层7及SiNx层8自上至下依次层叠，正面金属电极1穿过SiNx层2和AlOx层3而和硼掺杂层4形成欧姆接触，背面金属电极9穿过SiNx层8而和Polysilicon多晶硅层7形成欧姆接触。
采用如下步骤制备如图1所示的N型晶体硅电池，准备一组N型单晶硅片(50片)做如下处理：
(1)将N型晶体硅片进行制绒，硅片表面形成金字塔绒面，制绒溶液采用KOH、制绒添加剂和去离子水，KOH的体积浓度为3％，制绒时间800秒；
(2)利用硼扩散管对N型硅片进行单面掺杂，掺杂源为携带BBR3的N2，其中携BBR3的N2流量150sccm，不携源氮气流量30SLM，氧气流量为600sccm，通源时间25min，温度900℃；
(3)在硼扩散面形成水膜，用链式传输，水膜面向上，以漂浮的方式通过HF、HNO3、H2SO4和去离子水组成的第一溶液，其中HF溶液30L，HNO3溶液230L，H2SO4溶液60L，去离子水200L，溶液温度16℃，传输带速2m/s；
(4)利用LPCVD在N型硅片非硼摻杂面生长SiOx薄层；
(5)利用LPCVD在N型硅片非硼摻杂面沉积Polysilicon多晶硅层；
(6)利用磷扩散管对N型硅非硼摻杂面进行磷掺杂，掺杂源为携带POCl3的N2，其中携POCl3的N2流量100sccm，不携源氮气流量5SLM，氧气流量600sccm，通源时间30min，温度880℃；
(7)利用链式清洗机，在磷掺杂面形成水膜，以漂浮的方式通过HF和去离子水的混合溶液，HF溶度5％，传输速度1.8m/s；
(8)将硅片放置在KOH碱性溶液中，KOH体积浓度3％，反应时间600秒；
(9)将硅片放置在HF溶液中，HF溶液体积浓度5％，反应时间300秒；
(10)将硅片放置在HNO3溶液中，HNO3溶液体积浓度67％，反应时间300秒；
(11)将硅片放置在HF溶液中，HF溶液体积浓度5％，反应时间300秒；
(12)将硅片放置在HNO3溶液中，HNO3溶液体积浓度67％，反应时间300秒；
(13)利用原子层沉积法(ALD)在硅片的硼掺杂面沉积AlOx层，AlOx层厚度6nm；
(14)在硅片的背面和正面分别沉积SiNx层，SiNx层厚度90nm，折射率2.05；
(15)在硅片的磷摻杂面印刷银浆并烘干，烘干温度300℃；
(16)在硅片的硼摻杂面刷铝浆并烧结，烧结最高温度900℃。
对比例1
采用如下步骤制备如图1所示的N型晶体硅电池，准备一组N型单晶硅片(50片)做如下处理：
(1)将N型晶体硅片进行制绒，硅片表面形成金字塔绒面，制绒溶液采用KOH、制绒添加剂和去离子水，KOH的体积浓度为3％，制绒时间800秒；
(2)利用硼扩散管对N型硅片进行单面掺杂，掺杂源为携带BBR3的N2，其中携BBR3的N2流量150sccm，不携源氮气流量30SLM，氧气流量为600sccm，通源时间25min，温度900℃；
(3)利用LPCVD在N型硅片非硼掺杂面生长SiOx薄层；
(4)利用LPCVD在N型硅片非硼掺杂面沉积Polysilicon多晶硅层；
(5)利用磷扩散管对N型硅非硼掺杂面进行磷掺杂，掺杂源为携带POCl3的N2，其中携POCl3的N2流量100sccm，不携源氮气流量5SLM，氧气流量600sccm，通源时间30min，温度880℃；
(6)将硅片放置在HF溶液中，HF溶液体积浓度5％，反应时间300秒；
(7)将硅片放置在HNO3溶液中，HNO3溶液体积浓度67％，反应时间300秒；
(8)将硅片放置在HF溶液中，HF溶液体积浓度5％，反应时间300秒；
(9)将硅片放置在HNO3溶液中，HNO3溶液体积浓度67％，反应时间300秒；
(10)利用原子层沉积法(ALD)在硅片的硼掺杂面沉积AlOx层，AlOx层厚度6nm；
(11)在硅片的背面和正面分别沉积SiNx层，SiNx层厚度90nm，折射率2.05；
(12)在硅片的磷掺杂面印刷银浆，进行烘干工艺，烘干温度300℃；
(13)在硅片的硼掺杂面印刷银铝浆，进行烧结工艺，烧结最高温度900℃。
电池制备完成后，从实施例1和对比例1得到的电池片中各随机抽取5片，利用电池IV测试仪测试两组电池片的漏电，得到的漏电测试数据分别如表1和表2所示。
表1实施例1的电池片的漏电测试数据
| 电池片编号 | 12V反向电压漏电 |
| 3 | 0.05A |
| 16 | 0.03A |
| 28 | 0.05A |
| 33 | 0.06A |
| 46 | 0.09A |
表2对比例1的电池片的漏电测试数据
| 电池片编号 | 12V反向电压漏电 |
| 6 | 9.9A |
| 18 | 10A |
| 26 | 9.3A |
| 36 | 9.6A |
| 45 | 10A |
从表1和表2可以看出，实施例1的制备方法制得的电池片的12V反向电压漏电均较小，解决了漏电问题，显著降低N型晶体硅电池的反向电压漏电。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。凡根据本发明的原理所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种N型晶体硅电池的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
A、对制绒后的N型晶体硅片进行单面硼掺杂；
B、将硼掺杂后的N型晶体硅片的硼掺杂面向上，以漂浮的方式放入第一溶液中处理，所述第一溶液包括HF、HNO3、H2SO4中的至少一种；
C、在N型晶体硅片的另一面生长氧化物薄层；
D、在氧化物薄层上沉积多晶硅层，并掺杂磷元素；
E、将N型晶体硅片上的磷掺杂面向上，以漂浮的方式放入第二溶液中处理，所述第二溶液包括HF、HNO3、H2SO4中的至少一种；
F、将经第二溶液处理后的N型晶体硅片放入碱性溶液中处理；
G、将经碱性溶液处理后的N型晶体硅片的表面上的磷硅玻璃和硼硅玻璃去除；
H、将N型晶体硅片的表面氧化；
I、在N型晶体硅片上的硼扩散面沉积钝化减反射层，在磷扩散面沉积钝化层；
J、进行金属化工艺形成正面金属电极和背面金属电极。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B中，先在N型晶体硅片的硼掺杂面形成水膜，然后以漂浮的方式放入第一溶液中处理；所述步骤E中，先在N型晶体硅片的磷掺杂面形成水膜，然后漂浮的方式放入第二溶液中处理。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B具体实施如下：在N型晶体硅片的硼掺杂面形成水膜，采用链式传输装置传输N型晶体硅片，使N型晶体硅片的硼掺杂面向上并以漂浮的方式通过第一溶液。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶液为HF、HNO3、H2SO4和去离子水组成的混合溶液，所述链式传输装置的传输速度为1.8～2.2m/s。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤E具体实施如下：在N型晶体硅片的磷掺杂面形成水膜，采用链式传输装置传输N型晶体硅片，使N型晶体硅片的磷掺杂面向上并以漂浮的方式通过第二溶液。
6.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第二溶液为HF和去离子水构成的溶液，HF体积浓度为3～7％，所述链式传输装置的传输速度为1.6～2.0m/s。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤F中的碱性溶液为体积浓度为2～5％的KOH溶液。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤C中的氧化物薄层为氧化硅薄层；所述步骤D中，在沉积多晶硅层的过程中或在沉积多晶硅层后掺杂磷元素。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤H具体实施如下：将N型晶体硅片进行氧化，再去除表面的氧化物，然后将N型晶体硅片的表面氧化。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤I中，在N型晶体硅片上的硼扩散面依次沉积氧化铝层和氮化硅层，在N型晶体硅片上的磷扩散面上沉积氮化硅层。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910671184.7A CN110571302A (zh) | 2019-07-24 | 2019-07-24 | 一种n型晶体硅电池的制备方法 |
| FI20205765A FI20205765A1 (en) | 2019-07-24 | 2020-04-03 | A method for making an N-type crystalline silicon cell |
| PCT/CN2020/083205 WO2021012710A1 (zh) | 2019-07-24 | 2020-04-03 | 一种n型晶体硅电池的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910671184.7A CN110571302A (zh) | 2019-07-24 | 2019-07-24 | 一种n型晶体硅电池的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110571302A true CN110571302A (zh) | 2019-12-13 |
Family
ID=68773490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910671184.7A Pending CN110571302A (zh) | 2019-07-24 | 2019-07-24 | 一种n型晶体硅电池的制备方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110571302A (zh) |
| FI (1) | FI20205765A1 (zh) |
| WO (1) | WO2021012710A1 (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111883614A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-11-03 | 常州时创能源股份有限公司 | 一种钝化接触电池的边缘隔离方法及制备方法 |
| WO2021012710A1 (zh) * | 2019-07-24 | 2021-01-28 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | 一种n型晶体硅电池的制备方法 |
| CN114156354A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-08 | 环晟光伏(江苏)有限公司 | 一种具备SE结构的Topcon电池、其制备方法及光伏组件 |
| CN114551606A (zh) * | 2021-09-16 | 2022-05-27 | 晶科能源(海宁)有限公司 | 一种太阳能电池、光伏组件 |
| CN115020507A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-06 | 英利能源发展有限公司 | 一种选择性钝化接触电池及其制备方法 |
| CN115117201A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-09-27 | 英利能源发展有限公司 | 一种硅片磷或硼掺杂的方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114361295B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-06-06 | 通威太阳能(眉山)有限公司 | 太阳能电池板、电池片及电池片的生产工艺 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105489671A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-04-13 | 苏州中来光伏新材股份有限公司 | 一种n型双面太阳能电池及其制备方法 |
| CN107394009A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-11-24 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种湿法刻蚀方法、双面太阳电池及其制作方法 |
| WO2018120433A1 (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-05 | 常州亿晶光电科技有限公司 | 一种太阳能电池硅片刻蚀用水膜溶液及其应用 |
| CN109065639A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-12-21 | 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 | N型晶体硅太阳能电池及制备方法、光伏组件 |
| CN109285772A (zh) * | 2018-07-06 | 2019-01-29 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种多晶硅电池片链式背抛光方法及其装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110571302A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-12-13 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | 一种n型晶体硅电池的制备方法 |
-
2019
- 2019-07-24 CN CN201910671184.7A patent/CN110571302A/zh active Pending
-
2020
- 2020-04-03 FI FI20205765A patent/FI20205765A1/en unknown
- 2020-04-03 WO PCT/CN2020/083205 patent/WO2021012710A1/zh active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105489671A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-04-13 | 苏州中来光伏新材股份有限公司 | 一种n型双面太阳能电池及其制备方法 |
| WO2018120433A1 (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-05 | 常州亿晶光电科技有限公司 | 一种太阳能电池硅片刻蚀用水膜溶液及其应用 |
| CN107394009A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-11-24 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种湿法刻蚀方法、双面太阳电池及其制作方法 |
| CN109065639A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-12-21 | 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 | N型晶体硅太阳能电池及制备方法、光伏组件 |
| CN109285772A (zh) * | 2018-07-06 | 2019-01-29 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种多晶硅电池片链式背抛光方法及其装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021012710A1 (zh) * | 2019-07-24 | 2021-01-28 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | 一种n型晶体硅电池的制备方法 |
| CN111883614A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-11-03 | 常州时创能源股份有限公司 | 一种钝化接触电池的边缘隔离方法及制备方法 |
| CN114551606A (zh) * | 2021-09-16 | 2022-05-27 | 晶科能源(海宁)有限公司 | 一种太阳能电池、光伏组件 |
| CN114156354A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-08 | 环晟光伏(江苏)有限公司 | 一种具备SE结构的Topcon电池、其制备方法及光伏组件 |
| CN115020507A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-06 | 英利能源发展有限公司 | 一种选择性钝化接触电池及其制备方法 |
| CN115117201A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-09-27 | 英利能源发展有限公司 | 一种硅片磷或硼掺杂的方法 |
| CN115117201B (zh) * | 2022-06-24 | 2024-03-12 | 英利能源发展有限公司 | 一种硅片磷或硼掺杂的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20205765A1 (en) | 2021-01-25 |
| WO2021012710A1 (zh) | 2021-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110571302A (zh) | 一种n型晶体硅电池的制备方法 | |
| CN103996746B (zh) | 一种可量产的perl晶体硅太阳电池的制作方法 | |
| CN111816727A (zh) | 一种基于lpcvd的高效掺杂非晶硅技术的交叉指式背接触异质结太阳电池 | |
| CN114678446A (zh) | 一种低成本接触钝化全背电极太阳能电池及其制备方法 | |
| CN102403369A (zh) | 一种用于太阳能电池的钝化介质膜 | |
| CN110571303B (zh) | 一种p型晶体硅电池的制备方法 | |
| CN113948611B (zh) | 一种p型ibc电池及其制备方法、组件、光伏系统 | |
| CN111477720A (zh) | 一种钝化接触的n型背结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN111276568A (zh) | 一种钝化接触太阳能电池及其制备方法 | |
| CN114823933A (zh) | 太阳能电池结构及其制作方法 | |
| CN110534614B (zh) | 一种p型晶体硅电池的制备方法 | |
| US20230361227A1 (en) | Laminated passivation structure of solar cell and preparation method thereof | |
| CN114050105A (zh) | 一种TopCon电池的制备方法 | |
| CN117199186B (zh) | 一种N-TOPCon电池的制作方法 | |
| CN110580969B (zh) | 一种晶体硅电池及其导电浆料 | |
| CN117457797A (zh) | TOPCon电池结构的制备方法及应用 | |
| CN116130558B (zh) | 一种新型全背电极钝化接触电池的制备方法及其产品 | |
| CN116314471A (zh) | 一种背面se结构制备方法 | |
| CN218160392U (zh) | 一种太阳能电池 | |
| CN116130530A (zh) | Topcon太阳能电池及其制备方法 | |
| CN216563145U (zh) | 电池背面结构及双面TOPCon太阳能电池 | |
| CN111403534B (zh) | 一种太阳能电池及其制备方法 | |
| AU2021422021A1 (en) | Solar cell stack passivation structure and preparation method therefor | |
| CN110518089B (zh) | 一种p型晶体硅电池的制备方法 | |
| CN219371038U (zh) | 一种太阳能电池背面结构及n-tbc背接触太阳能电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| 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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191213 |