CN111063760A - 一种太阳能电池的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池的制备工艺，包括以下步骤：S1：在硅基体的至少一个表面上设置本征硅层；S2：在所述本征硅层上设置掺杂源层；S3：使与所述本征硅层预设区域对应位置处的所述掺杂源层的掺杂源分解出掺杂离子并使所述掺杂离子进入所述本征硅层的预设区域，在所述本征硅层的预设区域形成掺杂区域，同时在所述掺杂区域上形成有含掺杂源的氧化硅保护层；S4：去除所述本征硅层上设置有掺杂源层的未掺杂区域，在所述硅基体的至少一个表面上形成局部掺杂硅层。该工艺利用激光完成局部掺杂多晶硅层或非晶硅层，工艺简洁可行。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池的制备工艺。
背景技术
晶硅PERC电池结构是现今硅基太阳能电池技术发展的主流方向。对于PERC电池技术而言，P型电池背表面氧化铝薄膜优良的钝化使其对长波光线的响应十分优秀，这种电池的光电转换效率可达22％以上。此时，电池片受光面(正面，也叫做前表面)金属电极与硅片接触处严重的少子复合就成为限制电池效率进一步提高的瓶颈。因此，设法降低甚至消除受光面金属与半导体硅片接触的面积是PERC太阳能电池设计和优化的方向之一。
将钝化接触技术运用于PERC电池正面结构可以降低正面金属-半导体复合程度，能提高电池的开路电压。德国弗劳恩霍夫太阳能研究所(Fraunhofer ISE)在2014年提出了P型钝化接触电池的结构。该钝化接触电池结构包括P型晶体硅基体，电池受光面由内而外依次为P-N结，超薄隧穿钝化层，掺杂多晶硅或非晶硅层，减反射钝化介质层和导电金属电极。这种晶硅电池正面导电浆料和局部区域掺杂多晶硅或者非晶硅接触以完成正面载流子的收集与导通。由于隧穿钝化层/掺杂多晶硅层这种叠层设计的能带结构可以使得多数载流子传输到多晶硅层而少数载流子基本被隧穿钝化层所阻挡，因此在金属电极和掺杂多晶硅层接触时基本没有金属-半导体复合的损失，大幅提高了太阳能电池的电压。但是这种P型钝化接触电池的缺点是掺杂多晶硅层对于入射光的吸收比较严重，产生的电子-空穴对在多晶硅层大量复合，影响了太阳能电池的电流。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池的制备工艺，该工艺利用激光完成局部掺杂硅层(例如掺杂多晶硅层或者掺杂非晶硅层)，并在局部掺杂硅层上形成含有掺杂源的氧化硅层作为保护层，去除非局部掺杂区域上的本正硅层，制得具有局部掺杂硅层的太阳能电池片，工艺简洁可行，既可以有效的减少太阳能电池的金属-半导体复合，也能减少掺杂硅层对入射光的吸收，提升电池的光电转化效率。
本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：一种太阳能电池的制备工艺，包括以下步骤：
S1：在硅基体的至少一个表面上设置本征硅层；
S2：在所述本征硅层上设置掺杂源层；
S3：使与所述本征硅层预设区域对应位置处的所述掺杂源层的掺杂源分解出掺杂离子并使所述掺杂离子进入所述本征硅层的预设区域，在所述本征硅层的预设区域形成掺杂区域，同时在所述掺杂区域上形成有含掺杂源的氧化硅保护层；
S4：去除所述本征硅层上设置有掺杂源层的未掺杂区域，在所述硅基体的至少一个表面上形成局部掺杂硅层。
本发明步骤S1中的本征硅层，可以是未掺杂的多晶硅层或未掺杂的非晶硅层，相应的，步骤S4中局部掺杂硅层可以是局部掺杂多晶硅层或局部掺杂非晶硅层。
本发明步骤S3中，通过激光对所述掺杂源的预设区域进行加热使所述掺杂源层预设区域的掺杂源分解出掺杂离子并使所述掺杂离子进入所述本征硅层，同时在所述掺杂区域上形成有含掺杂源的氧化硅保护层。
本发明采用激光对覆盖掺杂源层的本征硅层进行局部加热或者熔融，在高能激光扫描区域掺杂源接受高能量后分解并扩散到本征硅层中，完成局部掺杂；且在激光扫描区域的多晶硅层或者非晶硅层表面形成较厚的含掺杂源氧化硅保护层，再去除没有氧化层保护的掺杂的多晶硅层或者非晶硅层，进而得到具有局部掺杂多晶硅层或非晶硅层的太阳能电池片。
在上述太阳能电池的局部掺杂工艺中：
优选的，步骤S1中所述的硅基体为P型硅片。
优选的，所述硅基体在设置本征硅层前，先对所述硅基体进行制绒并形成P-N结。可通过热扩散、离子注入并退火等方式形成P-N结。对于P型硅片来说扩散为磷扩散，
制得P-N结2后，将硅基体的背面整平，并去除硅基体正面的磷硅玻璃，然后再在扩散后的硅基体的至少一个表面设置隧穿钝化层。
优选的，所述硅片在扩散后的硅基体的至少一个表面设置隧穿钝化层，然后在隧穿钝化层上设置本征硅层。
即：步骤S1中所述的硅基体为P型硅基体；在步骤S1之前，所述制备工艺还包括：对所述硅基体进行制绒并形成P-N结，再在形成P-N结后的硅基体的至少一个表面设置隧穿钝化层；在步骤S1中，在隧穿钝化层上设置本征硅层。
进一步的，作为本发明的一种优选的技术方案，在扩散后的硅基体的正面设置隧穿钝化层，所述隧穿钝化层，为电子易于遂穿通过的材料，在高温下对第V族掺杂源的扩散具有一定的阻挡作用，即高温下掺杂元素在遂穿钝化层中的扩散速率远小于其在多晶硅、非晶硅或硅基体中的扩散速率。
优选的，所述的隧穿钝化层包括但不限于氧化硅、氮氧化硅和氢化非晶氧化硅中的一种或几种。
采用P型单晶硅片，可以形成晶体硅PERC太阳能电池受光面(正面)局部隧穿氧化层钝化接触(Topcon)结构。
进一步的，作为本发明的另外一种优选的技术方案，在扩散后的硅基体的背面设置隧穿钝化层，所述隧穿钝化层是空穴遂穿钝化层，在高温下对第III族元素的扩散具有一定的阻挡作用，即高温下第III族元素在遂穿钝化层中的扩散速率远小于其在多晶硅、非晶硅或硅基体中的扩散速率。
优选的，所述的隧穿钝化层包括但不限于氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化钒、氧化钨、氧化镍、氧化钼和氯化亚铜中的一种或几种。
优选的，采用LPCVD(低压化学气相沉积法)、PECVD(等离子体增强化学的气相沉积法)或APCVD(常压化学气相沉积法)等在所述隧穿钝化层上设置多晶硅层或非晶硅层。
作为本发明的一种优选的技术方案，步骤S2中所述掺杂源位于所述硅基体的正面时，所述掺杂源为第V族元素，掺杂浓度为1×1018-9×1020atoms/cm3。
进一步地，所述掺杂源为磷。
作为本发明的另外一种优选的技术方案，步骤S2中所述掺杂源位于所述硅基体的背面时，所述掺杂源为第III族族元素，掺杂浓度为1×1018-9×1020atoms/cm3。
进一步地，所述的掺杂源为硼。
优选的，步骤S3中所述掺杂区域的位置和图形与对应表面上的金属导电电极的位置和图形相对应。
优选的，步骤S4中采用碱液去除本征硅层的未掺杂区域。
即步骤S4中采用碱液去除非掺杂区域上的设有掺杂源的多晶硅层或非晶硅层。
优选的，所述碱液为有机碱液或无机碱液，有机碱液包括但不限于四甲基氢氧化铵，无机碱液包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾和氨水等。
本发明利用激光掺杂工艺在本征硅层表面完成局部掺杂，同时形成含掺杂源的氧化硅保护层，利用碱溶液对氧化硅层和硅表面刻蚀速率的差异，去除掉非激光掺杂区域的设有掺杂源的本征硅层，从而只保留激光掺杂区域的掺杂硅层，形成局部掺杂硅层的结构。
进一步的，步骤S4中去除本征硅层的未掺杂区域之后，所述制备方法还包括：去除含掺杂源的氧化硅保护层。
即步骤S4中去除非局部掺杂区域上的设置有掺杂源的多晶硅层或非晶硅层之后，还需要去除含掺杂源的氧化硅保护层。
优选的，采用氢氟酸去除含掺杂源的氧化硅保护层。
优选的，步骤S4中局部掺杂硅层的图形与所述硅基体对应表面上的金属导电电极的图形相同。
作为本发明的一种可能的实施方式，所述局部掺杂硅层包括至少一条沿着所述硅基体长度方向设置的长条形掺杂硅层。所述局部掺杂硅层的厚度为1-1000nm，每条长条形掺杂硅层的宽度为5-500μm。
作为本发明的一种替代的技术方案，本发明步骤S2中所述掺杂源也可以仅设置在所述本征硅层的局部表面上，该局部表面对应局部掺杂区域，然后在局部掺杂完成后，仅需要采用碱液去除非局部掺杂区域上的多晶硅层或非晶硅层即可。
本发明提供的技术方案的有益效果是：
(1)本发明利用激光技术完成局部硅层(多晶硅或非晶硅)的掺杂，并在局部掺杂区域形成氧化保护层；
(2)本发明使用碱溶液去除设计图形以外的多晶硅层或非晶硅薄膜，工艺简单可行；
(3)本发明可以消除金属与硅片之间的直接接触，降低金属半导体接触少子复合，提高开路电压；
(4)本发明可以正面单独设置局部掺杂多晶层或非晶硅层结构，避免降低电池电流密度，也可以背面单独设置局部掺杂多晶层或非晶硅层结构，还可以正面和背面同时设置局部掺杂多晶硅或非晶硅层。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例1-2的工艺中在正面局部掺杂多晶硅层的俯视图；
图2为本发明实施例1-2中的正面多晶硅层表面激光扫描掺杂过程示意图；
图3为本发明实施例1-2中碱溶液腐蚀没有含掺杂源氧化硅保护层的多晶硅薄膜过程图；
图4为本发明实施例1-2中正面形成的局部掺杂多晶硅层的注视图；
图5为本发明实施例1-2中隧穿钝化层厚度和局部掺杂多晶硅层的尺寸侧视图；
图6为本发明实施例1中方法制备获得的正面(受光面)局部掺杂太阳能电池的截面图；
图7本发明实施例2中方法制备获得的双面局部掺杂太阳能电池的截面图。
图中的附图标记分别表示：
1为硅基体；
2为P-N结；
3为隧穿钝化层；
4为本征硅层；
5为掺杂区域；
6为含掺杂源的氧化硅保护层；
7为局部掺杂硅层；
8为正面金属导电电极；
9为背面钝化膜；
10为钝化减反射膜；
11为p+背电场；
12为背面金属导电电极；
13为碱性溶液；
14为碱性蚀刻。
具体实施方式
如图1-7所示，本发明提供的太阳能电池的制备工艺，包括以下步骤：
S1：在硅基体1的至少一个表面上设置本征硅层4；
S2：在所述本征硅层4上设置掺杂源层；
S3：使与所述本征硅层4预设区域对应位置处的所述掺杂源层的掺杂源分解出掺杂离子并使所述掺杂离子进入所述本征硅层4的预设区域，在所述本征硅层4的预设区域形成掺杂区域5，同时在所述掺杂区域5上形成有含掺杂源的氧化硅保护层6；
S4：去除所述本征硅层4上设置有掺杂源层的未掺杂区域，在所述硅基体1的至少一个表面上形成局部掺杂硅层7。
本发明步骤S1中的本征硅层，可以是未掺杂的多晶硅层或未掺杂的非晶硅层，相应的，步骤S4中局部掺杂硅层可以是局部掺杂多晶硅层或局部掺杂非晶硅层。
本发明步骤S3中，通过激光对所述掺杂源的预设区域进行加热使所述掺杂源层预设区域的掺杂源分解出掺杂离子并使所述掺杂离子进入所述本征硅层4，同时在所述掺杂区域5上形成有含掺杂源的氧化硅保护层6。
本发明采用激光对覆盖掺杂源层的本征硅层进行局部加热或者熔融，在高能激光扫描区域掺杂源接受高能量后分解并扩散到多晶硅层或者非晶硅层中，完成局部掺杂；且在激光扫描区域的掺杂硅层表面形成较厚的含掺杂源氧化硅保护层，再去除没有氧化层保护的掺杂硅层，进而得到具有局部掺杂硅层的硅片。
在上述太阳能电池的制备工艺中：
优选的，步骤S1中硅基体为P型硅片。
硅片在设置本征硅层前，先对所述硅基体进行制绒并形成P-N结。可通过热扩散、离子注入并退火等方式形成P-N结。对于P型硅片来说扩散为磷扩散，
制得P-N结2后，将硅片的背面整平，并去除硅基体正面的磷硅玻璃，然后再在扩散后的硅基体的至少一个表面设置隧穿钝化层3。
优选的，在扩散后的硅基体的至少一个表面设置隧穿钝化层3，然后在隧穿钝化层3上设置本征硅层4。
即：步骤S1中所述的硅基体为P型硅基体；在步骤S1之前，所述制备工艺还包括：对所述硅基体1进行制绒并形成P-N结2，再在形成P-N结2后的硅基体1的至少一个表面设置隧穿钝化层3；在步骤S1中，在隧穿钝化层3上设置本征硅层4。
进一步的，作为本发明的一种优选的技术方案，在扩散后的硅基体的正面设置隧穿钝化层3，隧穿钝化层3为电子易于遂穿通过的材料，在高温下对第V族掺杂源的扩散具有一定的阻挡作用，即高温下掺杂元素在遂穿钝化层中的扩散速率远小于其在多晶硅、非晶硅或硅基体中的扩散速率。
优选的，设置在硅基体1正面的隧穿钝化层3包括但不限于氧化硅、氮氧化硅和氢化非晶氧化硅中的一种或几种。
采用p型单晶硅片，可以形成晶体硅PERC太阳能电池受光面(正面)局部隧穿氧化层钝化接触(Topcon)结构。
进一步的，作为本发明的另外一种优选的技术方案，在扩散后的硅基体的背面设置隧穿钝化层3，隧穿钝化层3是空穴遂穿钝化层，在高温下对第III族元素的扩散具有一定的阻挡作用，即高温下第III族元素在遂穿钝化层中的扩散速率远小于其在多晶硅、非晶硅或硅基体中的扩散速率。
优选的，设置在硅基体1背面的隧穿钝化层3包括但不限于氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化钒、氧化钨、氧化镍、氧化钼和氯化亚铜中的一种或几种。
作为本发明的一种优选的技术方案，步骤S2中掺杂源位于硅基体的正面时，掺杂源为第V族元素，掺杂浓度为1×1018-9×1020atoms/cm3。
进一步地，掺杂源为磷。
作为本发明的另外一种优选的技术方案，步骤S2中掺杂源位于所述硅基体的背面时，掺杂源为第III族元素，掺杂浓度为1×1018-9×1020atoms/cm3。
进一步地，掺杂源为硼。
优选的，步骤S3中掺杂区域5(局部掺杂区域)的位置和图形与对应表面上的金属导电电极的位置和图形相对应。
优选的，步骤S4中采用碱液13去除本征硅层4的未掺杂区域，即去除非局部掺杂区域上的设置有掺杂源的多晶硅层或非晶硅层。
进一步地，碱液13为有机碱液或无机碱液，有机碱液包括但不限于四甲基氢氧化铵，无机碱液包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾和氨水等。
本发明利用激光掺杂工艺在本征硅层表面完成局部掺杂，同时形成含掺杂源的氧化硅保护层，利用碱溶液对氧化硅保护层和硅表面刻蚀速率的差异，去除掉非激光掺杂区域的本征硅层，从而只保留激光掺杂区域的多晶硅层或非晶硅层，形成局部掺杂多晶硅的结构。
进一步的，步骤S4中去除本征硅层的未掺杂区域之后，所述制备方法还包括：去除含掺杂源的氧化硅保护层，即步骤S4中去除非局部掺杂区域上的设置有掺杂源的本征硅层之后，还需要去除含掺杂源的氧化硅保护层。
优选的，采用氢氟酸去除含掺杂源的氧化硅保护层。
优选的，步骤S4中局部掺杂硅层的图形与硅基体对应表面的金属导电电极如正面金属导电电极和/或背面金属导电电极的图形相同，可以理解为，正面和/或背面印刷电极浆料的区域即需要设置掺杂硅层。
为了便于理解，图1中仅示出了部分局部掺杂硅层的结构，其中，局部掺杂硅层包括至少一条沿着硅基体长度方向设置的长条形掺杂硅层。并且局部掺杂硅层的厚度可以为1-1000nm，如1、5、50、100、150、200、300、500、800、1000nm等，每条长条形掺杂硅层的宽度为5-500μm，如5、20、50、80、100、150、200、250、300、350、400μm等。
作为本发明的一种替代的技术方案，本发明步骤S2中掺杂源也可以仅设置在本征硅层的局部表面上，该局部表面对应局部掺杂区域，然后在局部掺杂完成后，仅需要采用碱液去除非局部掺杂区域上的本征硅层即可。
进一步的，仅在正面(受光面)设置局部掺杂硅层时，在硅基体1的受光面上得到局部掺杂多晶硅层或非晶硅层7后，还需要进一步在背面设置背面钝化膜9、正面和背面设置钝化减反射膜10，利用激光或化学试剂在背面开孔或开槽使得背面局部硅基体裸露出来，印刷背面金属导电电极12、印刷受光面金属导电电极8并烧结等步骤，制成PERC电池受光面局部Topcon接触结构，如图6所示。图6所示的太阳能电池中，背面金属导电电极12包括由银浆或银铝浆形成的用于收集电流、串焊的主电极，以及位于主电极以外区域的由铝浆形成的电极，由铝浆形成的电极穿过背面钝化减反射膜上的开孔或者开槽与硅基体1背表面接触。铝浆在高温烧结过程中会与开孔或者开槽处露出的P型晶体硅基体1表面发生扩反应形成背电场(即P+背电场11)，未发生扩散反应的铝浆起到导通作用。由铝浆形成的电极可以覆盖上述主电极以外的全部区域，也可仅覆盖开孔或者开槽区域。
进一步的，当在受光面和背面同时设置局部掺杂多晶硅层或非晶硅层时，在硅基体1的正面(受光面)和背面得到局部掺杂硅层7后，还需要进一步在背面设置背面钝化膜9、正面和背面设置钝化减反射膜10，印刷背面导电电极12、印刷受光面金属导电电极8并烧结等步骤，制成PERC电池双面局部Topcon接触结构，如图7所示。
以下以仅在正面(受光面)设置局部掺杂多晶硅层或非晶硅层和同时在正面(受光面)和背面同时设置局部掺杂多晶硅层或非晶硅层为例，对本发明中的太阳能电池的局部掺杂工艺进行描述。
实施例1
本实施例提供了一种受光面局部Topcon接触结构PERC电池，该太阳能电池中在PERC电池受光面设置局部掺杂硅结构，其制备步骤如下：
A、表面制绒：提供硅基体1，硅基体1选择P型单晶硅片，其体电阻率为2.0Ω·cm，完成硅片表面制绒，单晶硅片表面反射率为13％；
B、清洗硅片制备P-N结：采用炉管磷扩散制备P-N结2，其发射极方块电阻为80-100Ω/□；
C、硅片背表面整平：在硝酸、硫酸与氢氟酸的混合溶液中腐蚀背表面，降低硅片背表面的比表面积，用氢氟酸溶液去除正面磷硅玻璃层(PSG)；
D、正面生长隧穿钝化层：在氧化炉管中在硅基体1正面生长隧穿钝化层3(此处以氧化硅层作为隧穿钝化层)，其生长温度为670℃，得到的氧化硅层厚度H1为1.5nm，如图5所示；
E、正面沉积本征硅层：将长好隧穿钝化层的硅片在LPCVD系统中沉积本证硅层4，可以为本征多晶硅层或本征非晶硅层，本实施例中为多晶硅层，沉积温度为580℃，薄膜厚度H2为400nm，如图5所示；
F、喷涂掺杂源：本案例选用磷酸作为磷源，在受光面多晶硅层表面喷涂磷酸作为磷源；
G、制备局部磷掺杂多晶硅层：采用激光对喷涂磷源的多晶硅层进行局部加热或者熔融，要求激光扫描的图案与设计的正面银浆图案一致，在高能激光扫描区域掺杂源接受高能量后分解并扩散到多晶硅层中，完成局部掺杂，形成掺杂区域5；且在激光扫描区域的多晶硅层或者非晶硅层表面形成较厚的含掺杂源氧化硅保护层6，即含磷氧化硅(PSG)保护层，如图1、2和3所示。
H、利用有机或无机碱性溶液13腐蚀去除没有PSG保护的掺杂的多晶硅层，即碱性蚀刻14，再采用氢氟酸去除含掺杂源氧化硅保护层6，进而得到局部掺杂硅层7，可以为局部掺杂的多晶硅层或非晶硅层，局部掺杂多晶硅层或非晶硅层的图案与激光扫描区域的图案以及受光面金属导电电极的图案相同，且位置相对应，本实施例中为掺杂多晶硅层，所得局部掺杂多晶硅薄膜宽度W2为60微米，两多晶硅线条间距H3为1.6mm，如图1、3、4与5所示；
I、制备背表面钝化膜：使用ALD形式在背面沉积背面钝化膜9，此处采用氧化铝膜，厚度为11nm；
J、正反两面沉积钝化减反射膜：受光面沉积钝化减反射膜10，此处采用氮化硅(SiNx)膜，厚度为75nm，背面沉积钝化减反射膜10，此处采用氮化硅膜，厚度为100nm，沉积方式为PECVD；
K、利用激光或化学试剂在背面开孔或开槽：开槽或开孔的孔径为50微米，两槽间距为1100微米，使开孔或开槽处的硅片裸露出来与浆料搭接，烧结后形成良好接触；
L、在背面钝化减反射膜上印刷银铝浆，以形成用于收集电流、导电的电极；之后在背面钝化减反射膜未印刷银铝浆的区域印刷铝浆，银铝浆和铝浆形成的电极共同构成背面金属导电电极12；铝浆可以覆盖背面钝化减反射膜上银铝浆以外的全部区域，也可以仅覆盖开槽或开孔区域；
M、受光面金属导电电极印刷：银浆印刷图形与局部掺杂多晶硅层图形相同，且印刷时要求两图形对准，形成受光面金属导电电极8；
N、快速共烧结：烧结峰值温度为800℃，烧结后正面银浆烧穿氮化硅薄膜与导电性能良好的掺杂多晶硅层完成接触，背面铝浆在开槽处与硅片形成合金而完成背面接触，构成P+背电场11，形成的电池片的结构的剖视图如图6所示。
实施例2
本实施例提供了一种双面局部Topcon电池，即在太阳能电池正面和背面均设置局部掺杂硅结构，该双面局部Topcon电池制备步骤如下：
A、表面制绒：提供硅基体1，硅基体1选择P型单晶硅片，其体电阻率为2.0Ω·cm，完成硅片表面制绒，单晶硅片表面反射率为13％；
B、清洗硅片制备P-N结：采用炉管磷扩散，制得P-N结2，其发射极方块电阻为80-100Ω/□；
C、硅片背表面整平：在硝酸、硫酸与氢氟酸的混合溶液中腐蚀背表面，降低硅片背表面的比表面积，用氢氟酸溶液去除正面的磷硅玻璃层(PSG)；
D、双面生长隧穿钝化层：在氧化炉管中在硅基体1的正面和背面生长氧化硅层作为隧穿钝化层3，其生长温度为670℃，得到的氧化硅层厚度H1为1.5nm，正面如图5所示，背面结构与正面结构相同；
E、双面沉积本征硅层4：将长好氧化硅层的硅片在LPCVD系统中沉积本征硅层4，可以为多晶硅层或非晶硅层，本实施例中为多晶硅层，沉积温度为580℃，薄膜厚度H2为400nm，正面如图5所示，背面结构与正面结构相同；
F、双面喷涂掺杂源：正面选用磷酸作为磷源，在正面多晶硅层表面喷涂磷酸作为磷源，背面制备硼源，用APCVD方法在背面多晶硅表面沉积BSG薄膜；
G、制备局部掺杂沉积多晶或非晶硅层：采用激光对喷涂掺杂源的多晶硅层进行局部加热或者熔融，要求激光扫描的图案与对应面设计的导电浆料图案一致，在高能激光扫描区域掺杂源接受高能量后分解并扩散到多晶硅层中，完成局部掺杂，形成掺杂区域5；且在激光扫描区域的多晶硅表面形成较厚的含掺杂源氧化硅保护层6，即含磷氧化硅(PSG)保护层(受光面)和含硼氧化硅(BSG)作为保护层(背面)，正面(受光面)结构如图1、2和3所示，背面结构与正面结构相同；
H、利用有机或无机碱性溶液13腐蚀去除没有PSG和BSG保护的多晶硅层，即碱液蚀刻14，再采用氢氟酸去除含掺杂源氧化硅保护层6，进而得到双面局部掺杂硅层7，本实施例中为双面局部掺杂多晶硅层，所得局部掺杂多晶硅薄膜宽度W2为60微米，两掺杂多晶硅线条间距H3为1.6mm，正面(受光面)结构如图1，3，4与5所示，背面结构与受光面结构相同；
I、背面钝化膜镀膜：使用ALD形式在背面沉积背面钝化膜9，此处为氧化铝膜，厚度为11nm；
J、正反两面沉积钝化减反射膜：受光面沉积钝化减反射膜10，此处为氮化硅(SiNx)膜，厚度为75nm，背面沉积钝化减反射膜，也为氮化硅膜，厚度为100nm，沉积方式为PECVD；
K、印刷背面金属导电电极：印刷银浆料作为背电极用于收集电流，银浆印刷图形与局部掺杂多晶硅层图形相同，且印刷时要求两图形对准，形成背面金属导电电极12；
L、受光面金属导电电极印刷：银浆印刷图形与局部掺杂多晶硅层图形相同，且印刷时要求两图形对准，形成受光面金属导电电极8；
M、快速共烧结：烧结峰值温度为800℃，烧结后正面银浆烧穿氮化硅薄膜与导电性能良好的掺杂多晶硅层完成接触，背面银浆烧穿氮化硅与氧化铝薄膜与导电性能良好的掺杂多晶硅层完成接触，形成的电池片的剖视图如图7所示。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种太阳能电池的制备工艺，包括以下步骤：
S1：在硅基体(1)的至少一个表面上设置本征硅层(4)；
S2：在所述本征硅层(4)上设置掺杂源层；
S3：使与所述本征硅层(4)预设区域对应位置处的所述掺杂源层的掺杂源分解出掺杂离子并使所述掺杂离子进入所述本征硅层(4)的预设区域，在所述本征硅层(4)的预设区域形成掺杂区域(5)，同时在所述掺杂区域(5)上形成有含掺杂源的氧化硅保护层(6)；
S4：去除所述本征硅层(4)上设置有掺杂源层的未掺杂区域，在所述硅基体(1)的至少一个表面上形成局部掺杂硅层(7)。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备工艺，其特征是，步骤S3中，通过激光对所述掺杂源的预设区域进行加热使所述掺杂源层预设区域的掺杂源分解出掺杂离子并使所述掺杂离子进入所述本征硅层(4)，同时在所述掺杂区域(5)上形成有含掺杂源的氧化硅保护层(6)。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备工艺，其特征是：步骤S1中所述的硅基体(1)为P型硅基体；在步骤S1之前，所述制备工艺还包括：对所述硅基体(1)进行制绒并形成P-N结(2)，再在形成P-N结(2)后的硅基体(1)的至少一个表面设置隧穿钝化层(3)；在步骤S1中，在隧穿钝化层(3)上设置本征硅层(4)。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池的制备工艺，其特征是：设置在所述硅基体(1)正面的隧穿钝化层(3)包括但不限于氧化硅、氮氧化硅和氢化非晶氧化硅中的一种或几种。
5.根据权利要求3或4所述的太阳能电池的制备工艺，其特征是：设置在所述硅基体(1)背面的隧穿钝化层(3)包括但不限于氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化钒、氧化钨、氧化镍、氧化钼和氯化亚铜中的一种或几种。
6.根据权利要求3或4所述的太阳能电池的制备工艺，其特征是：步骤S2中掺杂源位于所述硅基体(1)的正面时，所述掺杂源为第V族元素，掺杂浓度为1×1018-9×1020atoms/cm3。
7.根据权利要求5所述的太阳能电池的制备工艺，其特征是：步骤S2中所述掺杂源位于所述硅基体(1)的背面时，所述掺杂源为第III族族元素，掺杂浓度为1×1018-9×1020atoms/cm3。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备工艺，其特征是：步骤S3中所述掺杂区域(5)的位置和图形与对应表面上的金属导电电极的位置和图形相对应。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备工艺，其特征是：步骤S4中采用碱液去除本征硅层(4)的未掺杂区域。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备工艺，其特征是：步骤S4中去除本征硅层(4)的未掺杂区域之后，所述制备方法还包括：去除含掺杂源的氧化硅保护层(6)。
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