CN111524797A - 一种选择性发射极的制备方法 - Google Patents
一种选择性发射极的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111524797A CN111524797A CN202010339398.7A CN202010339398A CN111524797A CN 111524797 A CN111524797 A CN 111524797A CN 202010339398 A CN202010339398 A CN 202010339398A CN 111524797 A CN111524797 A CN 111524797A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- doped region
- laser
- silicon substrate
- borosilicate glass
- glass layer
- 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
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 69
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 46
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 42
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 42
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 33
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 31
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 10
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 9
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 16
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000005360 phosphosilicate glass Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
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
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
- H01L21/2225—Diffusion sources
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
-
- 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)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种选择性发射极的制备方法，包括：(1)将双面制绒后的N型硅基体放入扩散炉中，并将扩散炉升温至第一温度值后，通源进行第一次硼源沉积(2)、继续升温至第二温度值，进行氧化，形成第一次扩散结和第一硼硅玻璃层；(3)、将扩散炉降温至第三温度值，通源进行第二次硼源沉积，形成第二次扩散结和第二硼硅玻璃层；(4)、对N型硅基体进行掺杂处理，形成第一重掺杂区域和第一轻掺杂区域；(5)、去除第一硼硅玻璃层和第二硼硅玻璃层；(6)、去除第一轻掺杂区域和第一重掺杂区域的表面发射极，形成第二轻掺杂区域和第二重掺杂区域。本发明解决了采用旋涂硼源法制备选择性发射极过程中存在的产能低，且会造成硼源浪费的问题。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种选择性发射极的制备方法。
背景技术
太阳能电池是将太阳能转化为电能的基础器件。随着太阳能电池的不断进步，高效降本已经成为当前太阳能电池产业化发展的重要方向，高效结构设计和提高制造良率是实现这一目标的关键。发射极掺杂浓度对太阳电池转换效率的影响是双重的，采用高浓度的掺杂，可以减小硅片和电极之间的接触电阻，降低电池的串联电阻，但是高的掺杂浓度会导致载流子复合变大，寿命降低，影响电池的开路电压和短路电流。采用低浓度的掺杂，可以降低表面复合，提高寿命，但是必然会导致接触电阻的增大，影响电池的串联。
选择性发射极太阳电池的结构设计可以很好地解决这一矛盾，选择性发射极技术是在电池的金属电极下方进行重掺杂，在非金属接触的发射极区域进行轻掺杂，这一技术，不仅可以降低扩散层复合速率，提高电池的短波响应和开路电压，还可以降低电池的串联电阻，改善电池短路电流和填充因子，从而提高转换效率。
目前选择性发射极的主要实现工艺有氧化物掩膜法、丝网印刷硅墨水法、离子注入法和激光掺杂法等。其中，激光掺杂法由于其工艺过程简单，工艺上只需增加激光掺杂一个步骤，设备上只需增加掺杂用激光设备，与常规产线的工艺及设备兼容性很高，目前在行业内被广泛研究与应用。目前用PSG(磷硅玻璃)做激光磷掺杂的研究已经很成熟，但是利用BSG(硼硅玻璃)作为掺杂源的激光硼掺杂却是行业难点。
中国专利CN109742172A公开的了一种旋涂硼源激光掺杂制作N型选择性发射极双面电池的方法，该方法利用先旋涂硼源，再将旋涂硼源的硅片进行扩散形成BSG，然后利用所形成的BSG作为激光掺杂源。该制备方法存在很多弊端，首先产能低，需要一片一片的旋涂，难以进行产业化；其次，使用旋涂的方式提供硼源对源的浪费很大，有80％的源在旋涂的时候被甩出去，无法被利用，浪费严重。
中国专利CN110299422A公开了一种激光硼掺杂选择性发射极TOPCon结构电池及其制备方法，该方法通过一次沉积扩散的方式形成BSG，利用该BSG作为掺杂源，然后再将激光后的片子再次放入扩散炉，进行二次扩散，该方法需要将硅片两次放入高温扩散炉，工序复杂，且两次将硅片放入高温炉管，会对硅基体造成损伤，影响太阳能电池的体寿命。此外，该方法在实验中被发现，一次沉积的扩散方式存在两个问题，第一，如果一次沉积少量的源，非激光区域可以形成轻掺杂区，但是激光掺杂后的激光区无法形成重掺杂区，激光掺杂区表面浓度低，同时即使加大激光的能量结深也达不到预期效果，这些问题很明显是由于掺杂源不足所引起的；第二，如果一次沉积过量的源，激光掺杂后，激光区域可以形成重掺杂区域，但是非激光区域由于过量源的沉积，无法形成轻掺杂区，影响非激光区域的复合。
针对目前出现的问题，为了克服现有困难，本发明采用二次沉积扩散的方式，解决现有硼扩无法同时兼顾轻掺杂区和重掺杂区的难题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种选择性发射极的制备方法。
本发明的一种选择性发射极的制备方法，其技术方案为：包括以下步骤：
(1)将双面制绒处理后的N型硅基体放入扩散炉中，并将扩散炉升温至第一温度值后，通源进行第一次硼源沉积；
(2)、将扩散炉继续升温至第二温度值，进行氧化，形成第一次扩散结和覆盖在所述第一次扩散结上的第一硼硅玻璃层；
(3)、将扩散炉降温至第三温度值，通源进行第二次硼源沉积，形成第二次扩散结和覆盖在所述第二次扩散结上的第二硼硅玻璃层；
(4)、对步骤(3)处理后的N型硅基体进行掺杂处理，处理过的区域形成第一重掺杂区域，未处理的区域形成第一轻掺杂区域；其中，掺杂图形与正面金属化细栅线图形一致；
(5)、去除第一硼硅玻璃层和第二硼硅玻璃层；
(6)、去除第一轻掺杂区域和第一重掺杂区域的表面发射极，形成第二轻掺杂区域和第二重掺杂区域。
本发明提供的一种选择性发射极的制备方法，还包括如下附属技术方案：
其中，在步骤(5)中，将步骤(4)处理后的N型硅基体放入氢氟酸溶液中，去除第一硼硅玻璃层和第二硼硅玻璃层。
其中，在步骤(6)中，将步骤(5)处理后的N型硅基体放入氢氟酸和硝酸的混合溶液中，刻蚀掉第一轻掺杂区域和第一重掺杂区域的表面发射极。
其中，所述氢氟酸和硝酸的混合溶液中，氢氟酸与硝酸的体积比为3：95-9：95。
其中，所述第一轻掺杂区域和第一重掺杂区域的表面发射极的刻蚀深度均为0.05-0.15mm。
其中，在步骤(1)中，所述第一温度值为830℃～880℃，沉积硼源的气体为氧气和氮气，沉积时间为10-40min，氧气与氮气的流量比例为1：(3-6)。
其中，在步骤(2)中，所述第二温度值为900-980℃，并通入氧气和氮气进行氧化，形成第一次扩散结和覆盖在所述第一次扩散结上的第一硼硅玻璃层；其中，氧化时间为10-30min，氧气与氮气的流量合计不大于30slm。
其中，在步骤(3)中，所述第三温度值为830℃～880℃，沉积硼源的气体为氧气和氮气，沉积时间为20-50min，氧气与氮气的流量比例为1：(3-6)。
其中，在步骤(4)中，采用激光对步骤(3)处理后的N型硅基体进行掺杂处理，，被激光扫描过的区域，形成第一重掺杂区域，未被激光扫描的区域，形成第一轻掺杂区域；其中，激光采用532nm波长的纳秒激光器，激光能量为28-38W，激光扫描速度为5000～15000mm/s。
其中，在步骤(1)中，N型晶体硅基体的电阻率为1～5Ω·cm，厚度为80～200μm。
本发明的实施包括以下技术效果：
本发明采用硼扩散的方法形成匹配激光掺杂的硼扩结型，解决了利用旋涂硼源制备激光选择性发射极产能低，不利于量产，而且硼源浪费严重的问题。同时，目前使用硼硅玻璃(BSG)作为掺杂源进行激光掺杂，是国际上的一个技术难点，原因是，现有的硼扩方法如果要保证轻掺杂区低表面浓度，就很难为激光掺杂形成重掺杂区提供足够的掺杂源。本发明采用二次扩散的方法形成匹配激光掺杂的硼扩结型，也解决了一次硼源沉积扩散形成的结型，无法同时兼顾轻掺杂区域和重掺杂区域的难题，工艺过程简单，利于产业化。
附图说明
图1为本发明实施例的一种激光掺杂选择性发射极的制备方法步骤(2)后的电池结构截面示意图。
图2为本发明实施例的一种激光掺杂选择性发射极的制备方法步骤(3)后的电池结构截面示意图。
图3为本发明实施例的一种激光掺杂选择性发射极的制备方法步骤(4)后的电池结构截面示意图。
图4为本发明实施例的一种激光掺杂选择性发射极的制备方法步骤(5)后的电池结构截面示意图。
图5为本发明实施例的一种激光掺杂选择性发射极的制备方法步骤(6)后的电池结构截面示意图。
图中，1-N型晶体硅基体，2-第一次的扩散结，3-第一层BSG层，4-第二层BSG层，5-1-重掺杂区域，6-1-轻掺杂区，5-2-新的重掺杂区域，6-2-新的轻掺杂区。
具体实施方式
下面结合实例对本发明进行详细的说明。
具体实施例仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到保护。
本发明的一种选择性发射极的制备方法，包括以下步骤：
(1)将双面制绒处理后的N型硅基体放入扩散炉中，并将扩散炉升温至第一温度值后，通源进行第一次硼源沉积；
(2)、将扩散炉继续升温至第二温度值，进行氧化，形成第一次扩散结和覆盖在所述第一次扩散结上的第一硼硅玻璃层；
(3)、将扩散炉降温至第三温度值，通源进行第二次硼源沉积，形成第二次扩散结和覆盖在所述第二次扩散结上的第二硼硅玻璃层；
(4)、对步骤(3)处理后的N型硅基体进行掺杂处理，处理后的区域形成第一重掺杂区域，未处理的区域形成第一轻掺杂区域；其中，掺杂图形与正面金属化细栅线图形一致；
(5)、去除第一硼硅玻璃层和第二硼硅玻璃层；
(6)、去除第一轻掺杂区域和第一重掺杂区域的表面发射极，形成第二轻掺杂区域和第二重掺杂区域。
在一个实施例中，在步骤(5)中，将步骤(4)处理后的N型硅基体放入氢氟酸溶液中，去除第一硼硅玻璃层和第二硼硅玻璃层。
在一个实施例中，在步骤(6)中，将步骤(5)处理后的N型硅基体放入氢氟酸和硝酸的混合溶液中，刻蚀掉第一轻掺杂区域和第一重掺杂区域的表面发射极。
在一个实施例中，所述氢氟酸和硝酸的混合溶液中，氢氟酸与硝酸的体积比为3：95-9：95。
在一个实施例中，所述第一轻掺杂区域和第一重掺杂区域的表面发射极的刻蚀深度均为0.05-0.15mm。
在一个实施例中，在步骤(1)中，所述第一温度值为830℃～880℃，沉积硼源的气体为氧气和氮气，沉积时间为10-40min，氧气与氮气的流量比例为1：(3-6)。
在一个实施例中，在步骤(2)中，所述第二温度值为900-980℃，并通入氧气和氮气进行氧化，形成第一次扩散结和覆盖在所述第一次扩散结上的第一硼硅玻璃层；其中，氧化时间为10-30min，氧气与氮气的流量合计不大于30slm。
在一个实施例中，在步骤(3)中，所述第三温度值为830℃～880℃，沉积硼源的气体为氧气和氮气，沉积时间为20-50min，氧气与氮气的流量比例为1：(3-6)。
在一个实施例中，在步骤(4)中，采用激光对步骤(3)处理后的N型硅基体进行掺杂处理，被激光扫描过的区域，形成第一重掺杂区域，未被激光扫描的区域，形成第一轻掺杂区域；其中，激光采用532nm波长的纳秒激光器，激光能量为28-38W，激光扫描速度为5000～15000mm/s。
在一个实施例中，在步骤(1)中，N型晶体硅基体的电阻率为1～5Ω·cm，厚度为80～200μm。
本发明中，第一次沉积扩散通过短时间的源沉积，接着进行低温氧化，以激活第一次扩散硼源的同时，降低第一次扩散形成的扩散结的表面浓度。第二次扩散是在第一次扩散的基础上，沉积足量的硼源，沉积后不进行推进和氧化，直接降温出舟，使大部分的源沉积在表面，为接下来的激光掺杂提供足量的掺杂源，同时第二次沉积的源绝大部分在表面，可以用HF去除BSG的同时将绝大部分的源去除，不影响轻掺杂区的结型。
下面将以具体的实施例对发明的制备方法进行详细地说明。
实施例1
步骤(1)、选择N型晶体硅基体1，并对N型晶体硅基体1进行双面制绒处理；其中，N型晶体硅基体1的电阻率为5Ω·cm；N型晶体硅基体1的厚度为170μm；将双面制绒处理后的N型硅基体1放入管式扩散炉，升温至第一温度870℃，沉积硼源的气体为氧气和氮气，沉积时间为10min，氧气与氮气的流量比例为1：3。
步骤(2)、将管式扩散炉升温至第二温度950℃，并通入氧气和氮气进行氧化，形成第一次扩散结2和覆盖在所述第一次扩散结2上的第一硼硅玻璃层3；其中，氧化时间为10min，氧气与氮气的流量均为10slm。完成本步骤后的电池结构如图1所示。
步骤(3)、将管式扩散炉降温至第三温度值865℃，通源进行第二次硼源沉积，形成第二次扩散结和覆盖在所述第二次扩散结上的第二硼硅玻璃层4，沉积结束后，降温出舟；其中，沉积硼源的气体为氧气和氮气，沉积时间为20min，氧气与氮气的流量比例为1：4。完成本步骤后的电池结构如图2所示。
步骤(4)、将步骤(3)处理后的N型晶体硅基体进行激光掺杂处理，激光为532nm的纳秒激光，激光能量为38W，扫描速度为10000mm/s，扫描图形与电池金属化图形细栅一致，在激光扫描的区域形成第一重掺杂区域5-1，未被激光扫描的区域形成第一浅掺杂区域6-1。完成本步骤后的电池结构如图3所示。
步骤(5)、将步骤(4)处理后的N型晶体硅基体先放入氢氟酸溶液，去除第一硼硅玻璃层3和第二硼硅玻璃层4。完成本步骤后的电池结构如图4所示。
步骤(6)、在步骤(5)处理后的N型晶体硅基体放入反刻溶液中进行清洗，反刻溶液为氢氟酸和硝酸的混合溶液，其中，氢氟酸与硝酸的体积比为3：95，反应温度为常温，刻蚀掉第一轻掺杂区域6-1和第一重掺杂区域5-1的部分表面发射极，刻蚀深度为0.1um，形成新的轻掺杂区域(本发明实施例中的第二轻掺杂区)6-2和新的重掺杂区域(本发明实施例中的第二重掺杂区)5-2。完成本步骤后的电池结构如图5所示。
实施例2
步骤(1)、选择N型晶体硅基体1，并对N型晶体硅基体1进行双面制绒处理；其中，N型晶体硅基体1的电阻率为1Ω·cm；N型晶体硅基体1的厚度为80μm；将双面制绒处理后的N型硅基体1放入管式扩散炉，升温至第一温度870℃，沉积硼源的气体为氧气和氮气，沉积时间为20min，氧气与氮气的流量比例为1：4。
步骤(2)、将管式扩散炉升温至第二温度900℃，并通入氧气和氮气进行氧化，形成第一次扩散结2和覆盖在所述第一次扩散结2上的第一硼硅玻璃层3；其中，氧化时间为20min，氧气流量为20slm，氮气的流量为9slm。完成本步骤后的电池结构如图1所示。
步骤(3)、将管式扩散炉降温至第三温度值830℃，通源进行第二次硼源沉积，形成第二次扩散结和覆盖在所述第二次扩散结上的第二硼硅玻璃层4，沉积结束后，降温出舟；其中，沉积硼源的气体为氧气和氮气，沉积时间为35min，氧气与氮气的流量比例为1：3。完成本步骤后的电池结构如图2所示。
步骤(4)、将步骤(3)处理后的N型晶体硅基体进行激光掺杂处理，激光为532nm的纳秒激光，激光能量为28W，扫描速度为5000mm/s，扫描图形与电池金属化图形细栅一致，在激光扫描的区域形成第一重掺杂区域5-1，未被激光扫描的区域形成第一浅掺杂区域6-1。完成本步骤后的电池结构如图3所示。
步骤(5)、将步骤(4)处理后的N型晶体硅基体先放入氢氟酸溶液，去除第一硼硅玻璃层3和第二硼硅玻璃层4。完成本步骤后的电池结构如图4所示。
步骤(6)、在步骤(5)处理后的N型晶体硅基体放入反刻溶液中进行清洗，反刻溶液为氢氟酸和硝酸的混合溶液，其中，氢氟酸与硝酸的体积比为5：95，反应温度为常温，刻蚀掉第一轻掺杂区域6-1和第一重掺杂区域5-1的部分表面发射极，刻蚀深度为0.05um，形成新的轻掺杂区域(本发明实施例中的第二轻掺杂区)6-2和新的重掺杂区域(本发明实施例中的第二重掺杂区)5-2。完成本步骤后的电池结构如图5所示。
实施例3
步骤(1)、选择N型晶体硅基体1，并对N型晶体硅基体1进行双面制绒处理；其中，N型晶体硅基体1的电阻率为3Ω·cm；N型晶体硅基体1的厚度为200μm；将双面制绒处理后的N型硅基体1放入管式扩散炉，升温至第一温度880℃，沉积硼源的气体为氧气和氮气，沉积时间为40min，氧气与氮气的流量比例为1：6。
步骤(2)、将管式扩散炉升温至第二温度980℃，并通入氧气和氮气进行氧化，形成第一次扩散结2和覆盖在所述第一次扩散结2上的第一硼硅玻璃层3；其中，氧化时间为30min，氧气的流量为15slm，氮气的流量为10slm。完成本步骤后的电池结构如图1所示。
步骤(3)、将管式扩散炉降温至第三温度值880℃，通源进行第二次硼源沉积，形成第二次扩散结和覆盖在所述第二次扩散结上的第二硼硅玻璃层4，沉积结束后，降温出舟；其中，沉积硼源的气体为氧气和氮气，沉积时间为50min，氧气与氮气的体积比例为1：6。完成本步骤后的电池结构如图2所示。
步骤(4)、将步骤(3)处理后的N型晶体硅基体进行激光掺杂处理，激光为532nm的纳秒激光，激光能量为30W，扫描速度为15000mm/s，扫描图形与电池金属化图形细栅一致，在激光扫描的区域形成第一重掺杂区域5-1，未被激光扫描的区域形成第一浅掺杂区域6-1。完成本步骤后的电池结构如图3所示。
步骤(5)、将步骤(4)处理后的N型晶体硅基体先放入氢氟酸溶液，去除第一硼硅玻璃层3和第二硼硅玻璃层4。完成本步骤后的电池结构如图4所示。
步骤(6)、在步骤(5)处理后的N型晶体硅基体放入反刻溶液中进行清洗，反刻溶液为氢氟酸和硝酸的混合溶液，其中，氢氟酸与硝酸的体积比为9：95，反应温度为常温，刻蚀掉第一轻掺杂区域6-1和第一重掺杂区域5-1的部分表面发射极，刻蚀深度为0.15um，形成新的轻掺杂区域(本发明实施例中的第二轻掺杂区)6-2和新的重掺杂区域(本发明实施例中的第二重掺杂区)5-2。完成本步骤后的电池结构如图5所示。
需要说明的是，发明实施例中“通源”即为“通入掺杂源”。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种选择性发射极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将双面制绒处理后的N型硅基体放入扩散炉中，并将扩散炉升温至第一温度值后，通源进行第一次硼源沉积；
(2)、将扩散炉继续升温至第二温度值，进行氧化，形成第一次扩散结和覆盖在所述第一次扩散结上的第一硼硅玻璃层；
(3)、将扩散炉降温至第三温度值，通源进行第二次硼源沉积，形成第二次扩散结和覆盖在所述第二次扩散结上的第二硼硅玻璃层；
(4)、对步骤(3)处理后的N型硅基体进行掺杂处理，处理后的区域形成第一重掺杂区域，未处理的区域形成第一轻掺杂区域；其中，掺杂图形与正面金属化细栅线图形一致；
(5)、去除第一硼硅玻璃层和第二硼硅玻璃层；
(6)、去除第一轻掺杂区域和第一重掺杂区域的表面发射极，形成第二轻掺杂区域和第二重掺杂区域。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(5)中，将步骤(4)处理后的N型硅基体放入氢氟酸溶液中，去除第一硼硅玻璃层和第二硼硅玻璃层。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(6)中，将步骤(5)处理后的N型硅基体放入氢氟酸和硝酸的混合溶液中，刻蚀掉第一轻掺杂区域和第一重掺杂区域的表面发射极。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述氢氟酸和硝酸的混合溶液中，氢氟酸与硝酸的体积比为3：95-9：95。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一轻掺杂区域和第一重掺杂区域的表面发射极的刻蚀深度均为0.05-0.15mm。
6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述第一温度值为830℃～880℃，沉积硼源的气体为氧气和氮气，沉积时间为10-40min，氧气与氮气的流量比例为1：(3-6)。
7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述第二温度值为900-980℃，并通入氧气和氮气进行氧化，形成第一次扩散结和覆盖在所述第一次扩散结上的第一硼硅玻璃层；其中，氧化时间为10-30min，氧气与氮气的流量合计不大于30slm。
8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述第三温度值为830℃～880℃，沉积硼源的气体为氧气和氮气，沉积时间为20-50min，氧气与氮气的流量比例为1：(3-6)。
9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，采用激光对步骤(3)处理后的N型硅基体进行掺杂处理，被激光扫描过的区域，形成第一重掺杂区域，未被激光扫描的区域，形成第一轻掺杂区域；其中，激光采用532nm波长的纳秒激光器，激光能量为28-38W，激光扫描速度为5000～15000mm/s。
10.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，N型晶体硅基体的电阻率为1～5Ω·cm，厚度为80～200μm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010339398.7A CN111524797A (zh) | 2020-04-26 | 2020-04-26 | 一种选择性发射极的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010339398.7A CN111524797A (zh) | 2020-04-26 | 2020-04-26 | 一种选择性发射极的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111524797A true CN111524797A (zh) | 2020-08-11 |
Family
ID=71904351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010339398.7A Pending CN111524797A (zh) | 2020-04-26 | 2020-04-26 | 一种选择性发射极的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111524797A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111739794A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-02 | 浙江晶科能源有限公司 | 硼扩散方法、太阳能电池及其制作方法 |
| CN113594299A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-02 | 普乐新能源科技(徐州)有限公司 | 一种n型硅片p++结构的制作工艺 |
| WO2023071161A1 (zh) * | 2021-10-25 | 2023-05-04 | 宁夏隆基乐叶科技有限公司 | 一种太阳能电池的pn结制备方法及太阳能电池 |
| WO2024032224A1 (zh) * | 2022-08-10 | 2024-02-15 | 常州捷佳创精密机械有限公司 | 激光硼掺杂电池发射极的制备方法、以及电池和制备系统 |
Citations (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100240172A1 (en) * | 2008-09-19 | 2010-09-23 | Applied Materials, Inc. | Methods of making an emitter having a desired dopant profile |
| WO2011060764A2 (de) * | 2009-11-19 | 2011-05-26 | Systaic Cells Gmbh | Emitterbildung mit einem laser |
| CN102758256A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-10-31 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种晶体硅片的磷扩散方法 |
| CN102766908A (zh) * | 2012-07-25 | 2012-11-07 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 晶体硅太阳能电池的硼扩散方法 |
| CN103050581A (zh) * | 2013-01-11 | 2013-04-17 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种激光掺杂选择性发射结的扩散工艺 |
| CN103050568A (zh) * | 2011-10-13 | 2013-04-17 | 三星Sdi株式会社 | 制造光电器件的方法 |
| CN103474516A (zh) * | 2013-10-09 | 2013-12-25 | 山东力诺太阳能电力股份有限公司 | N型双面太阳电池的制作方法 |
| CN103646994A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-19 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种太阳电池正面电极的制备方法 |
| CN103646993A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-19 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种背结背接触晶体硅太阳电池的硼扩散工艺 |
| CN104319308A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-01-28 | 上饶光电高科技有限公司 | 一种提高晶体硅太阳能电池扩散均匀性的方法 |
| CN104766906A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-07-08 | 常州时创能源科技有限公司 | 晶体硅太阳能电池的扩散工艺 |
| CN105261670A (zh) * | 2015-08-31 | 2016-01-20 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 晶体硅电池的低压扩散工艺 |
| CN105428224A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-03-23 | 上海大族新能源科技有限公司 | 硅片硼掺杂方法 |
| CN107507887A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-12-22 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种控制掺杂曲线一致性的方法 |
| CN107591461A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-01-16 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种制备太阳能电池的扩散工艺 |
| CN108054088A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-18 | 浙江晶科能源有限公司 | N型硅片硼扩散方法、晶体硅太阳能电池及其制作方法 |
| CN109166794A (zh) * | 2018-07-18 | 2019-01-08 | 常州大学 | 一种高效低成本晶硅电池的分步式磷掺杂方法 |
| CN109860324A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-07 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 背面全钝化接触太阳能电池及其制备方法 |
| CN109888054A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-06-14 | 晶科能源科技（海宁）有限公司 | 一种光伏电池无损伤选择性发射极的制备方法 |
| CN110265497A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-20 | 天合光能股份有限公司 | 一种选择性发射极的n型晶体硅太阳电池及其制备方法 |
-
2020
- 2020-04-26 CN CN202010339398.7A patent/CN111524797A/zh active Pending
Patent Citations (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100240172A1 (en) * | 2008-09-19 | 2010-09-23 | Applied Materials, Inc. | Methods of making an emitter having a desired dopant profile |
| WO2011060764A2 (de) * | 2009-11-19 | 2011-05-26 | Systaic Cells Gmbh | Emitterbildung mit einem laser |
| CN103050568A (zh) * | 2011-10-13 | 2013-04-17 | 三星Sdi株式会社 | 制造光电器件的方法 |
| CN102758256A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-10-31 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种晶体硅片的磷扩散方法 |
| CN102766908A (zh) * | 2012-07-25 | 2012-11-07 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 晶体硅太阳能电池的硼扩散方法 |
| CN103050581A (zh) * | 2013-01-11 | 2013-04-17 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种激光掺杂选择性发射结的扩散工艺 |
| CN103474516A (zh) * | 2013-10-09 | 2013-12-25 | 山东力诺太阳能电力股份有限公司 | N型双面太阳电池的制作方法 |
| CN103646994A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-19 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种太阳电池正面电极的制备方法 |
| CN103646993A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-19 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种背结背接触晶体硅太阳电池的硼扩散工艺 |
| CN104319308A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-01-28 | 上饶光电高科技有限公司 | 一种提高晶体硅太阳能电池扩散均匀性的方法 |
| CN104766906A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-07-08 | 常州时创能源科技有限公司 | 晶体硅太阳能电池的扩散工艺 |
| CN105261670A (zh) * | 2015-08-31 | 2016-01-20 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 晶体硅电池的低压扩散工艺 |
| CN105428224A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-03-23 | 上海大族新能源科技有限公司 | 硅片硼掺杂方法 |
| CN107507887A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-12-22 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种控制掺杂曲线一致性的方法 |
| CN107591461A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-01-16 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种制备太阳能电池的扩散工艺 |
| CN108054088A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-18 | 浙江晶科能源有限公司 | N型硅片硼扩散方法、晶体硅太阳能电池及其制作方法 |
| CN109166794A (zh) * | 2018-07-18 | 2019-01-08 | 常州大学 | 一种高效低成本晶硅电池的分步式磷掺杂方法 |
| CN109888054A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-06-14 | 晶科能源科技（海宁）有限公司 | 一种光伏电池无损伤选择性发射极的制备方法 |
| CN109860324A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-07 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 背面全钝化接触太阳能电池及其制备方法 |
| CN110265497A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-20 | 天合光能股份有限公司 | 一种选择性发射极的n型晶体硅太阳电池及其制备方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111739794A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-02 | 浙江晶科能源有限公司 | 硼扩散方法、太阳能电池及其制作方法 |
| CN111739794B (zh) * | 2020-06-30 | 2024-01-30 | 浙江晶科能源有限公司 | 硼扩散方法、太阳能电池及其制作方法 |
| CN113594299A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-02 | 普乐新能源科技(徐州)有限公司 | 一种n型硅片p++结构的制作工艺 |
| CN113594299B (zh) * | 2021-07-27 | 2024-01-26 | 普乐新能源科技(泰兴)有限公司 | 一种n型硅片p++结构的制作工艺 |
| WO2023071161A1 (zh) * | 2021-10-25 | 2023-05-04 | 宁夏隆基乐叶科技有限公司 | 一种太阳能电池的pn结制备方法及太阳能电池 |
| WO2024032224A1 (zh) * | 2022-08-10 | 2024-02-15 | 常州捷佳创精密机械有限公司 | 激光硼掺杂电池发射极的制备方法、以及电池和制备系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111524797A (zh) | 一种选择性发射极的制备方法 | |
| JP5193058B2 (ja) | バックコンタクト太陽電池 | |
| US7611977B2 (en) | Process of phosphorus diffusion for manufacturing solar cell | |
| CN115207137B (zh) | 一种联合钝化背接触电池及其制备方法 | |
| CN110265497B (zh) | 一种选择性发射极的n型晶体硅太阳电池及其制备方法 | |
| CN111162145A (zh) | 具有选择性发射极结构的钝化接触太阳能电池及其制备方法 | |
| CN111952409B (zh) | 一种具有选择性发射极结构的钝化接触电池的制备方法 | |
| CN112490304A (zh) | 一种高效太阳能电池的制备方法 | |
| CN113035976B (zh) | 硼掺杂选择性发射极及制法、硼掺杂选择性发射极电池 | |
| CN115498057B (zh) | 联合钝化背接触太阳能电池及其基于激光扩散的制备方法 | |
| CN109786511B (zh) | 一种适用于选择性发射极的扩散方法 | |
| CN112201575A (zh) | 一种选择性硼源掺杂方法及双面电池的制备方法 | |
| WO2024066207A1 (zh) | 一种新型太阳能电池及其制作方法 | |
| KR101085382B1 (ko) | 선택적 에미터를 포함하는 태양 전지 제조 방법 | |
| CN114975643B (zh) | N-TOPCon光伏太阳能电池制备方法及太阳能电池 | |
| CN109860324A (zh) | 背面全钝化接触太阳能电池及其制备方法 | |
| CN113964223A (zh) | 一种抑制切割边缘漏电的晶体硅太阳能电池片、电池组件及制备方法 | |
| CN103094417A (zh) | 低高低掺杂浓度的发射极结构的太阳能电池制作方法 | |
| CN108538958B (zh) | 一种n型ibc电池及其制备方法 | |
| CN112133786B (zh) | Perc电池的背抛光方法 | |
| WO2024012162A1 (zh) | 一种p型ibc电池的制作方法 | |
| CN113594299A (zh) | 一种n型硅片p++结构的制作工艺 | |
| CN103094418B (zh) | 一种太阳能电池制备方法 | |
| CN111739958A (zh) | N型电池正面se结构的制备方法 | |
| CN116581197A (zh) | 一种复合双面钝化接触太阳能电池的制备方法 |
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: 20200811 |