CN111900214A - 去除多晶硅绕镀的方法、太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

去除多晶硅绕镀的方法、太阳能电池及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111900214A
CN111900214A CN202010814000.0A CN202010814000A CN111900214A CN 111900214 A CN111900214 A CN 111900214A CN 202010814000 A CN202010814000 A CN 202010814000A CN 111900214 A CN111900214 A CN 111900214A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
plating
solution
semiconductor substrate
polycrystalline silicon
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.)
Granted
Application number
CN202010814000.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111900214B (zh
Inventor
金井升
张玥
张昕宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Jinko Solar Co Ltd
Jinko Solar Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Jinko Solar Co Ltd
Jinko Solar Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Jinko Solar Co Ltd, Jinko Solar Co Ltd filed Critical Zhejiang Jinko Solar Co Ltd
Priority to CN202010814000.0A priority Critical patent/CN111900214B/zh
Publication of CN111900214A publication Critical patent/CN111900214A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111900214B publication Critical patent/CN111900214B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H01L31/02—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
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV 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
    • 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
    • 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)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

本申请提供了一种去除多晶硅绕镀的方法、太阳能电池及其制备方法，涉及太阳能电池制备技术领域。该去除多晶硅绕镀的方法，包括以下步骤：提供半导体衬底，半导体衬底的第一表面形成有氧化层、掺杂多晶硅层和PSG层，半导体衬底的第二表面形成有扩散层、BSG层、因绕镀而产生的绕镀多晶硅层和PSG层；去除第二表面的PSG层；将半导体衬底浸入碱溶液中，去除部分因绕镀而产生的绕镀多晶硅层；将半导体衬底的第二表面置于酸溶液中，去除其余部分因绕镀而产生的绕镀多晶硅层；去除第一表面的PSG层和第二表面的BSG层。本发明能够提高良率，保证电池片具有较高的效率，而且工艺简单，成本较低。

Description

去除多晶硅绕镀的方法、太阳能电池及其制备方法
技术领域
本申请涉及太阳能电池制备技术领域，尤其涉及一种去除多晶硅绕镀的方法、太阳能电池及其制备方法。
背景技术
TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)电池采用了钝化接触技术，其背面由隧穿氧化层和掺杂多晶硅层组成钝化接触结构，具有高效率、长寿命和弱光响应好等优点。其中，氧化层能够对载流子选择性传输，起到较好的钝化作用，同时允许少子通过，有效减小金属化区域的复合，可极大程度上提高该结构电池的开路电压和填充因子，进而提升太阳能电池的转换效率。
然而，现有的TOPCon电池的制作流程还存在一些问题，例如，背面隧穿氧化层和掺杂多晶硅层的制作会存在严重绕镀，导致硅片正面也会镀上多晶硅，影响外观与效率，影响电池量产良率。因此，有效地去除电池制备过程中产生的绕镀多晶硅能够有效提升电池量产良率，提升电池的转换效率。
发明内容
本申请的目的在于提供一种去除多晶硅绕镀的方法、太阳能电池及其制备方法，能够提高良率，保证电池片具有较高的效率，而且工艺简单，成本较低。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案为：
根据本申请的一个方面，本申请提供一种去除多晶硅绕镀的方法，包括以下步骤：
提供半导体衬底，所述半导体衬底的第一表面形成有氧化层、掺杂多晶硅层和PSG层，所述半导体衬底的第二表面形成有扩散层、BSG层、因绕镀而产生的绕镀多晶硅层和PSG层；
去除所述第二表面的PSG层；
将所述半导体衬底浸入碱溶液中，去除部分所述因绕镀而产生的绕镀多晶硅层；
将所述半导体衬底的第二表面置于酸溶液中，去除其余部分所述因绕镀而产生的绕镀多晶硅层；
去除所述第一表面的PSG层和所述第二表面的BSG层。
在一种可能的实现方式中，去除所述第二表面的PSG层包括：
将所述半导体衬底的所述第二表面置于体积浓度为1％-20％的HF溶液中5s-120s，去除所述第二表面的PSG层。
在一种可能的实现方式中，所述碱溶液包括碱基础溶液和添加剂，所述添加剂与所述碱基础溶液的质量比为1：(35-50)。
在一种可能的实现方式中，所述碱基础溶液为质量浓度为5％-30％的KOH溶液、NaOH溶液或NH4OH溶液；
或者，所述碱基础溶液为质量浓度为5％-30％的KOH溶液、NaOH溶液和NH4OH溶液中的任意两种或三种所组成的混合溶液。
在一种可能的实现方式中，所述酸溶液包括质量浓度为0.5％-10％的HF溶液与质量浓度为30％-70％的HNO3溶液的混合溶液。
在一种可能的实现方式中，将所述半导体衬底浸入碱溶液中的时间为30s-300s，碱溶液的温度控制在40℃-85℃；
和/或，将所述半导体衬底的第二表面置于酸溶液中的时间为5s-60s，酸溶液的温度控制在6-15℃。
在一种可能的实现方式中，在将所述半导体衬底的第二表面置于酸溶液中，去除其余部分所述因绕镀而产生的绕镀多晶硅层之后，还包括：
将所述半导体衬底置于KOH溶液中，去除残留的酸溶液；
相应的，在将所述半导体衬底置于KOH溶液中，去除残留的酸溶液之后，再去除所述第一表面的PSG层和所述第二表面的BSG层。
在一种可能的实现方式中，去除所述第一表面的PSG层和所述第二表面的BSG层包括：
将所述半导体衬底置于体积浓度为1％-20％的HF溶液、HCl溶液或HF-HCl混合溶液中，去除第一表面的PSG层和所述第二表面的BSG层。
需要说明的是，上述数值范围均包括端点值。
根据本申请的另一个方面，本申请提供一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
制绒、硼扩散、刻蚀、制备氧化层和多晶硅层、磷扩散、去绕镀、钝化和金属化；
其中，所述去绕镀采用如上所述的去除多晶硅绕镀的方法。
根据本申请的另一个方面，本申请提供一种太阳能电池，所述太阳能电池采用如上所述的太阳能电池的制备方法制备得到。
与现有技术相比，本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请提供的去除多晶硅绕镀的方法，先去除半导体衬底第二表面也就是绕镀面的PSG层，然后采用碱式去绕镀法，将绕镀面的大部分绕镀多晶硅去除，同时不会破坏绕镀面的原有结构，包括形貌、扩散层等；然后再采用酸式去绕镀法，将绕镀面与可能残留的绕镀多晶硅反应，利用酸的各向同性腐蚀，将残留的多晶硅完全去除，同时不会破坏绕镀面的原有结构，包括形貌、扩散层等，而后可以将位于第一表面的PSG层和第二表面的BSG层去除。由此，该去除多晶硅绕镀的方式，结合了碱式去绕镀法和酸式去绕镀法各自的优势，不需要对电池表面进行掩膜，工艺流程简单，既能将绕镀多晶硅更彻底或更完全的去除，又不会破坏绕镀面的原有结构，保证电池的良率，能够有效解决现有的去绕镀过刻蚀和残留等问题。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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为本申请示例性的实施方式提供的一种去除多晶硅绕镀的方法流程示意图；
图2为本申请示例性的实施方式提供的一种去除多晶硅绕镀的方法中步骤S100后的电池结构截面示意图；
图3为本申请示例性的实施方式提供的一种去除多晶硅绕镀的方法中步骤S200后的电池结构截面示意图；
图4为本申请示例性的实施方式提供的一种去除多晶硅绕镀的方法中步骤S300后的电池结构截面示意图；
图5为本申请示例性的实施方式提供的一种去除多晶硅绕镀的方法中步骤S400后的电池结构截面示意图；
图6为本申请示例性的实施方式提供的一种去除多晶硅绕镀的方法中步骤S500后的电池结构截面示意图；
图7为本申请示例性的实施方式提供的一种太阳能电池结构示意图。
附图标记：
1-半导体衬底；101-第一表面；102-第二表面；
2-扩散层；
3-氧化层；
4-掺杂多晶硅层；
5-因绕镀而产生的绕镀多晶硅层；
6-BSG层；
7-PSG层；
8-钝化层；
9-电极。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
目前，在TOPCon电池的制作过程中，一般采用LPCVD(Low Pressure ChemicalVapor Deposition，低压力化学气相沉积)设备或PECVD(Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition，等离子体增强化学的气相沉积)或者ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)设备进行非晶硅沉积。例如采用LPCVD设备进行非晶硅沉积，在LPCVD过程中除了在硅片的一个表面(目标沉积面)上沉积一层非晶硅之外，还会在硅片的另一个面(非目标沉积面)上沉积一层非晶硅，即行业内俗称的“绕镀”。该非目标沉积面也称为“绕镀面”，若产生绕镀的非晶硅不去除或去除的不干净，会使得电池的外观不良，会影响电池的效率和良率。
示例性的，现有的一种TOPCon电池的制备流程包括：制绒、硼扩散、单面刻蚀、LPCVD、磷扩散、去绕镀、钝化、丝网印刷和烧结，其在利用LPCVD在目标沉积面沉积了非晶硅之后，在目标沉积面上进行磷扩散，在磷扩散以后进行去绕镀工艺，以去除多晶硅的绕镀(非晶硅在经过磷扩散后变成了掺杂多晶硅)。其中，在该TOPCon电池的制备流程中，去绕镀是TOPCon电池在产业化生产或量产过程中面临的一个主要问题。目前去绕镀的方法主要包括：(1)利用膜层作为掩膜层，然后再采用酸式去绕镀法或酸式去绕镀法；(2)不带任何掩膜，酸式去绕镀法；(3)不带任何掩膜，碱式去绕镀法。然而，利用膜层作为掩膜层，然后再采用酸式去绕镀法或酸式去绕镀法,需要增加掩膜工艺和清洗流程，掩膜层一般采用PECVD沉积，掩膜可能会带来污染，且增加了生产成本。不带任何掩膜的酸式去绕镀法，采用链式工艺窗口较窄，虽然可去除绕镀的多晶硅层，但容易在绕镀面的四周边缘导致过刻现象，即破坏了绕镀面的原有结构，原有结构包括形貌、硼扩散层等，影响成品电池片的良率；此外，该方法容易导致正面PN结受损，使得电池效率和良率大幅下降。不带任何掩膜的碱式去绕镀法，常用无机碱为氢氧化钾，碱也可以采用TMAH(四甲基氢氧化铵)等有机碱替代，TMAH为有机碱性腐蚀品，对人体危害较大。碱式去绕镀法在去绕镀过程中不能有效的去除多晶硅，造成绕镀面上多晶硅斑点状的残留，同样会影响成品电池片的良率。
鉴于此，为了克服现有技术的不足，本发明提供一种去除多晶硅绕镀的方法，以期能够结合碱式去绕镀法和酸式去绕镀法各自的优势，不需要对电池背面进行掩膜，工艺流程简单，成本低，从而缓解现有的去绕镀方法存在的过刻蚀和去除不干净或残留的问题。
在一种具体实施例中，下面通过具体的实施例并结合附图对本申请的去除多晶硅绕镀的方法、太阳能电池及其制备方法做进一步地详细描述。
具体地，请参阅附图1所示，本申请的实施例提供一种去除多晶硅绕镀的方法，包括以下步骤：
提供半导体衬底，所述半导体衬底的第一表面形成有氧化层、掺杂多晶硅层和PSG层(磷硅玻璃层)，所述半导体衬底的第二表面形成有扩散层、BSG层(硼硅玻璃层)、因绕镀而产生的绕镀多晶硅层和PSG层(磷硅玻璃层)；
去除所述第二表面的PSG层；
将所述半导体衬底浸入碱溶液中，去除部分所述因绕镀而产生的绕镀多晶硅层；
将所述半导体衬底的第二表面置于酸溶液中，去除其余部分所述因绕镀而产生的绕镀多晶硅层；
去除所述第一表面的PSG层和所述第二表面的BSG层。
应理解，该半导体衬底包括第一表面和第二表面，且第一表面和第二表面相对设置。
其中，第一表面可以为半导体衬底的背面，第二表面可以为半导体衬底的正面；或者，第一表面也可以为半导体衬底的正面，第二表面也可以为半导体衬底的背面。示例性的，下面主要以第一表面为半导体衬底的背面，第二表面为半导体衬底的正面为例对该去除多晶硅绕镀的方法做具体阐述，其中，背面也为目标沉积面，正面也为绕镀面。然而，本领域技术人员将理解，本发明的原理可以在任何布置适当的太阳能电池中实现。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或结构也可应用于本发明中。
在一些实施例中，半导体衬底的正面为面向太阳的表面，背面即为背对太阳的表面。
还需说明的是，半导体衬底可以为晶体硅衬底(硅衬底或硅片)，例如为多晶硅衬底、单晶硅衬底或类单晶硅衬底，本发明实施例对于半导体衬底的具体类型不作限定。
本发明实施例提供的去除多晶硅绕镀的方法，结合酸式去绕镀法和碱式去绕镀法各自的优势，将这两种方法的优点集成，不需要对电池背面进行掩膜碱/碱去绕镀，能减少生产成本，确保高良率和效率，有利于实现量产。
具体地讲，该去绕镀方法先采用碱式去绕镀法，将绕镀面的大部分绕镀多晶硅去除，同时不会破坏绕镀面的原有结构，包括形貌、扩散层等；然后再采用酸式去绕镀法，将绕镀面与可能残留的绕镀多晶硅反应，利用酸的各向同性腐蚀，将残留的多晶硅完全去除，同时不会破坏绕镀面的原有结构，包括形貌、扩散层等。由此，该去除多晶硅绕镀的方式，结合了碱式去绕镀法和酸式去绕镀法各自的优势，实现去除因绕镀而产生的绕镀多晶硅层的彻底去除，同时不会破会绕镀面的原有结构的目的。该方法的过刻比例小于现有技术中常用的酸式去绕镀法的过刻比例，绕镀残留比例小于现有技术中常用的碱式去绕镀法的残留比例。并且，该方法不需要对电池表面进行掩膜，工艺流程简单，能够保证电池的良率，有效解决现有的去绕镀过刻蚀和残留等问题，缓解了限制TOPCon电池量产的主要瓶颈问题。
具体地，在一些实施例中，所述去除多晶硅绕镀的方法，包括以下步骤：
步骤S100、提供半导体衬底，所述半导体衬底的第一表面形成有氧化层、掺杂多晶硅层和PSG层，所述半导体衬底的第二表面形成有扩散层、BSG层、因绕镀而产生的绕镀多晶硅层和PSG层。该步骤S100的电池结构截面示意图可以如图2所示。
其中，半导体衬底1可以为N型半导体衬底，半导体衬底1的第一表面101如背面依次设置有氧化层3、掺杂多晶硅层4和PSG层7，半导体衬底1的第二表面102如正面依次设置有扩散层2、BSG层6、因绕镀而产生的绕镀多晶硅层5和PSG层7。该氧化层3可以为隧穿氧化层，该掺杂多晶硅层4可以为磷掺杂多晶硅层，该扩散层2可以为掺硼的P型扩散层。
需要指出的是，本发明实施例对于形成氧化层、掺杂多晶硅层、PSG层、扩散层、BSG层、因绕镀而产生的绕镀多晶硅层等的具体方式不作限定，对于各层的具体结构或厚度等也不作限定，可由本领域技术人员根据实际情况而选择设定。也就是，该步骤S100可以采用本领域的常规技术手段，在此不再赘述。
步骤S200、去除所述第二表面的PSG层。该步骤S200的电池结构截面示意图可以如图3所示。
具体地，该步骤S200包括：将所述半导体衬底的所述第二表面置于体积浓度为1％-20％的HF溶液中5s-120s，去除所述第二表面的PSG层。
由于在绕镀多晶硅层的表面形成有PSG层，因而，为了便于后续去绕镀多晶硅层，需要先去除绕镀多晶硅表面经磷扩散形成的PSG层，同时，保留第一表面的BSG层以作为后续的对半导体衬底第一表面或扩散层的保护层，以及保留第二表面的PSG层以作为后续的对半导体衬底第二表面或掺杂多晶硅层的保护层。
需要指出的是，本发明对于该第二表面的PSG层的具体去除方式不作限定，其可以采用一定浓度的HF溶液，也可以采用其他类型的酸溶液或混酸溶液，或者还可以采用其他的去除方式。
为了提高去除效率，降低成本，利于后续的绕镀多晶硅的去除，示例性的，该去除第二表面的PSG层的方式，可以采用单面清洗的方式，单面清洗时可采用但不限于漂浮在清洗液如HF溶液表面进行清洗的方式。例如，可以采用链式单面处理的方式，将半导体衬底的第二表面置于体积浓度为1％-20％的HF溶液中，使第二表面的PSG层与HF溶液接触或反应，在常温下处理5s-120s，进而去除第二表面的PSG层。
其中，该步骤S200中的HF酸溶液的体积浓度可以为1-20％，进一步可以为1-10％，进一步可以为2-8％，例如可以为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、15％、20％等。去除时间可以为5-120s，进一步可以为5-100s，进一步可以为6-50s，例如可以为5s、6s、7s、8s、10s、15s、20s、30s、35s、40s、50s、60s、80s、100s、120s等。
该第二表面的PSG层的厚度一般很薄，因此不需要高浓度的酸溶液，采用低浓度的酸溶液即可。并且，在上述HF溶液浓度和去除时间范围内，有助于提高效率、降低成本，确保去除效果。
步骤S300、将所述半导体衬底浸入碱溶液中，去除部分所述因绕镀而产生的绕镀多晶硅层。该步骤S300的电池结构截面示意图可以如图4所示。
具体地，该步骤S300包括：将半导体衬底浸没在碱基础溶液和添加剂组成的碱溶液中与绕镀多晶硅反应，其中，碱基础溶液可以为质量浓度为5％-30％的KOH溶液、NaOH溶液或NH4OH溶液的任意一种或多种组成的混合溶液，添加剂与所述碱基础溶液的质量比为1：(35-50)；
将半导体衬底浸入碱溶液中的时间为30s-300s，碱溶液的温度控制在40℃-85℃。
该步骤S300中，利用碱溶液去除部分绕镀多晶硅，并且在碱溶液中添加一定量的添加剂，该添加剂的作用是可以减缓KOH、NaOH等碱与第二表面的BSG之间的反应，以及减缓KOH、NaOH等碱与第一表面的PSG之间的反应，而在半导体衬底的第二表面即绕镀面KOH、NaOH等碱与没有PSG保护的绕镀多晶硅反应，利用碱的各向异性腐蚀，去除大部分绕镀多晶硅，但仍可能存在一定的绕镀多晶硅残留。在此过程中，控制反应程度，使得KOH、NaOH等碱不会破坏绕镀面的原有结构，包括形貌、硼扩散层等。
需要指出的是，该碱溶液中添加剂可用于减缓或降低KOH、NaOH等碱与第二表面的BSG和第一表面的PSG之间的反应，本发明实施例对于添加剂的具体类型不作限定，可以采用本领域中能够达到上述目的的常规添加剂，在此不再详细描述。还需指出的是，上述碱基础溶液可以为强碱，也可以为弱碱，包括但不限于NaOH溶液、KOH溶液、氨水等中的一种或多种组成的混合溶液。
上述碱式去除部分绕镀多晶硅的方式，可以采用将半导体衬底浸没在碱溶液中的方式，例如采用槽式浸没处理的方式，将半导体衬底浸入到一定浓度的碱溶液中，在40℃-85℃条件下处理30s-300s，以去除部分因绕镀而产生的绕镀多晶硅层。
其中，该步骤S300中的添加剂与碱基础溶液的质量比为1：(35-50)，进一步可以为1：(38-48)，进一步可以为1：(40-45)，例如可以为1：35、1：38、1：40、1：42、1：45、1：46、1：48、1：50等。碱基础溶液可以为KOH溶液、NaOH溶液或NH4OH溶液中的一种或多种组成的混合溶液，而无论是单一溶液还是混合溶液，碱基础溶液的质量浓度可以为5-30％，进一步可以为6-25％，进一步可以为8-20％，例如可以为5％、6％、8％、10％、12％、15％、18％、20％、25％、28％、30％等。处理时间可以为30-300s，进一步可以为40-250s，进一步可以为50-200s，例如可以为30s、40s、50s、60s、80s、100s、120s、150s、180s、200s、240s、250s、300s等。处理温度可以为40-85℃，进一步可以为45-80℃，进一步可以为50-75℃，例如可以为40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、85℃等。
在该步骤300中，通过控制反应程度，在上述碱浓度、添加剂含量、处理时间和温度范围内，可以不破坏绕镀面的原有结构，包括形貌、硼扩散层等，同时可以去除部分绕镀多晶硅，提高效率，降低成本。
步骤S400、将所述半导体衬底的第二表面置于酸溶液中，去除其余部分所述因绕镀而产生的绕镀多晶硅层。该步骤S400的电池结构截面示意图可以如图5所示。
具体地，该步骤S400包括：将半导体衬底的第二表面置于质量浓度为0.5％-10％的HF溶液与质量浓度为30％-70％的HNO3溶液的混合酸溶液中，在6-15℃下处理5s-60s，以去除其余部分绕镀多晶硅层。
上述酸式去除其余部分绕镀多晶硅的方式，可以采用单面清洗的方式，单面清洗时可采用但不限于漂浮在清洗液如混酸溶液表面进行清洗的方式。例如，可以采用链式单面处理的方式，将半导体衬底的绕镀面置于一定质量浓度HF/HNO3的混合酸溶液中，在6-15℃下处理5s-60s，以去除其余部分绕镀多晶硅层。
该步骤S400中，将绕镀面单面放置于HF/HNO3溶液中，HF/HNO3溶液在绕镀面与可能残留的多晶硅反应，利用酸的各向同性腐蚀，将残留的多晶硅的完全去除。在此过程中，由于需要被去除的残留的多晶硅很少，通过控制反应程度，可以实现不破坏绕镀面的原有结构，包括形貌、硼扩散层等。
该步骤S400中的酸溶液可以由HF溶液和HNO3溶液组成的混合酸溶液，此外，该酸溶液包括但不限于由HF溶液和HNO3溶液组成的混合酸溶液，还可以采用其他的酸溶液，例如还可以加入其他的酸如H2SO4，以改善溶液张力等。其中，HF溶液的质量浓度可以为0.5-10％，进一步可以为1-9％，进一步可以为2-8％，例如可以为0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％等。HNO3溶液的质量浓度可以为30-70％，进一步可以为35-60％，进一步可以为35-50％，例如可以为30％、32％、35％、38％、40％、45％、50％、60％、70％等。处理时间可以为5-60s，进一步可以为5-50s，进一步可以为10-40s，例如可以为5s、6s、8s、10s、15s、20s、30s、40s、50s、60s等。处理温度可以为6-15℃，进一步可以为7-14℃，进一步可以为8-12℃，例如可以为6℃、7℃、8℃、9℃、10℃、12℃、14℃、15℃等。
在该步骤400中，通过控制反应程度，在上述酸溶液浓度、处理时间和温度范围内，可以不破坏绕镀面的原有结构，包括形貌、硼扩散层等，同时可以去除其余部分绕镀多晶硅，提高效率，降低成本。
步骤S500、去除所述第一表面的PSG层和所述第二表面的BSG层。该步骤S500的电池结构截面示意图可以如图6所示。
由于在酸式去绕镀之后，会有一定的酸溶液残留，因而为了去除残留酸溶液，在步骤S400与S500之间还包括：将所述半导体衬底置于KOH溶液中，去除残留的酸溶液。
需要指出的是，本发明对于去除残留的酸溶液的具体方式不作限定，例如可以采用常规的KOH溶液处理，以中和预处理残留的HF/HNO3酸溶液。
去除残留的酸溶液之后，需要去除第一表面的PSG层和第二表面的BSG层，本发明对于去除第一表面的PSG层和第二表面的BSG层的方式不作限定，可以采用混合酸溶液也可以采用单一类型的酸溶液等，对于该步骤的去除时间和温度也不作限定，可由本领域技术人员根据实际情况进行调控。
示例性的，该步骤S500包括：将所述半导体衬底置于体积浓度为1％-20％的HF溶液、HCl溶液或HF-HCl混合酸溶液中，去除第一表面的PSG层和所述第二表面的BSG层，使得半导体衬底疏水，此外，该HCl溶液等还可以去除K离子和其他金属离子。
以上可以看出，本发明提供了能实现在无掩膜情况下去除多晶硅绕镀的方法，在碱性溶液中加入添加剂，可以很好的控制碱的反应速率，增加反应窗口，可满足量产需求，降低了生产成本，从而提高了产品的良品率和竞争力。能有效缓解现有技术采用的酸式去绕镀法，过刻蚀、产品良率大幅下降，碱式去绕镀法，工艺窗口较窄，无法控制清除效果，量产时效率与良率波动较大，掩膜方式增加了镀掩膜和清洗工序，增加了机台设备，占用面积大，提高了工艺成本等问题。
本发明的实施例还提供一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
制绒、硼扩散、刻蚀、制备氧化层和多晶硅层、磷扩散、去绕镀、钝化和金属化；其中，所述去绕镀可以采用如上所述的去除多晶硅绕镀的方法。
该太阳能电池的制备方法中，本发明实施例对于制绒、硼扩散、刻蚀、制备氧化层和多晶硅层、磷扩散、钝化和金属化的具体操作方式不作限定，可以采用本领域的常规技术手段，在此不再赘述。
示例性的，该太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
对半导体衬底进行制绒处理，以增强陷光效果，提升对光线的利用率，进而提高钝化接触太阳能电池效率。
对制绒后的半导体衬底的正面进行硼扩散，以在半导体衬底的正面形成扩散层和BSG层；
对半导体衬底的背面进行单面刻蚀；
在半导体衬底的背面形成隧穿氧化层，然后在隧穿氧化层上形成本征多晶硅层，在此过程中，部分多晶硅绕镀到半导体衬底正面边缘区域，并在该边缘区域形成因绕镀而产生的绕镀多晶硅层；
然后进行磷扩散，形成掺杂多晶硅层和PSG层；
在半导体衬底的正面、背面分别进行钝化处理，以分别在半导体衬底的正面、背面形成钝化层；
在半导体衬底的正面、背面分别进行金属化处理，例如采用丝网印刷和烧结的方式，分别在半导体衬底的正面、背面形成电极。
本发明的实施例还提供一种太阳能电池，该太阳能电池可以采用如上所述的太阳能电池的制备方法制得。
如图7所示，该太阳能电池为钝化接触太阳能电池，包括由下至上依次排布的电极9、钝化层8、掺杂多晶硅层4、氧化层3、半导体衬底1、扩散层2、钝化层8和电极9。
本发明的太阳能电池及其制备方法，与前述去除多晶硅绕镀的方法是基于同一发明构思的，因而至少具有与上述去除多晶硅绕镀的方法相同的优势，在此不再赘述。
以下结合具体的实施例对本发明的去除多晶硅绕镀的方法，进行详细地说明。
实施例1
提供半导体衬底，半导体衬底的第一表面形成有氧化层、磷掺杂多晶硅层和PSG层，在半导体衬底的第二表面形成有掺硼的p型扩散层、BSG层、因绕镀而产生的绕镀多晶硅层和PSG层；
采用链式单面处理的方式，将第二表面的PSG层单面接触体积浓度5％的HF溶液，在常温下处理30s，去除第二表面的PSG层；
采用槽式浸没处理的方式，将半导体衬底浸入到质量浓度为10％的KOH溶液中，在75℃条件下处理150s，去除部分因绕镀而产生的绕镀多晶硅层；
采用链式单面处理的方式，将半导体衬底的第二表面置于HNO3质量浓度35％、HF质量浓度为2％的溶液中，在8℃条件下处理50s，去除其余部分因绕镀而产生的绕镀多晶硅层；
采用槽式浸没处理的方式，在体积浓度5％的HF溶液中，在常温下处理60s，去除第一表面的PSG层，以及第二表面的BSG层。
实施例2
提供半导体衬底，半导体衬底的第一表面形成有氧化层、磷掺杂多晶硅层和PSG层，在半导体衬底的第二表面形成有掺硼的p型扩散层、BSG层、因绕镀而产生的绕镀多晶硅层和PSG层；
采用链式单面处理的方式，将第二表面的PSG层单面接触体积浓度5％的HF溶液，在常温下处理30s，去除第二表面的PSG层；
采用槽式浸没处理的方式，将半导体衬底浸入到质量浓度为15％的KOH溶液中，在75℃条件下处理120s，去除部分因绕镀而产生的绕镀多晶硅层；
采用链式单面处理的方式，将半导体衬底的第二表面置于HNO3质量浓度30％、HF质量浓度为3％的溶液中，在8℃条件下处理50s，去除其余部分因绕镀而产生的绕镀多晶硅层；
采用槽式浸没处理的方式，在体积浓度5％的HF溶液中，在常温下处理60s，去除第一表面的PSG层，以及第二表面的BSG层。
上述实施例1和实施例2得到的产品批次良率能够达到95％以上(＞95％)，相比于现有的85％左右的酸式去绕镀法和现有的90％左右的碱式去绕镀法，极大的提高了产品的批次良率。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
需要指出的是，本专利申请文件的一部分包含受著作权保护的内容。除了对专利局的专利文件或记录的专利文档内容制作副本以外，著作权人保留著作权。

Claims (10)

1.一种去除多晶硅绕镀的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供半导体衬底，所述半导体衬底的第一表面形成有氧化层、掺杂多晶硅层和PSG层，所述半导体衬底的第二表面形成有扩散层、BSG层、因绕镀而产生的绕镀多晶硅层和PSG层；
去除所述第二表面的PSG层；
将所述半导体衬底浸入碱溶液中，去除部分所述因绕镀而产生的绕镀多晶硅层；
将所述半导体衬底的第二表面置于酸溶液中，去除其余部分所述因绕镀而产生的绕镀多晶硅层；
去除所述第一表面的PSG层和所述第二表面的BSG层。
2.根据权利要求1所述的去除多晶硅绕镀的方法，其特征在于，去除所述第二表面的PSG层包括：
将所述半导体衬底的所述第二表面置于体积浓度为1％-20％的HF溶液中5s-120s，去除所述第二表面的PSG层。
3.根据权利要求1所述的去除多晶硅绕镀的方法，其特征在于，所述碱溶液包括碱基础溶液和添加剂，所述添加剂与所述碱基础溶液的质量比为1：(35-50)。
4.根据权利要求3所述的去除多晶硅绕镀的方法，其特征在于，所述碱基础溶液为质量浓度为5％-30％的KOH溶液、NaOH溶液或NH4OH溶液；
或者，所述碱基础溶液为质量浓度为5％-30％的KOH溶液、NaOH溶液和NH4OH溶液中的任意两种或三种所组成的混合溶液。
5.根据权利要求1所述的去除多晶硅绕镀的方法，其特征在于，所述酸溶液包括质量浓度为0.5％-10％的HF溶液与质量浓度为30％-70％的HNO3溶液的混合溶液。
6.根据权利要求1所述的去除多晶硅绕镀的方法，其特征在于，将所述半导体衬底浸入碱溶液中的时间为30s-300s，碱溶液的温度控制在40℃-85℃；
和/或，将所述半导体衬底的第二表面置于酸溶液中的时间为5s-60s，酸溶液的温度控制在6-15℃。
7.根据权利要求1-6任一项所述的去除多晶硅绕镀的方法，其特征在于，在将所述半导体衬底的第二表面置于酸溶液中，去除其余部分所述因绕镀而产生的绕镀多晶硅层之后，还包括：
将所述半导体衬底置于KOH溶液中，去除残留的酸溶液；
相应的，在将所述半导体衬底置于KOH溶液中，去除残留的酸溶液之后，再去除所述第一表面的PSG层和所述第二表面的BSG层。
8.根据权利要求1-6任一项所述的去除多晶硅绕镀的方法，其特征在于，去除所述第一表面的PSG层和所述第二表面的BSG层包括：
将所述半导体衬底置于体积浓度为1％-20％的HF溶液、HCl溶液或HF-HCl混合溶液中，去除第一表面的PSG层和所述第二表面的BSG层。
9.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制绒、硼扩散、刻蚀、制备氧化层和多晶硅层、磷扩散、去绕镀、钝化和金属化；
其中，所述去绕镀采用权利要求1-8任一项所述的去除多晶硅绕镀的方法。
10.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池采用权利要求9所述的太阳能电池的制备方法制备得到。
CN202010814000.0A 2020-08-13 2020-08-13 去除多晶硅绕镀的方法、太阳能电池及其制备方法 Active CN111900214B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010814000.0A CN111900214B (zh) 2020-08-13 2020-08-13 去除多晶硅绕镀的方法、太阳能电池及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010814000.0A CN111900214B (zh) 2020-08-13 2020-08-13 去除多晶硅绕镀的方法、太阳能电池及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111900214A true CN111900214A (zh) 2020-11-06
CN111900214B CN111900214B (zh) 2022-02-18

Family

ID=73230143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010814000.0A Active CN111900214B (zh) 2020-08-13 2020-08-13 去除多晶硅绕镀的方法、太阳能电池及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111900214B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112599616A (zh) * 2020-12-15 2021-04-02 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 一种太阳能电池及其制作方法
CN112599618A (zh) * 2020-12-15 2021-04-02 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 一种太阳能电池及其制作方法
CN112663145A (zh) * 2020-12-04 2021-04-16 通威太阳能（安徽）有限公司 一种去除lpcvd多晶硅绕镀的装置及方法
CN113416547A (zh) * 2021-06-18 2021-09-21 常州时创能源股份有限公司 一种清洗绕镀多晶硅的碱腐蚀辅助剂及其应用
CN114361290A (zh) * 2021-11-30 2022-04-15 嘉兴市小辰光伏科技有限公司 一种去除TOPCon电池制作的poly-Si绕镀的添加剂及其清洗工艺
CN114400260A (zh) * 2021-12-23 2022-04-26 东方日升新能源股份有限公司 去绕镀方法、隧穿氧化层钝化接触太阳能电池的制备方法
WO2023202132A1 (zh) * 2022-04-20 2023-10-26 通威太阳能（成都）有限公司 太阳电池及其制备方法
CN117691000A (zh) * 2024-02-01 2024-03-12 通威太阳能(眉山)有限公司 一种太阳电池的制备方法、太阳电池及光伏组件

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102487012A (zh) * 2010-12-02 2012-06-06 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 晶体管的制作方法
JP2013135081A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Fujifilm Corp シリコンエッチング方法、これに用いられるシリコンエッチング液、及びそのキット
CN109148647A (zh) * 2018-09-07 2019-01-04 江苏顺风光电科技有限公司 一种TOPCon结构电池的制备方法
CN110416359A (zh) * 2019-07-19 2019-11-05 常州时创能源科技有限公司 一种TOPCon结构电池的制备方法
US20200220039A1 (en) * 2019-01-09 2020-07-09 Lg Electronics Inc. Method of manufacturing solar cell
CN111446331A (zh) * 2020-04-09 2020-07-24 浙江晶科能源有限公司 一种去绕镀方法及钝化接触太阳能电池制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102487012A (zh) * 2010-12-02 2012-06-06 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 晶体管的制作方法
JP2013135081A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Fujifilm Corp シリコンエッチング方法、これに用いられるシリコンエッチング液、及びそのキット
CN109148647A (zh) * 2018-09-07 2019-01-04 江苏顺风光电科技有限公司 一种TOPCon结构电池的制备方法
US20200220039A1 (en) * 2019-01-09 2020-07-09 Lg Electronics Inc. Method of manufacturing solar cell
CN110416359A (zh) * 2019-07-19 2019-11-05 常州时创能源科技有限公司 一种TOPCon结构电池的制备方法
CN111446331A (zh) * 2020-04-09 2020-07-24 浙江晶科能源有限公司 一种去绕镀方法及钝化接触太阳能电池制备方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112663145A (zh) * 2020-12-04 2021-04-16 通威太阳能（安徽）有限公司 一种去除lpcvd多晶硅绕镀的装置及方法
CN112663145B (zh) * 2020-12-04 2022-10-18 通威太阳能（安徽）有限公司 一种去除lpcvd多晶硅绕镀的装置及方法
CN112599616A (zh) * 2020-12-15 2021-04-02 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 一种太阳能电池及其制作方法
CN112599618A (zh) * 2020-12-15 2021-04-02 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 一种太阳能电池及其制作方法
CN113416547A (zh) * 2021-06-18 2021-09-21 常州时创能源股份有限公司 一种清洗绕镀多晶硅的碱腐蚀辅助剂及其应用
CN114361290A (zh) * 2021-11-30 2022-04-15 嘉兴市小辰光伏科技有限公司 一种去除TOPCon电池制作的poly-Si绕镀的添加剂及其清洗工艺
CN114361290B (zh) * 2021-11-30 2022-07-15 嘉兴市小辰光伏科技有限公司 一种去除TOPCon电池制作的poly-Si绕镀的添加剂及其清洗工艺
CN114400260A (zh) * 2021-12-23 2022-04-26 东方日升新能源股份有限公司 去绕镀方法、隧穿氧化层钝化接触太阳能电池的制备方法
WO2023202132A1 (zh) * 2022-04-20 2023-10-26 通威太阳能（成都）有限公司 太阳电池及其制备方法
CN117691000A (zh) * 2024-02-01 2024-03-12 通威太阳能(眉山)有限公司 一种太阳电池的制备方法、太阳电池及光伏组件
CN117691000B (zh) * 2024-02-01 2024-05-14 通威太阳能(眉山)有限公司 一种太阳电池的制备方法、太阳电池及光伏组件

Also Published As

Publication number Publication date
CN111900214B (zh) 2022-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111900214B (zh) 去除多晶硅绕镀的方法、太阳能电池及其制备方法
CN114678446B (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
CN111640825B (zh) N型接触钝化太阳电池制造方法及提高良率的方法
CN113416547B (zh) 一种清洗绕镀多晶硅的碱腐蚀辅助剂及其应用
CN104037257A (zh) 太阳能电池及其制造方法、单面抛光设备
CN115513308A (zh) 背接触太阳能电池及其制备方法
CN114843368A (zh) 太阳电池及其制备方法和应用
CN115513307A (zh) 背接触太阳能电池及其制备方法
CN108615789A (zh) 一种去除绕镀的方法
CN111653650B (zh) 一种TOPCon电池生产片清洗参数优化及制备方法
CN112599616A (zh) 一种太阳能电池及其制作方法
AU2022304152A1 (en) Solar cell and manufacturing method therefor
CN114823936A (zh) 一种异质结电池及其制备方法
CN113964241A (zh) N型单晶硅双面太阳电池及其制备方法
CN117673207B (zh) 一种太阳电池的制备方法、太阳电池及光伏组件
CN111883614A (zh) 一种钝化接触电池的边缘隔离方法及制备方法
CN114864740A (zh) 一种双面局域钝化接触太阳能电池及其制作方法
CN114005907A (zh) 一种Topcon电池的制造方法
WO2024045945A1 (zh) 太阳电池及其制造方法
CN110534614B (zh) 一种p型晶体硅电池的制备方法
CN116130530B (zh) Topcon太阳能电池及其制备方法
CN114784140B (zh) Topcon电池制备方法、Topcon电池及去绕镀槽式清洗机
CN115377226A (zh) 选择性发射极结构、制备方法及选择性发射极晶硅电池
CN114400260A (zh) 去绕镀方法、隧穿氧化层钝化接触太阳能电池的制备方法
CN111916510A (zh) 超薄柔性硅太阳电池制备方法

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
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 334100, No. 1, crystal Road, Shangrao Economic Development Zone, Jiangxi, China

Applicant after: Jinko Solar Co., Ltd.

Applicant after: ZHEJIANG JINKO SOLAR Co.,Ltd.

Address before: 334100, No. 1, crystal Road, Shangrao Economic Development Zone, Jiangxi, China

Applicant before: JINKO SOLAR Co.,Ltd.

Applicant before: ZHEJIANG JINKO SOLAR Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant