CN112071947A - 一种p型叉指背接触太阳电池制备方法 - Google Patents
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Abstract
本专利提供了一种P型叉指背接触太阳电池制备方法，选择P型单晶硅片作为基体，并进行双面制绒处理；对电池正面进行沉积三氧化二铝(AL2O3)做钝化层；对电池背面进行离子注入磷；在硅片正面沉积氮化硅减反射膜；使用激光开槽设备对硅片背表面P区进行开槽；进行RCA清洗；对电池背面P区使用高温扩散炉对硅片进行背面硼扩散；对电池背面P区沉积三氧化二铝(AL2O3)钝化层；进行丝网印刷银浆和铝浆形成正负电极；放入烧结炉进行烧结，最终得到IBC电池。通过在电池背面先进行离子注入磷，再通过掩膜工艺使用激光开槽设备对P+区进行激光开槽，然后对P+区进行硼扩散，控制了N+层和P+层的结深与方阻，该制备方法有效提升了电池的转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳电池领域，特别是一种P型叉指背接触太阳电池制备方法。
背景技术
为了解决我国能源发展面临的环保瓶颈，积极应对环境变化问题，必须加快优化能源结构，将现在以化石能源为主改变为以电力为主，减少化石燃料的使用。电力作为清洁的二次能源，电力的大规模利用和替代其他能源(包括电代油、电代煤等)对治理环境、减少大气污染物排放具有重要作用。光伏发电作为一种新型清洁能源，它是利用光电效应直接把光能转化为电能。太阳能电池原料为太阳光照，不仅分布广，而且永远不会枯竭。目前，提高太阳能电池的光电转换效率，降低生产成本是光伏行业一直追求的目标。
叉指背接触(IBC)电池的PN结和金属电极都位于电池背面，正面没有金属电极遮挡的影响，因此具有更高的短路电流(Jsc)，同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻(Rs)，从而提高填充因子FF；使得这种正面无遮挡的电池就拥有了非常高的转换效率。
现有P型背接触电池通常是在电池背面先进行磷掺杂形成N+层，然后在丝网印刷电极过程中形成P+层，继而形成叉指状的P区和N区，虽然减少了工艺步骤，但是一定程度上限制了电池的转换效率。
本发明研制的工艺有效提升了电池的转换效率，解决了现有制备工艺的缺陷。
发明内容
本发明为一种P型叉指背接触太阳电池制备方法，其特征在于采用离子注入技术在电池背面形成N+掺杂层，将电池背面的P区和N区的结深和方阻进行精确控制，有效提升电池转换效率。
一种P型叉指背接触太阳电池制备方法，
S1、选择P型单晶硅片作为基体，并进行双面制绒处理；
S2、对电池正面进行沉积三氧化二铝(AL2O3)做钝化层；
S3、对电池背面进行离子注入磷；
S4、在硅片正面沉积氮化硅减反射膜；
S5、使用激光开槽设备对硅片背表面P区进行开槽；
S6、进行RCA清洗；
S7、对电池背面P区使用高温扩散炉对硅片进行背面硼扩散；
S8、对电池背面P区沉积三氧化二铝(AL2O3)钝化层；
S9、进行丝网印刷银浆和铝浆形成正负电极；
S10、放入烧结炉进行烧结，最终得到IBC电池。
优选的，S1中所述P型单晶硅片的厚度为140-200μm，电阻率为1-10Ω·cm。
优选的，S2步骤中所述三氧化二铝(AL2O3)钝化层厚度为1-20nm。
优选的，S3步骤中磷的注入剂量为0.5e15ions/cm2—2e15ions/cm2，注入能量为5—50KeV。
优选的，S4步骤中使用PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)设备制备氮化硅减反射膜，所述膜厚为40-80nm，折射率为1.8—2.5。
优选的，S7步骤中所述电池背面P区硼扩散的扩散温度为800-1100℃，扩散时间为10-50分钟，扩散后P+掺杂层的方块电阻为80-140Ω·cm，结深为0.1-0.5μm。
优选的，S10步骤中烧结温度为700-1000℃。
本发明专利目的是提升电池效率。通过在电池背面先进行离子注入磷，有效控制N+层的方阻和结深，再通过掩膜工艺使用激光开槽设备对P+区进行激光开槽，然后对P+区进行硼扩散，同样单独控制了P+层的结深与方阻，与此同时，硼扩散过程中的高温对上一步的离子注入磷进行退火。该制备方法在增加两步工艺的基础上有效提升了电池的转换效率。
附图说明
图1为本发明的电池结构图
图2为电池结构流程图
图3为S1硅片正面清洗制绒图
图4为S2正面沉积AL2O3图
图5为S3背面离子注入磷图
图6为S4双面沉积氮化硅图
图7为S5背面P区激光开槽图
图8为S7背面P区硼掺杂图
图9为S8背面P区沉积AL2O3图
图10为S9丝网印刷电极图
其中：P型单晶硅基体1；前表面钝化层2；减反射层3；背表面P+掺杂层4；N+掺杂层5；P区钝化层6；N区钝化层7；负电极8；正电极9。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。本发明包含以下内容，但并不仅限于以下内容。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
如图1-10所示，本发明的制造方法如下：
S1、选择P型单晶硅片作为基体，并进行双面制绒处理，所选P型硅片的厚度为140-200μm，电阻率为1-10Ω·cm。
S2、对电池正面进行沉积三氧化二铝(AL2O3)做钝化层，厚度为1-20nm。
S3、对电池背面进行离子注入磷，注入剂量为0.5e15ions/cm2—2e15ions/cm2，注入能量为5—50KeV。
S4、使用PECVD设备在硅片正面沉积氮化硅减反射膜，膜厚为40-80nm，折射率为1.8—2.5。
S5、使用激光开槽设备对硅片背表面P区进行开槽。
S6、进行RCA清洗，去除激光开槽带来的表面损伤。
S7、背面P区使用高温扩散炉对硅片进行背面硼扩散，扩散温度为800-1100℃，扩散时间为10-50分钟，扩散后P+掺杂层的方块电阻为80-140Ω·cm，结深为0.1-0.5μm。
S8、背面P区沉积三氧化二铝(AL2O3)钝化层。
S9、进行丝网印刷银浆和铝浆形成正负电极。
S10、放入烧结炉进行烧结，烧结温度为700-1000℃，最终得到IBC电池。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种P型叉指背接触太阳电池制备方法，其特征在于，
S1、选择P型单晶硅片作为基体，并进行双面制绒处理；
S2、对电池正面进行沉积三氧化二铝(AL2O3)做钝化层；
S3、对电池背面进行离子注入磷；
S4、在硅片正面沉积氮化硅减反射膜；
S5、使用激光开槽设备对硅片背表面P区进行开槽；
S6、进行RCA清洗；
S7、对电池背面P区使用高温扩散炉对硅片进行背面硼扩散；
S8、对电池背面P区沉积三氧化二铝(AL2O3)钝化层；
S9、进行丝网印刷银浆和铝浆形成正负电极；
S10、放入烧结炉进行烧结，最终得到IBC电池。
2.根据权利要求1所述的一种P型叉指背接触太阳电池制备方法，其特征在于，S1步骤中所述P型单晶硅片的厚度为140-200μm，电阻率为1-10Ω·cm。
3.根据权利要求1所述的一种P型叉指背接触太阳电池制备方法，其特征在于，S2步骤中所述三氧化二铝(AL2O3)钝化层厚度为1-20nm。
4.根据权利要求1所述的一种P型叉指背接触太阳电池制备方法，其特征在于，S3步骤中磷的注入剂量为0.5e15ions/cm2—2e15ions/cm2，注入能量为5—50KeV。
5.根据权利要求1所述的一种P型叉指背接触太阳电池制备方法，其特征在于，S4步骤中使用PECVD设备制备氮化硅减反射膜，所述膜厚为40-80nm，折射率为1.8—2.5。
6.根据权利要求1所述的一种P型叉指背接触太阳电池制备方法，其特征在于，S7步骤中所述电池背面P区硼扩散的扩散温度为800-1100℃，扩散时间为10-50分钟，扩散后P+掺杂层的方块电阻为80-140Ω·cm，结深为0.1-0.5μm。
7.根据权利要求1所述的一种P型叉指背接触太阳电池制备方法，其特征在于，S10步骤中烧结温度为700-1000℃。
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