CN112599617A - 一种太阳能电池及其制作方法 - Google Patents

一种太阳能电池及其制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112599617A
CN112599617A CN202011479354.0A CN202011479354A CN112599617A CN 112599617 A CN112599617 A CN 112599617A CN 202011479354 A CN202011479354 A CN 202011479354A CN 112599617 A CN112599617 A CN 112599617A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
doping
groove
solar cell
oxidizing solution
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
Application number
CN202011479354.0A
Other languages
English (en)
Inventor
童洪波
徐新星
颜翼飞
李华
靳玉鹏
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.)
Taizhou Longi Solar Technology Co Ltd
Original Assignee
Taizhou Lerri Solar Technology 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 Taizhou Lerri Solar Technology Co Ltd filed Critical Taizhou Lerri Solar Technology Co Ltd
Priority to CN202011479354.0A priority Critical patent/CN112599617A/zh
Publication of CN112599617A publication Critical patent/CN112599617A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • H01L31/0236—Special surface textures
    • H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
    • 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
    • H01L31/18—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
    • 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
    • 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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明公开一种太阳能电池及其制作方法，涉及光伏技术领域，可以较好的去除拟进行重掺杂的硅基底表面的杂质。该太阳能电池的制作方法包括：提供一硅基底，该硅基底的第一面具有第一掺杂层以及位于第一掺杂层上的第一氧化层，第一氧化层具有贯穿第一氧化层的凹槽，第一掺杂层的第一区域裸露于凹槽的内部；利用氧化性溶液和氢氟酸对凹槽进行清洗以形成凹槽内疏水状态；在第一氧化层的掩模下，在第一区域形成第二掺杂层，第二掺杂层的掺杂浓度大于第一掺杂层的掺杂浓度。本发明提供的太阳能电池及其制作方法用于太阳能电池制造。

Description

一种太阳能电池及其制作方法
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种太阳能电池及其制作方法。
背景技术
选择性发射极太阳能电池是一种在硅片上的扩散层与金属电极的接触部位进行重掺杂，在扩散层的其他区域进行轻掺杂的太阳能电池。这种结构不仅可以降低硅片的扩散层复合，而且可以减少金属电极与硅片的接触电阻。
在制作选择性发射极太阳能电池时，需要进行一次轻掺杂处理和一次重掺杂处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池及其制作方法，可以较好的去除拟进行重掺杂的硅基底表面的杂质。
第一方面，本发明提供一种太阳能电池的制作方法。该太阳能电池的制作方法包括：
提供一硅基底。硅基底的第一面具有第一掺杂层以及位于第一掺杂层上的第一氧化层，第一氧化层具有贯穿第一氧化层的凹槽，第一掺杂层的第一区域裸露于凹槽的内部。
利用氧化性溶液和氢氟酸对凹槽进行清洗以形成凹槽内疏水状态。
在第一氧化层的掩模下，在第一区域形成第二掺杂层，第二掺杂层的掺杂浓度大于第一掺杂层的掺杂浓度。
采用上述技术方案时，对第一区域进行掺杂处理形成第二掺杂层之前，利用氧化性溶液和氢氟酸对凹槽进行清洗。凹槽的底面即为第一区域的表面。利用氧化性溶液清洗时，氧化性溶液可以对残留在凹槽内，尤其是附着在第一区域表面的杂质进行氧化，以实现对有机杂质和无机颗粒的清洗、剥离。在氧化性溶液对凹槽进行清洗的过程中，氧化性溶液会氧化凹槽内残留的半导体颗粒并部分的氧化第一区域的表面，生成氧化物。利用氢氟酸对凹槽进行清洗时，氢氟酸与氧化物发生反应，可以去除凹槽内以及第一区域表面所存在的氧化物。另外，氢氟酸可以剥离第一区域表面由开设凹槽所产生的不平整薄层，并同时剥离第一区域表面沾染的杂质。由此可见，本发明的太阳能电池的制备方法，不仅可以较好的去除凹槽内的杂质，而且可以去除第一区域表面的不平整薄层，进而能够提高太阳能电池的性能。
此外，利用氢氟酸清洗凹槽后，第一区域的表面的氧化物被去除，呈现出疏水状态，且凹槽内残留的杂质被去除，有利于清洗后的快速烘干，提高太阳能电池的制作效率。
在一些可能的实现方式中，上述氧化性溶液和氢氟酸处于同一溶液体系。此时，氧化性溶液和氢氟酸可以同时对凹槽进行处理，从而可以实现对凹槽的快速清洗。
在一些可能的实现方式中，上述氧化性溶液和氢氟酸处于不同溶液体系。利用氧化性溶液和氢氟酸对凹槽进行清洗包括：利用氧化性溶液对凹槽进行第一次清洗；利用氢氟酸对凹槽进行第二次清洗。此时，分两步对凹槽进行清洗，可以确保氧化性溶液与凹槽内的残留杂质充分反应，也可以确保氢氟酸充分的与氧化物反应，从而完全去除对氧化物。可见，分两步对凹槽进行清洗可以提高清洗质量，提升第一区域的表面清洁度。
在一些可能的实现方式中，上述氢氟酸的质量分数小于或等于0.5％。此时，氢氟酸的质量分数较小，可以较少的刻蚀第一氧化层，较大程度的保留第一氧化层，以起到保护第一掺杂层的作用。
在一些可能的实现方式中，上述氧化性溶液至少含有臭氧。此时，含有臭氧的氧化性溶液，可以大大提高氧化性溶液的含氧量，从而提高氧化去除杂质的能力，提高第一区域的清洁度。
在一些可能的实现方式中，上述氧化性溶液的pH值小于7。此时，氧化性溶液为酸性溶液，臭氧的溶解度更大，使得氧化性溶液可以溶解较多的臭氧。基于此，酸性的氧化性溶液可以更有效的对凹槽进行浸润和氧化，从而实现较好的清洗功能。
在一些可能的实现方式中，上述氧化性溶液的臭氧浓度小于或等于30mg/L。此时，臭氧浓度适当，使得在第一区域表面形成较少的氧化物，可以避免氧化物过多不容易完全去除的问题。
在一些可能的实现方式中，上述氧化性溶液还含有氯化氢。氧化性溶液的pH值为2～4。此时，Cl-离子通过络合作用可以与金属离子和过渡金属离子相结合，从而可以有效的去除凹槽中的金属离子和过渡金属离子。
在一些可能的实现方式中，上述凹槽为激光开膜形成的凹槽，激光开膜的激光脉冲宽度小于20ns。此时，激光脉冲宽度较小，也就是从激光激发到停止的时间较小。这种情况下，激光能量主要集中于进行激光开膜的第一氧化层，从而可以实现仅去除第一氧化层，减少对第一氧化层下方的第一掺杂层的损伤。
在一些可能的实现方式中，上述凹槽为刻蚀浆料刻蚀开膜形成的凹槽。
在一些可能的实现方式中，形成第一掺杂层和第二掺杂层的方法为热扩散工艺、离子注入掺杂或掺杂源涂布推进。
在一些可能的实现方式中，在形成第二掺杂层后，太阳能电池的制作方法还包括：在硅基底的第二面形成钝化接触结构，和/或，在硅基底的第二面形成钝化层。此时，可以通过第二面的钝化接触结构或钝化层降低太阳能电池的复合损失，提高太阳能电池的性能。
第二方面，本发明提供一种太阳能电池。该太阳能电池采用第一方面或第一方面任一可能的实现方式所描述的太阳能电池的制作方法制作而成。
第二方面提供的太阳能电池的有益效果，可以参考第一方面或第一方面任一可能的实现方式所描述的太阳能电池的制作方法的有益效果，在此不再赘言。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的太阳能电池的结构示意图；
图2～图9为本发明实施例提供的太阳能电池的制作方法的各阶段状态示意图。
图1～图9中，10-衬底，101-绒面结构，11-第一掺杂层，111-第一区域，112-第二区域，12-第一氧化层，121-凹槽，13-第二掺杂层，14-第一钝化层，15-第一电极，21-隧穿钝化层，22-掺杂半导体层，23-第二钝化层，24-第二电极。
具体实施方式
为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是，本发明中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本发明中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，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的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
本发明实施例提供一种太阳能电池。如图1所示，该太阳能电池包括具有相对的第一面和第二面的衬底10以及第一掺杂层11和第二掺杂层13。衬底10的第一面包括第一区域111和第二区域112。第二区域112形成第一掺杂层11，第一区域111形成第二掺杂层13。第二掺杂层13与第一掺杂层11相接触，第二掺杂层13的掺杂浓度大于第一掺杂层11的浓度。当然，太阳能电池还可以包括其他结构，具体如下描述。
本发明实施例还提供上述太阳能电池的制作方法。如图2～9所示，该太阳能电池的制作方法具体包括如下步骤。
如图2所示，提供一衬底10。该衬底10可以为n型半导体衬底，也可以为p型半导体衬底。衬底10的材料可以为硅。该衬底10具有相对的第一面和第二面。在实际应用中，可以是第一面朝向太阳，也可以是第二面朝向太阳。下面以n型硅半导体衬底，且衬底10的第一面朝向太阳为例描述太阳能电池的制作方法。
如图3所示，对衬底10进行织构化处理。具体的，可以是对衬底10的单面进行织构化处理，也可以是对衬底10的双面进行织构化处理。下面以双面织构化处理进行描述。
示例性的，织构化处理可以是使用碱溶液进行双面制绒处理。例如，利用具有添加剂的碱溶液处理衬底10，可以在衬底10表面形成金字塔形貌的绒面结构101。该绒面结构101可以起到陷光的作用，减少太阳能电池对太阳光的反射，进而提高太阳能电池性能。当然，在一些太阳能电池的制作方法中，织构化处理工序也可以省略。
如图4所示，对衬底10的第一面进行第一掺杂处理，形成第一掺杂层11和第一氧化层12。在第一掺杂处理的过程中，会在衬底10的第二面上产生绕镀掺杂层和绕镀氧化层。
上述第一掺杂层11的掺杂源可以为第VA族元素，也可以为第ⅢA族元素。例如，第一掺杂层11的掺杂源可以为硼，也可以为磷。当掺杂源为硼时，第一氧化层12和绕镀氧化层的材质均为含硼氧化硅(BSG)。当掺杂源为磷时，第一氧化层12和绕镀氧化层的材质均为含磷氧化硅(PSG)。上述第一掺杂层11的表面掺杂浓度为1×1017～5×1021cm-3。上述第一氧化层12的厚度大于50nm。
上述第一掺杂处理可以采用单面掺杂工艺，并采用整面掺杂方式进行掺杂。上述形成第一掺杂层11的第一掺杂处理可以采用热扩散工艺，也可以采用离子注入工艺，也可以采用掺杂源涂布推进工艺。
示例性的，可以采用热扩散工艺对衬底10的第一面进行第一掺杂处理。第一掺杂处理的杂质源可以为BBr3或BCl3。第一掺杂处理的设备可以为管式热扩散设备。第一掺杂处理的加工温度可以为700℃～1100℃，优选地，加工温度可以大于或等于950℃。
需要说明的是，由于第一掺杂处理的过程可以同时通入氧气，因此，可以在第一掺杂处理的过程中，在第一掺杂层11上形成第一氧化层12，从而可以节省单独制作第一氧化层12的工艺步骤。
上述第一氧化层12，一方面，在下述的第二掺杂处理过程，可以作为扩散掩膜层，以制作具有掺杂浓度差异的第一掺杂层11和第二掺杂层13；另一方面，在去除位于第二面的绕镀掺杂层和绕镀氧化层(第一掺杂处理和第二掺杂处理所产生的绕镀)的过程中，可以作为去绕镀掩膜层，以防止去绕镀过程对衬底10第一面的破坏。
另外，当衬底10的第二面制作掺杂半导体层22之后，去除衬底10第一面的绕镀层(制作掺杂半导体层22所产生的绕镀)时，第一氧化层12可以起到截止反应和保护衬底10第一面的作用，以避免衬底10第一面的结构被破坏。当衬底10的第二面制作n型掺杂的第二面掺杂层时，第一氧化层12可以作为衬底10的第一面的扩散掩膜层，以避免第一掺杂层11和第二掺杂层13出现共掺问题。
如图5所示，第一掺杂层11具有第一区域111和第二区域112。图5中，第一掺杂层11位于虚线框以内的部分为第一区域111，位于虚线框以外的部分为第二区域112。去除位于第一区域111上的部分第一氧化层12，保留位于第二区域112上的部分第一氧化层12，形成位于第一氧化层12的凹槽121。所获得的结构可以定义为硅基底。该硅基底的第一面具有第一掺杂层11以及位于第一掺杂层11上的第一氧化层12。第一氧化层12具有贯穿第一氧化层12的凹槽121，第一掺杂层11的第一区域111裸露于凹槽121的内部。应理解，制作太阳能电池时，可以是以衬底10为工艺起点进行电池制作，也可以是以本发明实施例定义的硅基底为工艺起点进行电池制作。
去除位于第一区域111上的部分第一氧化层12的方式可以为激光开膜，也可以为刻蚀浆料刻蚀。当采用激光开膜工艺时，上述凹槽121为激光开膜形成的凹槽121，激光开膜的激光脉冲宽度可以小于20ns。此时，激光脉冲宽度较小，也就是从激光激发到停止的时间较小。这种情况下，激光能量主要集中于进行激光开膜的第一氧化层12，从而可以实现仅去除第一氧化层12，减少对第一氧化层12下方的第一掺杂层11的损伤。在实际应用中，为了进一步减少对第一掺杂层11的损伤，激光脉冲宽度可以小于100ps。但应当注意，激光脉冲宽度不宜太小，以防止过多的损伤第一掺杂层11。当采用刻蚀浆料刻蚀工艺时，上述凹槽121为刻蚀浆料刻蚀开膜形成的凹槽121。刻蚀浆料可以为含有氢氟酸的刻蚀浆料。具体操作时，可以将含有氢氟酸的刻蚀浆料通过印刷的方式印刷在位于第一区域111上的部分第一氧化层12，使得刻蚀浆料与第一区域111上的部分第一氧化层12发生反应，从而形成凹槽121。
随后，利用氧化性溶液和氢氟酸对凹槽121进行清洗以形成凹槽内疏水状态。凹槽121的底面即为第一区域111的表面。利用氧化性溶液清洗时，氧化性溶液可以对残留在凹槽121内，尤其是附着在第一区域111表面的杂质进行氧化，以实现对有机杂质和无机颗粒的清洗、剥离。在氧化性溶液对凹槽121进行清洗的过程中，氧化性溶液会氧化凹槽121内残留的硅颗粒并部分的氧化第一区域111的表面，生成氧化硅。利用氢氟酸对凹槽121进行清洗时，氢氟酸与氧化硅发生反应，可以去除凹槽121内以及第一区域111表面所存在的氧化硅。另外，氢氟酸可以剥离第一区域111表面由开设凹槽121所产生的不平整薄层，并同时剥离第一区域111表面沾染的杂质。由此可见，本发明实施例的太阳能电池的制备方法，不仅可以较好的去除凹槽121内的杂质，而且可以去除第一区域111表面的不平整薄层，进而能够提高太阳能电池的性能。
此外，利用氢氟酸清洗凹槽121后，第一区域111的表面的氧化物被去除，呈现出疏水状态，且凹槽121内残留的杂质被去除，有利于清洗后的快速烘干，提高太阳能电池的制作效率。
上述氧化性溶液至少含有臭氧。此时，含有臭氧的氧化性溶液，可以大大提高氧化性溶液的含氧量，从而提高氧化去除杂质的能力，提高第一区域111的清洁度。具体的，为了便于对凹槽121进行清洗，上述氧化性溶液可以为臭氧水溶液。
上述氧化性溶液的pH值可以小于7。例如，pH值可以为1、2、3、4、5、6等。此时，氧化性溶液为酸性溶液，臭氧的溶解度更大，使得氧化性溶液可以溶解较多的臭氧。基于此，酸性的氧化性溶液可以更有效的对凹槽121进行浸润和氧化，从而实现较好的清洗功能。
上述氧化性溶液的臭氧浓度可以小于或等于30mg/L。例如，氧化性溶液的臭氧浓度可以为30mg/L、25mg/L、20mg/L、17mg/L、14mg/L、10mg/L、9mg/L或5mg/L等。此时，臭氧浓度适当，使得在第一区域111表面形成较少的氧化物，可以避免氧化物过多不容易完全去除的问题。
上述氧化性溶液还可以含有氯化氢。此时，氯化氢的Cl-离子通过络合作用可以与金属离子和过渡金属离子相结合，从而可以有效的去除凹槽121中的金属离子和过渡金属离子。并且，氯化氢可以为氧化性溶液提供氢离子，使得氧化性溶液的pH值在2～4的范围内，提高臭氧的溶解度。
上述氢氟酸的质量分数小于或等于0.5％。例如，氢氟酸的质量分数可以为0.1％、0.15％、0.2％、0.24％、0.3％、0.36％、0.39％、0.4％、0.45％或0.5％。此时，氢氟酸的质量分数较小，可以较少的刻蚀第一氧化层12，较大程度的保留第一氧化层12，使得第一氧化层12能够较好的起到上述的扩散掩膜和保护衬底10第一面结构的作用。
上述氧化性溶液和氢氟酸可以处于同一溶液体系。此时，氧化性溶液和氢氟酸可以同时对凹槽121进行处理，从而可以实现对凹槽121的快速清洗。应理解，上述氧化性溶液的臭氧浓度和氢氟酸的质量分数，仅表征两个溶液非混合状态的浓度。当氧化性溶液和氢氟酸处于同一溶液体系，两者可以为混合状态。此时，臭氧和氟化氢的浓度随混合后溶液总质量变化。
上述氧化性溶液和氢氟酸也可以处于不同溶液体系。此时，利用氧化性溶液和氢氟酸对凹槽121进行清洗包括：利用氧化性溶液对凹槽121进行第一次清洗；利用氢氟酸对凹槽121进行第二次清洗。分两步对凹槽121进行清洗的方式，可以确保氧化性溶液能够与凹槽121内的残留杂质充分反应，也可以确保氢氟酸能够充分的与氧化物反应，从而完全去除对氧化物。可见，分两步对凹槽121进行清洗可以提高清洗质量，提升第一区域111的表面清洁度。
上述对凹槽121清洗的方式，可以为槽式湿法清洗，也可以为高压喷洒式清洗，也可以为链式单面清洗。清洗凹槽121后，可以利用加热的方式快速烘干具有凹槽121的硅基底。
如图6所示，在第一氧化层12的掩模下，进行第二掺杂处理，在第一区域111形成第二掺杂层13。第二掺杂层13的掺杂浓度大于第一掺杂层11的掺杂浓度。第二掺杂层13的表面掺杂浓度为2×1017～5×1021cm-3。第二掺杂层13所掺杂的杂质与第一掺杂层11所掺杂的杂质相同。
形成第二掺杂层13的工艺为热扩散工艺，也可以为离子注入工艺，也可以为掺杂源涂布推进工艺。为了简化工艺流程，降低设备成本，形成第二掺杂层13的工艺可以与形成第一掺杂层11的工艺相同。此时，可以利用同一设备完成两次掺杂处理。
示例性的，形成第二掺杂层13的第二掺杂处理的杂质源可以为BBr3或BCl3。第二掺杂处理的设备与第一掺杂处理相同，均为管式热扩散设备。第二掺杂处理的加工温度可以与第一掺杂处理相同。第二掺杂处理的杂质源质量大于第一掺杂处理的杂质源质量。
在第二掺杂处理形成第二掺杂层13的过程中，可以通入氧气，在衬底10的第一面的表面，也就是第一氧化层12和第二掺杂层13上重新生长一层与第一氧化层12材质相同的氧化层。此时，位于第一区域111上的氧化层厚度大于30nm。与此同时，位于第二区域112上的第一氧化层12厚度进一步增加，使得厚度大于50nm。衬底10的第二面的绕镀氧化层的厚度也随之增加。另外，位于第二区域112上的第一氧化层12中的杂质会进一步重新分布，再次有部分杂质进入第一掺杂层11中。
上述形成第一掺杂层11、第二掺杂层13的方法，可以较好的采用工业化的方式实现的第一掺杂层11和第二掺杂层13的掺杂浓度差异，从而有利于提高太阳能电池效率。并且上述形成第一掺杂层11和第二掺杂层13的方法工艺简单，容易实现。
此外，掺杂浓度较高的第二掺杂层13，用于与下述的第一电极15电接触。由于掺杂浓度较高，使得第二掺杂层13与第一电极15的接触电阻较小。并且，掺杂浓度较高的第二掺杂层13可以有效屏蔽金属电极带来的高表面复合速率，从而提高太阳能电池的转换效率。第一掺杂层11的掺杂浓度较低，可以降低表面复合，提高太阳能电池的转换效率。可见，第一掺杂层11和第二掺杂层13相结合的选择性发射极结构，可以有效的提高太阳能电池的转换效率。
如图7所示，在硅基底的第二面形成钝化接触结构。该钝化接触结构包括依次形成于硅基底的第二面的隧穿钝化层21和掺杂半导体层22。
上述隧穿钝化层21的材料为介电材料。隧穿钝化层21的材料可以为自氢化非晶硅、氮氧硅、碳化硅、氮化硅、氧化铝、氧化硅中的一种或多种。隧穿钝化层21的厚度为0.5nm-5nm。
隧穿钝化层21的形成工艺可以为物理气相沉积工艺，也可以为化学气相沉积工艺。为了简化工艺，可以直接氧化处理硅基底生成氧化硅作为隧穿钝化层21。
上述掺杂半导体层22的材料可以为多晶硅等。掺杂杂质的导电类型与第一掺杂层11、第二掺杂层13的导电类型相反。示例性的，第一掺杂层11和第二掺杂层13为p型掺杂，掺杂半导体层22则为n型掺杂。当第一掺杂层11和第二掺杂层13掺杂硼时，掺杂半导体层22可以掺杂第VA族元素，例如磷。掺杂半导体层22的掺杂浓度为1×1018～5×1021cm-3。掺杂半导体层22的厚度可以为20nm～500nm。
上述掺杂半导体层22的形成工艺可以为原位掺杂工艺，也可以为非原位掺杂工艺。原位掺杂工艺是指在衬底10形成半导体层的同时完成半导体层的掺杂，经过退火处理后形成掺杂半导体层22。退火处理的温度可以为700℃-1000℃。非原位掺杂工艺是指，先形成本征半导体层，然后对本征半导体层进行掺杂处理，形成掺杂半导体层22。两者的差别在于，在形成半导体层的同时进行掺杂处理或形成半导体层之后进行掺杂处理。
无论是原位掺杂工艺，还是非原位掺杂工艺，形成本征半导体层或掺杂半导体层22的薄膜形成工艺可以为物理气相沉积工艺(PVD)，也可以为化学气相沉积工艺(PVD)。具体的，物理气相沉积工艺可以为磁控溅射。化学气相沉积工艺可以为低压气相沉积工艺(LPCVD)、增强型等离子体化学气相沉积工艺(PECVD)、常压气相沉积工艺(APCVD)、热丝化学气相沉积工艺(HWCVD)中的任一种。
当采用原位掺杂工艺形成掺杂半导体层22时，在利用上述薄膜形成工艺制作半导体层的同时，通入掺杂源气体即可。当采用非原位掺杂工艺形成掺杂半导体层22时，可以选择管式热扩散方法、离子注入后退火方法、掺杂源涂布推进方法中任一种对本征半导体层进行掺杂。为了简化工艺，可以在管式热扩散设备中完成掺杂半导体层22和隧穿钝化层21的制备。
应理解，在形成钝化接触结构之前，应当对硅基底的第二面进行清洗处理，以去除位于硅基底的第二面的绕镀扩散层和绕镀氧化层。具体的，可以使用氢氟酸、硝酸和硫酸的混合溶液对第二面进行单面清洗处理，去除第二面的绕镀扩散层、绕镀氧化层及部分衬底10，使衬底10的第二面平整，第二面对光线的反射率大于20％。
如图8所示，对硅基底的第一面进行钝化处理，形成第一钝化层14；对硅基底的第二面进行钝化处理，形成第二钝化层23。
第一钝化层14的材料可以包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅、非晶硅中的一种或多种。第二钝化层23的材料可以包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅、非晶硅中的一种或多种。第一钝化层14和第二钝化层23，两者可以为相同材质，也可以为不同材质。
形成第一钝化层14和第二钝化层23的工艺可以为增强型等离子体化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺中的一种。
应理解，在钝化处理前，应当对硅基底第一面和第二面进行清洗处理，以去除第一面的第一氧化层12和制作钝化接触结构过程产生的绕镀层，并去除制作钝化接触结构过程产生的位于第二面的氧化层。
在实际应用中，可以省略形成于硅基底的第二面上的钝化接触结构。此时，可以在第二面上形成第二面掺杂层。第二面掺杂层的掺杂类型与第一掺杂层11的掺杂类型不同。当第一掺杂层11为p型掺杂时，第二面掺杂层为n型掺杂。例如，第二面掺杂层掺杂磷时，可以利用POCl3进行热扩散、磷离子注入退火、APCVD磷硅玻璃加热推进中的任一种方式形成第二面掺杂层。第二面掺杂层不仅可以起到横向运输载流子的作用，而且可以降低衬底10第二面与电极接触时的接触电阻。
如图9所示，在硅基底的第一面上形成第一电极15，第一电极15与第二掺杂层13电接触。在硅基底的第二面上形成第二电极24。
第一电极15和第二电极24的材料均可以包括银、铜、铝、镍、钛、钨、锡中的一种或多种。在实际应用中，可以利用金属化工艺形成第一电极15和第二电极24。具体的，金属化工艺可以为PVD工艺、丝网印刷工艺、电镀工艺、无电镀工艺、激光转印工艺、喷涂工艺中的一种或多种。
形成第一电极15和第二电极24时，可以采用多种工艺相结合的工艺。例如，可以使用丝网印刷工艺印刷含银或铜的浆料，然后在500℃～900℃通过烧结工艺或退火工艺完成电极制备。又例如，可以使用PVD工艺制备种子层，图形化种子层，然后再利用电镀方法制备电极，再辅助以退火形成电极。又例如，可以使用无电镀工艺形成种子层，然后利用电镀方法加厚，最后使用退火完成电极制备。应注意，在形成第一电极15时，应对准第二掺杂层13，在第二掺杂层13的表面制作第一电极15。
需要说明的是，在本发明实施例中，衬底10的第二面的具体结构不仅限于上述列举结构。本发明实施例中，衬底10的第二面可以形成钝化接触结构，也可以形成点接触结构，也可以形成第二面局域扩散结构。当硅基底的第一面为n型掺杂时，硅基底的第二面还可以形成第二面铝合金接触结构。
尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括：
提供一硅基底，所述硅基底的第一面具有第一掺杂层以及位于所述第一掺杂层上的第一氧化层，所述第一氧化层具有贯穿所述第一氧化层的凹槽，所述第一掺杂层的第一区域裸露于所述凹槽的内部；
利用氧化性溶液和氢氟酸对所述凹槽进行清洗以形成凹槽内疏水状态；
在所述第一氧化层的掩模下，在第一区域形成第二掺杂层，所述第二掺杂层的掺杂浓度大于所述第一掺杂层的掺杂浓度。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述氧化性溶液和所述氢氟酸处于同一溶液体系。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述氧化性溶液和所述氢氟酸处于不同溶液体系；利用氧化性溶液和氢氟酸对所述凹槽进行清洗包括：
利用氧化性溶液对凹槽进行第一次清洗；
利用氢氟酸对凹槽进行第二次清洗。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述氢氟酸的质量分数小于或等于0.5％。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述氧化性溶液至少含有臭氧。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述氧化性溶液的pH值小于7，和/或，所述氧化性溶液的臭氧浓度小于或等于30mg/L。
7.根据权利要求5所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述氧化性溶液的pH值为2～4；和/或，所述氧化性溶液还包括氯化氢。
8.根据权利要求1～7任一项所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述凹槽为激光开膜形成的凹槽，所述激光开膜的激光脉冲宽度小于20ns，或，所述凹槽为刻蚀浆料刻蚀开膜形成的凹槽；和/或，
形成所述第一掺杂层和第二掺杂层的方法为热扩散工艺、离子注入掺杂或掺杂源涂布推进。
9.根据权利要求1～7任一项所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，在形成第二掺杂层后，所述太阳能电池的制作方法还包括：在所述硅基底的第二面形成钝化接触结构，和/或，在所述硅基底的第二面形成钝化层。
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1～9任一项所述的太阳能电池的制作方法制作而成。
CN202011479354.0A 2020-12-15 2020-12-15 一种太阳能电池及其制作方法 Pending CN112599617A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011479354.0A CN112599617A (zh) 2020-12-15 2020-12-15 一种太阳能电池及其制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011479354.0A CN112599617A (zh) 2020-12-15 2020-12-15 一种太阳能电池及其制作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112599617A true CN112599617A (zh) 2021-04-02

Family

ID=75196000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011479354.0A Pending CN112599617A (zh) 2020-12-15 2020-12-15 一种太阳能电池及其制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112599617A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101533871A (zh) * 2009-04-01 2009-09-16 常州天合光能有限公司 晶体硅太阳电池选择性扩散工艺
CN102456765A (zh) * 2010-10-14 2012-05-16 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 选择性发射极电池的制作方法
CN104409571A (zh) * 2014-11-21 2015-03-11 广西智通节能环保科技有限公司 一种选择性发射极太阳能电池的制作方法
CN104505407A (zh) * 2014-11-21 2015-04-08 广东爱康太阳能科技有限公司 一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池及其制备方法
CN111370539A (zh) * 2020-03-19 2020-07-03 泰州中来光电科技有限公司 一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101533871A (zh) * 2009-04-01 2009-09-16 常州天合光能有限公司 晶体硅太阳电池选择性扩散工艺
CN102456765A (zh) * 2010-10-14 2012-05-16 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 选择性发射极电池的制作方法
CN104409571A (zh) * 2014-11-21 2015-03-11 广西智通节能环保科技有限公司 一种选择性发射极太阳能电池的制作方法
CN104505407A (zh) * 2014-11-21 2015-04-08 广东爱康太阳能科技有限公司 一种激光刻槽埋栅电极太阳能电池及其制备方法
CN111370539A (zh) * 2020-03-19 2020-07-03 泰州中来光电科技有限公司 一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110518088B (zh) 一种se太阳能电池的制备方法
CN109037359B (zh) 太阳能电池
CN111564503B (zh) 一种背结背接触太阳能电池结构及其制备方法
JP5019397B2 (ja) 太陽電池およびその製造方法
US8183081B2 (en) Hybrid heterojunction solar cell fabrication using a metal layer mask
US11264529B1 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
EP2583315B1 (de) Verfahren zur herstellung einer photovoltaischen solarzelle mit selektivem emitter
CN112582485B (zh) 一种太阳能电池及其制作方法
CN112885925B (zh) 一种太阳能电池及其制作方法
US9166096B2 (en) Method for manufacturing solar cell and dopant layer thereof
CN112635592A (zh) 一种太阳能电池及其制作方法
CN112599616A (zh) 一种太阳能电池及其制作方法
CN112885924A (zh) 一种太阳能电池及其制作方法
CN114792744A (zh) 太阳电池及其制备方法和应用
CN116525697A (zh) 一种背接触式太阳能电池及其制备方法
JP5756352B2 (ja) 裏面電極型太陽電池の製造方法
CN114050105A (zh) 一种TopCon电池的制备方法
CN112599618A (zh) 一种太阳能电池及其制作方法
CN112599617A (zh) 一种太阳能电池及其制作方法
CN117712219A (zh) 太阳能电池的制备方法及太阳能电池
CN112582484A (zh) 一种太阳能电池及其制作方法
JP6116616B2 (ja) 裏面電極型太陽電池及びその製造方法
CN116072742A (zh) 太阳能电池及其制备方法
JP6114170B2 (ja) 太陽電池の製造方法
CN117673207B (zh) 一种太阳电池的制备方法、太阳电池及光伏组件

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: 20210402