CN115020533B - 一种polo-ibc电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种POLO‑IBC电池的制备方法，利用非晶硅和poly硅掺杂和氧化的差异，对局部晶化后的背面进行整面掺杂，晶化掺杂的区域做N型区，非晶化区难掺杂且易腐蚀，直接腐蚀非晶硅到隧穿层，做P型区；本发明不需使用掩膜，工艺流程简单，且P区和N区接触面都是抛光面，在保证N区钝化的同时，也提高了P型区铝浆的欧姆接触能力。
Description
技术领域
本发明涉及光伏领域，具体涉及一种POLO-IBC电池的制备方法。
背景技术
IBC电池的结构特点在于正面无栅线、正负电极均在背面形成交叉排列结构，这种正面无遮挡结构完全消除了栅线电极造成的遮蔽损耗， 实现入射光子的最大利用化，从而有效提高电池效率和发电量。
目前还出现了通过优化IBC太阳电池表面钝化而衍生的新型高效太阳电池-多晶硅氧化物选择钝化背接触 (POLO-IBC)电池，其主要利用载流子选择钝化接触抑制少数载流子在界面处的复合速度，从而有效提高IBC太阳电池表面钝化效果。
更具体来说，IBC硅太阳电池的背面一般有p++(发射极)和n++(背表面场)两个重掺杂区，这两个掺杂区域呈指交叉状交替排列。两个区的中间一般还存在一个间隙(gap)，其中发射极用来收集空穴载流子，背表面场用来捕获电子。但由于IBC太阳电池正负电极在背面交叉式分布，在制备过程中需要采用光刻掩模技术进行隔离，难以实现大规模生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种POLO-IBC电池的制备方法，包括依次进行的如下步骤：
硅片背面碱抛光；
在硅片背面沉积隧穿层和非晶硅层；
使硅片背面的非晶硅层局部晶化为poly硅层，且背面局部晶化的区域与硅片背面N区的图形区域一致，以背面非晶硅层未晶化的区域为硅片背面的P区；
对硅片背面进行整面低温N型掺杂；
对硅片背面进行碱抛光，去除硅片背面P区的非晶硅层，且保留P区的隧穿层；
在硅片背面沉积钝化膜；
碱制绒，在硅片正面形成绒面；
在硅片正面沉积钝化膜；
硅片背面丝网印刷；
烧结，形成金属化电极。
优选的，采用PECVD在硅片背面沉积隧穿层和非晶硅层。
优选的，所述隧穿层为氧化铝或者氧化硅。
优选的，所述隧穿层的沉积厚度为1～2nm。
优选的，所述非晶硅层的沉积厚度为100～300nm。
优选的，采用激光栅线状扫描加热或者栅线状的铝层诱导非晶硅层晶化，使非晶硅栅线状的晶化生成poly硅，以背面晶化为poly硅的区域为硅片背面的N区，以背面非晶硅层未晶化的区域为硅片背面的P区。
优选的，采用低温管式扩散或者离子注入对硅片背面进行整面低温N型掺杂。
优选的，所述钝化膜为SiNx。
优选的，硅片背面丝网印刷时，先采用激光将硅片背面P区的钝化膜打开，然后在硅片背面P区、硅片背面N区印刷导电浆料。
优选的，在硅片背面P区印刷铝浆，在硅片背面N区印刷银浆。
本发明的优点和有益效果在于：提供一种POLO-IBC电池的制备方法，利用非晶硅和poly硅掺杂和氧化的差异，对局部晶化后的背面进行整面掺杂，晶化掺杂的区域做N型区，非晶化区难掺杂且易腐蚀，直接腐蚀非晶硅到隧穿层，做P型区；本发明不需使用掩膜，工艺流程简单，且P区和N区接触面都是抛光面，在保证N区钝化的同时，也提高了P型区铝浆的欧姆接触能力。
由于非晶硅带隙态密度很高，很难进行掺杂和氧化，而晶化区的poly硅则可以进行正常掺杂。非晶硅和poly硅在碱溶液中刻蚀速率不同，非晶硅在碱溶液中的腐蚀速率约是poly硅腐蚀速率的两倍，且非晶硅不易氧化，氧化层较薄。利用非晶硅和poly硅氧化厚度在碱液中腐蚀速率以及氧化层厚度的差异，对背面局部晶化后的硅片直接进行碱腐蚀，非晶硅腐蚀到隧穿氧化层既刻蚀终止。此时硅片上既留下掺杂后的栅线状的poly硅钝化层做N区，腐蚀掉的非晶硅区域做P区，然后制备背钝化膜，利用背钝化膜的保护作用，进行正面的制绒，再制备正钝化膜，最后进行金属化工序。
传统的P型单polo-IBC结构制备都是利用掩膜法，例如掩膜蜡或SiNx和氧化硅膜层等，需要先生长掩膜，然后再去除掩膜，工序繁琐，可量产化程度低，而且P区和N区很难简便的同时形成抛光区。本发明只增加了局部晶化和清洗返刻步骤，与PERC产线工艺兼容性高，完全可量产化。采用本发明的方法制备polo-IBC结构，工艺流程简单，且P区和N区接触面都是抛光面，在保证N区钝化的同时，也提高了P区的欧姆接触能力。
本发明通过选择性晶化非晶硅，然后根据非晶硅和poly硅的特性差异，自对准的进行选择性扩散和腐蚀，可简便地制备P型单polo-IBC结构。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提供一种POLO-IBC电池的制备方法，包括依次进行的如下步骤：
1）硅片背面碱抛光；
2）采用PECVD在硅片背面沉积隧穿层和非晶硅层；隧穿层为氧化铝或者氧化硅；隧穿层的沉积厚度为1～2nm；非晶硅层的沉积厚度为100～300nm；
3）采用激光栅线状扫描加热或者栅线状的铝层诱导非晶硅层晶化，使非晶硅栅线状的晶化生成poly硅，以背面晶化为poly硅的区域为硅片背面的N区，以背面非晶硅层未晶化的区域为硅片背面的P区；
4）采用低温管式扩散或者离子注入对硅片背面进行整面低温N型掺杂；
5）对硅片背面进行碱抛光，去除硅片背面P区的非晶硅层，且保留P区的隧穿层；
6）在硅片背面沉积SiNx钝化膜；
7）碱制绒，在硅片正面形成绒面；
8）在硅片正面沉积SiNx钝化膜；
9）硅片背面丝网印刷，先采用激光将硅片背面P区的SiNx钝化膜打开，然后在硅片背面P区印刷铝浆，在硅片背面N区印刷银浆；
10）烧结，形成金属化电极。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种POLO-IBC电池的制备方法，其特征在于，包括依次进行的如下步骤：
1）硅片背面碱抛光；
2）采用PECVD在硅片背面沉积隧穿层和非晶硅层；隧穿层为氧化铝或者氧化硅；隧穿层的沉积厚度为1～2nm；非晶硅层的沉积厚度为100～300nm；
3）采用激光栅线状扫描加热或者栅线状的铝层诱导非晶硅层晶化，使非晶硅栅线状的晶化生成poly硅，以背面晶化为poly硅的区域为硅片背面的N区，以背面非晶硅层未晶化的区域为硅片背面的P区；
4）采用低温管式扩散或者离子注入对硅片背面进行整面低温N型掺杂；
5）对硅片背面进行碱抛光，去除硅片背面P区的非晶硅层，且保留P区的隧穿层；
6）在硅片背面沉积SiNx钝化膜；
7）碱制绒，在硅片正面形成绒面；
8）在硅片正面沉积SiNx钝化膜；
9）硅片背面丝网印刷，先采用激光将硅片背面P区的SiNx钝化膜打开，然后在硅片背面P区印刷铝浆，在硅片背面N区印刷银浆；
10）烧结，形成金属化电极。
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