CN115117180A - 一种钝化接触ibc电池的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于公开一种钝化接触I BC电池的制作方法，包括如下步骤：(1)去损伤层；(2)P区隧穿氧化层及多晶硅层制备；(3)背面硼沉积；(4)激光掺杂；(5)清洗BSG；(6)第一次退火；(7)碱制绒；(8)N区隧穿氧化层及多晶硅层制备；(9)磷沉积；(10)激光掺杂；(11)清洗PSG；(12)第二次退火；(13)背面S i Nx膜制备；(14)清洗绕镀；(15)正面Si Nx膜制备；以及(16)金属化；与现有技术相比，可减少传统钝化接触I BC电池工艺步骤，尤其是解决了I BC电池P+区的接触钝化工艺问题，在提升电池效率的同时，降低电池生产成本，使钝化接触I BC电池获得较高的性价比，有利于该类型电池的大规模生产，实现本发明的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种IBC电池的制作方法，特别涉及一种钝化接触IBC电池的制作方法。
背景技术
IBC(Interdigitated back contact)电池由于其前表面无栅线遮挡，背面栅线设计窗口较宽，故可实现较高的转化效率。
但是，传统的钝化方法对电池表面钝化效果有限。同时，现有提出了一种使用隧穿氧化层+多晶硅的钝化方法(钝化接触)，此方法可实现优异的表面钝化效果，使电池效率大幅提升；将IBC电池与钝化接触技术相结合，可获得更高的电池转化效率。
因此，特别需要一种钝化接触IBC电池的制作方法，以解决上述现有存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钝化接触IBC电池的制作方法，针对现有技术的不足，采用激光掺杂的方法分别完成多晶硅层的磷掺杂和硼掺杂，降低了背面叉指结构的制作难度，减少工艺步骤及工艺难度，使钝化接触IBC电池获得较高性价比。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种钝化接触IBC电池的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)去损伤层：
将N型硅片放置在浓度0.2％-1％的H2O2液中进行表面油污的清洗；在浓度为5％-20％NaOH液中进行硅片抛光处理；在HCl/HF混酸液中进行NaOH液的中和、金属离子及氧化层的清洗；完成水洗、热烘干处理；
(2)P区隧穿氧化层及多晶硅层制备：
将清洗完的硅片放入LPCVD设备中，在500-700℃条件下生长一层1-3nm的SiO2；在550-650℃条件下生长一层本征多晶硅；
(3)背面硼沉积：
将硅片放入高温扩散设备中，一定温度下在硅片背面沉积一层硼硅玻璃(BSG)；
(4)激光掺杂：
使用光斑宽度为300-1000um的激光，按照设计图形，在硅片背面进行相同间隔激光掺杂；激光功率为20-50W；
(5)清洗BSG：
在一定浓度下的HF溶液中清洗掉硅片背面硼硅玻璃层(BSG)，并进行烘干；
(6)第一次退火：
将清洗完成的硅片放入管式退火炉中进行退火，通过高温消除激光掺杂时造成的损伤；
(7)碱制绒：
将退火后的硅片在浓度为0.3％-3％NaOH液中进行处理；由于掺杂硼的多晶硅层具有抗碱腐蚀特性，因此掺杂区域不会被腐蚀，仍会保持抛光状态，未掺杂区域会生长绒面，同时正面的多晶硅绕镀被腐蚀；在HCl/HF混酸液中进行NaOH液的中和、金属离子及氧化层的清洗；完成水洗、热烘干处理；
(8)N区隧穿氧化层及多晶硅层制备：
将制绒完的硅片放入LPCVD设备中，在500-700℃条件下生长一层1-3nm的SiO2；在550-650℃条件下生长一层本征多晶硅；
(9)磷沉积：
将硅片放入管式扩散设备中，一定温度下沉积一层磷硅玻璃(PSG)；
(10)激光掺杂：
使用光斑宽度为200-500um的激光，按照设计图形，在硅片背面P型多晶硅的间隔内进行激光掺杂，形成N型多晶硅；激光功率为20-50W；
(11)清洗PSG：
在一定浓度下的HF溶液中清洗掉硅片背面磷硅玻璃层(PSG)，并进行烘干；
(12)第二次退火：
将清洗完成的硅片放入管式退火炉中进行退火，通过高温消除激光掺杂时造成的损伤；
(13)背面SiNx膜制备：
使用PECVD设备在硅片背面沉积一层70-120nm的氮化硅薄膜；
(14)清洗绕镀：
将镀膜后硅片放入HF溶液中进行清洗；在浓度为0.3％-3％NaOH液中进行处理，去除正面多晶硅绕镀；在HCl/HF混酸液中进行NaOH液的中和、金属离子及氧化层的清洗；完成水洗、热烘干处理；
(15)正面SiNx膜制备:
使用PECVD设备在硅片正面面沉积一层70-90nm的氮化硅薄膜，形成减反射层；
(16)金属化：
使用特殊银浆印刷P+区栅线，形成发射极；在200-400℃条件下进行低温烘干；使用特殊银浆印刷N+区栅线，形成负极；在700-900℃条件下进行高温烧结，使银浆与硅片形成良好欧姆接触。
在本发明的一个实施例中，在所述隧穿氧化层及多晶硅层制备的步骤中，隧穿氧化层的厚度为1-3nm，多晶硅层的厚度为100-180nm。
在本发明的一个实施例中，在所述背面硼沉积的步骤中，所述电池背面硼沉积温度为850-1000℃。
在本发明的一个实施例中，在所述第一次退火的步骤中，所述退火温度为800-1050℃。
在本发明的一个实施例中，在所述激光掺杂的步骤中，光斑宽度为300-800um，激光功率为20-50W。
在本发明的一个实施例中，在所述磷沉积的步骤中，所述电池背面磷沉积温度为700-800℃。
在本发明的一个实施例中，在所述第二次退火的步骤中，所述退火温度为760-900℃。
在本发明的一个实施例中，在所述背面SiNx膜制备的步骤中，所述电池背面镀减反射层的折射率在2.0-2.1，镀膜厚度为80-110nm，工艺温度为400-550℃。
在本发明的一个实施例中，在所述正面SiNx膜制备的步骤中，所述电池背面镀减反射层的折射率在2.0-2.2，镀膜厚度为70-90nm，工艺温度为400-550℃。
本发明的钝化接触IBC电池的制作方法，与现有技术相比，可减少传统钝化接触IBC电池工艺步骤，尤其是解决了IBC电池P+区的接触钝化工艺问题，在提升电池效率的同时，降低电池生产成本，使钝化接触IBC电池获得较高的性价比，有利于该类型电池的大规模生产，实现本发明的目的。
本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本发明的钝化接触IBC电池的结构示意图；
图2为本发明的钝化接触IBC电池的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例
如图1和图2所示，本发明的钝化接触IBC电池的制作方法，工艺流程为去损伤层、P区隧穿氧化层及多晶硅层制备、背面硼沉积、激光掺杂、清洗BSG、第一次退火、碱制绒、N区隧穿氧化层及多晶硅层制备、磷沉积、激光掺杂、清洗PSG、第二次退火、背面SiNx膜制备、清洗绕镀、正面SiNx膜制备以及金属化。
去损伤层工艺：
(1)将N型硅片放置在浓度0.2％-1％的H2O2液中进行表面油污的清洗；
(2)在浓度为5％-20％NaOH液中进行硅片抛光处理；
(3)在HCl/HF混酸液中进行NaOH液的中和、金属离子及氧化层的清洗；
(4)完成水洗、热烘干处理；
P区隧穿氧化层及多晶硅层制备：
(1)将清洗完的硅片放入LPCVD设备中，在500-700℃条件下生长一层1-3nm的SiO2；
(2)在550-650℃条件下生长一层本征多晶硅；
背面硼沉积：
(1)将硅片放入高温扩散设备中，一定温度下在硅片背面沉积一层硼硅玻璃(BSG)；
激光掺杂：
使用光斑宽度为300-1000um的激光，按照设计图形，在硅片背面进行相同间隔激光掺杂；激光功率为20-50W；
清洗BSG：
在一定浓度下的HF溶液中清洗掉硅片背面硼硅玻璃层(BSG)，并进行烘干；
第一次退火工艺：
将清洗完成的硅片放入管式退火炉中进行退火，通过高温消除激光掺杂时造成的损伤；
碱制绒：
(1)将退火后的硅片在浓度为0.3％-3％NaOH液中进行处理；
(2)由于掺杂硼的多晶硅层具有抗碱腐蚀特性，因此掺杂区域不会被腐蚀，仍会保持抛光状态，未掺杂区域会生长绒面，同时正面的多晶硅绕镀被腐蚀；
(3)在HCl/HF混酸液中进行NaOH液的中和、金属离子及氧化层的清洗；
(4)完成水洗、热烘干处理；
N区隧穿氧化层及多晶硅层制备：
(1)将制绒完的硅片放入LPCVD设备中，在500-700℃条件下生长一层1-3nm的SiO2；
(2)在550-650℃条件下生长一层本征多晶硅；
磷沉积：
将硅片放入管式扩散设备中，一定温度下沉积一层磷硅玻璃(PSG)；
激光掺杂：
使用光斑宽度为200-500um的激光，按照设计图形，在硅片背面P型多晶硅的间隔内进行激光掺杂，形成N型多晶硅；激光功率为20-50W；
清洗PSG：
在一定浓度下的HF溶液中清洗掉硅片背面磷硅玻璃层(PSG)，并进行烘干；
第二次退火工艺：
将清洗完成的硅片放入管式退火炉中进行退火，通过高温消除激光掺杂时造成的损伤；
背面SiNx膜制备：
使用PECVD设备在硅片背面沉积一层70-120nm的氮化硅薄膜；
清洗绕镀：
(1)将镀膜后硅片放入HF溶液中进行清洗；
(2)然后在浓度为0.3％-3％NaOH液中进行处理，去除正面多晶硅绕镀；
(3)在HCl/HF混酸液中进行NaOH液的中和、金属离子及氧化层的清洗；
(4)完成水洗、热烘干处理；
正面SiNx膜制备:
使用PECVD设备在硅片正面面沉积一层70-90nm的氮化硅薄膜，形成减反射层；
金属化工艺：
(1)使用特殊银浆印刷P+区栅线，形成发射极；
(2)在200-400℃条件下进行低温烘干；
(3)使用特殊银浆印刷N+区栅线，形成负极；
(4)在700-900℃条件下进行高温烧结，使银浆与硅片形成良好欧姆接触。
在所述隧穿氧化层及多晶硅层制备工艺中，隧穿氧化层厚度为1-3nm，多晶硅层厚度为100-180nm。
在所述硼沉积工艺中，所述电池背面硼沉积温度为850-1000℃。
在所述退火1工艺中，所述退火温度为800-1050℃
在所述激光掺杂工艺中，光斑宽度为300-800um，激光功率为20-50W。
在所述磷沉积工艺中，所述电池背面磷沉积温度为700-800℃
在所述退火2工艺中，所述退火温度为760-900℃
在所述制备背面SiNx膜工艺中，所述电池背面镀减反射层的折射率在2.0-2.1，镀膜厚度80-110nm，工艺温度为400-550℃。
在所述制备正面SiNx膜工艺中，所述电池背面镀减反射层的折射率在2.0-2.2，厚度70-90nm，工艺温度为400-550℃。
本发明的钝化接触IBC电池的制作方法，特定的激光掺杂技术完成PN结及P区掺硼多晶硅制作；特定的制绒工艺，保证掺硼的P区不被腐蚀，未掺杂区域生长合适的绒面；特定的激光掺杂完成N区掺磷多晶硅层制作；特定的退火工艺，保证激光损伤被完全消除；特定的去绕镀工艺，保证绕镀去除干净，并且对电池无负面影响。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种钝化接触IBC电池的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)去损伤层：
将N型硅片放置在浓度0.2％-1％的H2O2液中进行表面油污的清洗；在浓度为5％-20％NaOH液中进行硅片抛光处理；在HCl/HF混酸液中进行NaOH液的中和、金属离子及氧化层的清洗；完成水洗、热烘干处理；
(2)P区隧穿氧化层及多晶硅层制备：
将清洗完的硅片放入LPCVD设备中，在500-700℃条件下生长一层1-3nm的SiO2；在550-650℃条件下生长一层本征多晶硅；
(3)背面硼沉积：
将硅片放入高温扩散设备中，一定温度下在硅片背面沉积一层硼硅玻璃(BSG)；
(4)激光掺杂：
使用光斑宽度为300-1000um的激光，按照设计图形，在硅片背面进行相同间隔激光掺杂；激光功率为20-50W；
(5)清洗BSG：
在一定浓度下的HF溶液中清洗掉硅片背面硼硅玻璃层(BSG)，并进行烘干；
(6)第一次退火：
将清洗完成的硅片放入管式退火炉中进行退火，通过高温消除激光掺杂时造成的损伤；
(7)碱制绒：
将退火后的硅片在浓度为0.3％-3％NaOH液中进行处理；由于掺杂硼的多晶硅层具有抗碱腐蚀特性，因此掺杂区域不会被腐蚀，仍会保持抛光状态，未掺杂区域会生长绒面，同时正面的多晶硅绕镀被腐蚀；在HCl/HF混酸液中进行NaOH液的中和、金属离子及氧化层的清洗；完成水洗、热烘干处理；
(8)N区隧穿氧化层及多晶硅层制备：
将制绒完的硅片放入LPCVD设备中，在500-700℃条件下生长一层1-3nm的SiO2；在550-650℃条件下生长一层本征多晶硅；
(9)磷沉积：
将硅片放入管式扩散设备中，一定温度下沉积一层磷硅玻璃(PSG)；
(10)激光掺杂：
使用光斑宽度为200-500um的激光，按照设计图形，在硅片背面P型多晶硅的间隔内进行激光掺杂，形成N型多晶硅；激光功率为20-50W；
(11)清洗PSG：
在一定浓度下的HF溶液中清洗掉硅片背面磷硅玻璃层(PSG)，并进行烘干；
(12)第二次退火：
将清洗完成的硅片放入管式退火炉中进行退火，通过高温消除激光掺杂时造成的损伤；
(13)背面SiNx膜制备：
使用PECVD设备在硅片背面沉积一层70-120nm的氮化硅薄膜；
(14)清洗绕镀：
将镀膜后硅片放入HF溶液中进行清洗；在浓度为0.3％-3％NaOH液中进行处理，去除正面多晶硅绕镀；在HCl/HF混酸液中进行NaOH液的中和、金属离子及氧化层的清洗；完成水洗、热烘干处理；
(15)正面SiNx膜制备:
使用PECVD设备在硅片正面面沉积一层70-90nm的氮化硅薄膜，形成减反射层；
(16)金属化：
使用特殊银浆印刷P+区栅线，形成发射极；在200-400℃条件下进行低温烘干；使用特殊银浆印刷N+区栅线，形成负极；在700-900℃条件下进行高温烧结，使银浆与硅片形成良好欧姆接触。
2.如权利要求1所述的钝化接触IBC电池的制作方法，其特征在于，在所述隧穿氧化层及多晶硅层制备的步骤中，隧穿氧化层的厚度为1-3nm，多晶硅层的厚度为100-180nm。
3.如权利要求1所述的钝化接触IBC电池的制作方法，其特征在于，在所述背面硼沉积的步骤中，所述电池背面硼沉积温度为850-1000℃。
4.如权利要求1所述的钝化接触IBC电池的制作方法，其特征在于，在所述第一次退火的步骤中，所述退火温度为800-1050℃。
5.如权利要求1所述的钝化接触IBC电池的制作方法，其特征在于，在所述激光掺杂的步骤中，光斑宽度为300-800um，激光功率为20-50W。
6.如权利要求1所述的钝化接触IBC电池的制作方法，其特征在于，在所述磷沉积的步骤中，所述电池背面磷沉积温度为700-800℃。
7.如权利要求1所述的钝化接触IBC电池的制作方法，其特征在于，在所述第二次退火的步骤中，所述退火温度为760-900℃。
8.如权利要求1所述的钝化接触IBC电池的制作方法，其特征在于，在所述背面SiNx膜制备的步骤中，所述电池背面镀减反射层的折射率在2.0-2.1，镀膜厚度为80-110nm，工艺温度为400-550℃。
9.如权利要求1所述的钝化接触IBC电池的制作方法，其特征在于，在所述正面SiNx膜制备的步骤中，所述电池背面镀减反射层的折射率在2.0-2.2，镀膜厚度为70-90nm，工艺温度为400-550℃。
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