CN117410385B - 一种去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于背接触电池技术领域,具体涉及一种去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法,包括以下步骤:S1、提供双面抛光的硅片;S2、在S1所得硅片背面依次形成第一半导体层、掩膜层,S3、对第一半导体层进行第一刻蚀,形成间隔分布的第二半导体开口区;S4、制绒清洗;S5、去除部分掩膜层,使S2形成的掩膜层厚度D减薄;S6、之后在S5所得背面形成第二半导体层;S7、采用激光在S6所得硅片背面的抛光区域进行第二刻蚀,形成第一半导体开口区。本发明通过去除部分厚度掩膜层,能够提升掩膜层与第二半导体层之间的附着力,提升第二半导体层的钝化效果,进而提升电池良率和电池转换效率;同时简化工艺步骤,降低设备成本。
Description
技术领域
本发明属于背接触电池技术领域,具体涉及一种去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法。
背景技术
目前,背接触电池工艺流程一般包括:S101、硅片双面抛光;S102、硅片背面镀保护掩膜层;S103、硅片制绒清洗,在保护掩膜层的对面形成绒面,之后去除保护掩膜层,形成单面制绒、单面抛光结构的硅片;S104、硅片背面依次镀第一半导体层及掩膜层,第一半导体层包含本征非晶或微晶硅层及N型掺杂非晶或微晶硅层;S105、在硅片背面激光或蚀刻开口,形成第二半导体开口区;S106、硅片清洗,去除第二半导体开口区内的第一半导体层;S107、硅片受光面依次形成正面钝化层及减反层,背面形成第二半导体层,第二半导体层包含本征非晶或微晶硅层及P型掺杂非晶或微晶硅层;S108、硅片背面激光或蚀刻开口,形成与第二半导体开口区交替排列的第一半导体开口区;S109、硅片清洗,去除第一半导体开口区内的掩膜层;S110、硅片背面沉积导电膜层;S111、通过激光或蚀刻的方式,在第一半导体开口区与第二半导体开口区之间形成绝缘槽;S112、在硅片第一半导体开口区与第二半导体开口区上形成金属电极。
上述常规背接触电池工艺流程中,背接触电池需要先制备好背面抛光正面制绒的硅片,制备工艺流程较长。且,现有技术步骤S106中,去除第一半导体层过程中,会出现第二半导体开口区边缘出现掩膜层翘起的现象,进而影响电池钝化性能,S107中,背面形成第二半导体层过程中,掩膜层与第二半导体层之间的附着力存在较大问题。
需要说明的是,本发明的该部分内容仅提供与本发明有关的背景技术,而并不必然构成现有技术或公知技术。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的背接触电池中掩膜层与第二半导体层之间的附着力差而影响电池性能的缺陷,提供一种去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法,该联合钝化背接触电池的制备方法中通过去除部分厚度掩膜层,能够提升掩膜层与第二半导体层之间的附着力,提升第二半导体层的钝化效果,进而提升电池良率和电池转换效率;同时简化工艺步骤,降低设备成本。
为了实现上述目的,本发明提供了一种去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法,包括以下步骤:
S1、提供双面抛光的硅片;
S2、在S1所得硅片背面依次形成第一半导体层、掩膜层,第一半导体层包括隧穿氧化层和第一掺杂多晶层;
S3、在S2所得硅片背面的预设区域对第一半导体层进行第一刻蚀,形成间隔分布的第二半导体开口区;
S4、通过制绒清洗,在背面的第二半导体开口区内与正面同时形成绒面;
S5、然后去除部分掩膜层,使S2形成的掩膜层厚度D减薄,其中去除的掩膜层厚度d满足:50%≤d/D<100%;
S6、之后在S5所得背面形成第二半导体层,第二半导体层包括本征非晶硅层与第二掺杂硅层;
S7、采用激光在S6所得硅片背面的抛光区域进行第二刻蚀,形成第一半导体开口区。
在本发明的一些优选实施方式中,50%≤d/D≤97%。
在本发明的一些优选实施方式中,D为50-110nm。
在本发明的一些优选实施方式中,S5中保留的掩膜层厚度为T,T=D-d,且T与第一掺杂多晶层的厚度的比为1:1.1-100。
在本发明的一些优选实施方式中,T与第一掺杂多晶层、本征非晶硅层的厚度的比为1:1.1-100:0.08-5。
S2形成的掩膜层可以为单层结构,也可以为多层的复合掩膜层。
在本发明的一些优选实施方式中,S2形成的掩膜层为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的至少一种。
在本发明的另外一些优选实施方式中,S2形成的掩膜层为选自非晶硅、多晶硅中的至少一种与选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的至少一种形成的复合掩膜层,所述复合掩膜层中选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的至少一种的膜层厚度为t,70%≤t/D≤100%。
在本发明的一些优选实施方式中,50%≤d/t≤100%,t为掩膜层中选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的至少一种的膜层厚度。
在本发明的一些具体优选实施方式中,S2中所述掩膜层为氮化硅且厚度为50-90nm。
在本发明的一些优选实施方式中,S2中所述掩膜层为由依次设置的非晶硅、氮化硅形成的复合掩膜层,所含非晶硅的厚度为3-20nm,所含氮化硅的厚度为50-90nm。
在本发明的一些优选实施方式中,S5中,所述去除部分掩膜层的方法为溶液腐蚀法,所述溶液腐蚀法的条件包括:采用的腐蚀溶液为含氢氟酸的水溶液,氢氟酸的浓度为2wt%-10wt%,处理温度为20℃-30℃,反应时间为60-500s。
在本发明的一些优选实施方式中,所述去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法还包括:
S6中,还包括在硅片正面形成正面钝化层和减反层的步骤;
S8、在S7所得硅片背面形成导电膜层;
S9、在S8所得硅片背面的导电膜层上进行第三刻蚀,形成位于第一半导体开口区和第二半导体开口区之间的绝缘槽;
S10、在S9所得硅片背面的第一半导体开口区与第二半导体开口区处分别形成金属电极。
在本发明的一些优选实施方式中,S7中所述激光为紫外或绿光激光,脉冲宽度小于100ns。
在本发明的一些优选实施方式中,所述第一半导体开口区的宽度为100-300μm。
在本发明的一些优选实施方式中,第二半导体开口区的宽度为400-800μm。
有益效果:
本发明通过上述技术方案,尤其是在采用后制绒方法中的制绒清洗之后,进行去除部分掩膜层的步骤,并控制去除的掩膜层厚度d满足:50%≤d/D<100%,配合联合钝化结构,能够在保证足够厚度的掩膜层在S3第一刻蚀可以无损伤开口并在S4制绒清洗中提供足够保护的同时,将第二半导体层与第一半导体层之间用一层适宜薄的掩膜层分离,保留第一半导体层之间与第二半导体层之间良好的绝缘功能,避免了第一半导体层与第二半导体层之间的漏电现象,并能够避免第二半导体开口区边缘出现掩膜层翘起的现象,提升第二半导体层的钝化效果,并且提升掩膜层与第二半导体层之间的附着力,进而提升电池良率和电池转换效率;同时简化工艺步骤,降低设备成本。而在相同条件下,若去除掩膜层时保留的厚度过高,第二半导体开口区边缘仍会出现掩膜层翘起现象,从而影响第二半导体层的钝化,进而影响电池性能。而且,配合S7采用激光进行第二刻蚀,形成第一半导体开口区,相比于采用常规掩膜腐蚀的刻蚀方式,能够显著提升产品良率和电池转换效率。
在本发明的优选方案中,在减薄掩膜层后的S7第二刻蚀的过程中,采用激光一次性去除第二半导体层与保留的掩膜层,同时不损伤第一半导体层,相比常规掩膜腐蚀的刻蚀方法,简化了工艺流程,省去了一步清洗工艺的设备,从而降低了设备成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本发明的去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法的一种具体实施方式的工艺流程图;
图2为本发明背接触电池的结构示意图。
附图标记说明
1、硅片,2.1、隧穿氧化层,2.2、第一掺杂多晶层,3、掩膜层,4.1、本征非晶硅层,4.2、第二掺杂非晶硅层,5、导电膜层,6、金属电极,7、正面钝化层,8、减反层。
具体实施方式
在本发明中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。其中,术语“可选的”、“任选的”均是指可以包括,也可以不包括(或可以有,也可以没有)。
本发明提供了一种去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法,包括以下步骤:
S1、提供双面抛光的硅片;
S2、在S1所得硅片背面依次形成第一半导体层、掩膜层,第一半导体层包括隧穿氧化层和第一掺杂多晶层;
S3、在S2所得硅片背面的预设区域对第一半导体层进行第一刻蚀,去除预设区域内的第一半导体层及掩膜层,形成间隔分布的第二半导体开口区;
S4、通过制绒清洗,在背面的第二半导体开口区内与正面同时形成绒面;
S5、然后去除部分掩膜层,使S2形成的掩膜层厚度D减薄,其中去除的掩膜层厚度d满足:50%≤d/D<100%;
S6、之后在S5所得背面形成第二半导体层,第二半导体层包括本征非晶硅层与第二掺杂硅层;
S7、采用激光在S6所得硅片背面的抛光区域进行第二刻蚀,去除第二半导体层及其对应区域内保留的掩膜层,形成第一半导体开口区。
本发明S1中所述硅片可以为直拉单晶硅片或铸造单晶硅片,导电类型例如可以为N型或P型。本领域技术人员还可以根据实际需求在S1中进行常规的清洗。
在本发明的一些优选实施方式中,50%≤d/D≤97%、进一步优选70%≤d/D≤97%。
在本发明的一些优选实施方式中,D为50-110nm。
在本发明的一些优选实施方式中,S5中保留的掩膜层厚度为T,T=D-d,且T与第一掺杂多晶层的厚度的比为1:1.1-100、优选1:1-20、进一步优选1:3.5-20、进一步优选1:6-15。采用本发明的优选方案,保留的掩膜层厚度与第一掺杂多晶层的厚度的比适宜,更利于最大化的保留第一半导体层与第二半导体层之间良好的绝缘功能,有效避免了第一半导体层与第二半导体层之间的漏电现象,并能够避免第二半导体开口区边缘出现掩膜层翘起的现象,提升第二半导体层的钝化效果,同时大幅提升掩膜层与第二半导体层之间的附着力,进而进一步提升电池良率和电池转换效率。
在本发明的一些优选实施方式中,T与第一掺杂多晶层、本征非晶硅层的厚度的比为1:1.1-100:0.08-5、优选1:1-20:0.3-3、进一步优选1:3.5-20:0.5-2。采用本发明的优选方案,进一步避免了第一半导体层与第二半导体层之间的漏电现象,提升掩膜层与第二半导体层之间的附着力,提升第二半导体层的钝化效果,进而进一步提升电池良率和电池转换效率。
在满足上述厚度比的基础上,本领域技术人员可以从现有技术中选择隧穿氧化层、本征非晶硅层的厚度,例如,所述隧穿氧化层的厚度为1-2nm,所述本征非晶硅层的厚度为5-15nm。
S2形成的掩膜层可以为单层结构,也可以为多层的复合掩膜层。
在本发明的一些优选实施方式中,S2形成的掩膜层为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的至少一种。
在本发明的另外一些优选实施方式中,S2形成的掩膜层为选自非晶硅、多晶硅中的至少一种与选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的至少一种形成的复合掩膜层。所述复合掩膜层优选为叠加各层而形成。
进一步优选地,所述复合掩膜层中选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的至少一种的膜层厚度为t,70%≤t/D≤100%。
在本发明的一些优选实施方式中,50%≤d/t≤100%,t为掩膜层中选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的至少一种的膜层厚度。在该优选方案中,复合掩膜层可以腐蚀一半以上或全部的选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的至少一种的膜层,保留底下的选自非晶硅、多晶硅中的至少一种,其更利于增强第一半导体层与第二半导体层之间的绝缘功能。
在本发明的一些具体优选实施方式中,S2中所述掩膜层为氮化硅且厚度为50-90nm。
在本发明的一些优选实施方式中,S2中所述掩膜层为由依次设置的非晶硅、氮化硅形成的复合掩膜层,所含非晶硅的厚度为3-20nm,所含氮化硅的厚度为50-90nm。
本发明所述第一掺杂多晶层和第二掺杂硅层中其一为N型,另一个P型。所述第二掺杂硅层可以为掺杂的非晶或微晶硅层。所述第一掺杂多晶层和第二掺杂硅层的掺杂浓度和厚度可以根据实际需求从现有技术的范围中进行选择,示例性的,所述第一掺杂多晶层的厚度为70-300nm、有效掺杂浓度为1e19-1e21cm-3,第二掺杂硅层的厚度为5-20nm、有效掺杂浓度为1e19-1e21cm-3。
本发明所述第一半导体层和第二半导体层的形成方法均可以按照现有技术中的进行,只要能形成所需厚度和掺杂浓度的对应膜层即可。
S3所述预设区域,本领域技术人员可以根据第二半导体开口区的图形而设置。S3所述第一刻蚀的方式可以采用常规方式,例如可以采用激光或掩膜腐蚀方式,优选为激光方式,所述激光可以为紫外或绿光激光,脉冲宽度小于100ns。所述第二半导体开口区的宽度例如可以为400-800μm。
本发明S4中所述制绒清洗的条件可以参考现有技术中的进行,例如可以包括:采用的制绒液是碱(优选氢氧化钾和/或氢氧化钠)、制绒添加剂与水的混合溶液,其中碱的质量百分含量为1%-5%,制绒添加剂的质量百分含量为0.5%-1%;制绒时间为8-20min,制绒温度为75℃-85℃。制绒添加剂可以为本领域的市售品或制备得到。
在本发明的一些优选实施方式中,S5中,所述去除部分掩膜层的方法为溶液腐蚀法,该方法可以使保留的掩膜层更加均匀且不损伤第一半导体层。
进一步优选地,所述溶液腐蚀法的条件包括:采用的腐蚀溶液为含氢氟酸的水溶液,氢氟酸的浓度为2wt%-10wt%,处理温度为20℃-30℃,反应时间为60-500s。该优选方案,能够与S4中制绒清洗在同一台设备进行,更利于减少设备成本。
本发明所述含氢氟酸的水溶液中还可以含有或不含有其他溶质,其他溶质例如可以为氟化铵、盐酸、磷酸、硫酸、醋酸等中的至少一种,其他溶质的含量可以根据实际需求和效果选择,只要利于去除部分掩膜层并使保留的掩膜层更加均匀且不损伤第一半导体层即可;具体例如可以为BOE刻蚀液。
本发明中联合钝化背接触电池的制备方法中还可以包括其他常规膜层的制备步骤,例如制备叉指型背接触电池的其他步骤。在本发明的一些优选实施方式中,所述去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法还包括:S6中还包括在硅片正面形成正面钝化层和减反层的步骤。正面钝化层和减反层的种类及其厚度均可以参照现有技术中的范围进行选择,所述正面钝化层例如可以为单层非晶硅钝化层,也可以为非晶硅钝化层与非晶硅掺杂层或微晶掺杂层的组合层,本领域技术人员可以根据需求选择。本发明在此不再赘述。
进一步优选地,S6中,先在硅片背面形成第二半导体层,之后再形成正面钝化层和减反层,其更利于避免正面钝化层和减反层绕镀的影响。
本发明中需要指出的是,S7形成的第一半导体开口区与第二半导体开口区间隔排布,以供不同极性的金属电极沉积在开口处表面。
在本发明的一些优选实施方式中,S7中所述激光为紫外或绿光激光,脉冲宽度小于100ns。本发明中由于S5中保留的掩膜层较薄,激光可以一次性去除第二半导体层及其对应区域内保留的掩膜层,而不损伤第一半导体层,进一步提升了电池性能。
在本发明的一些优选实施方式中,所述第一半导体开口区的宽度为100-300μm。
在本发明的一些优选实施方式中,所述去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法还包括:S8、在S7所得硅片背面形成导电膜层。
本发明所述导电膜层的形成方法和种类及其厚度均可以参照现有技术中的进行。例如,所述导电膜层的形成方法可以采用物理气相沉积技术(PVD)或活化等离子沉积技术(RPD),所述导电膜层的厚度例如可以为40-80nm,导电膜层的材料可以是掺锡、钨、钛、锌中至少一种的氧化铟基薄膜,或者为掺铝和/或硼的氧化锌基薄膜。
在本发明的一些优选实施方式中,所述去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法还包括:S9、在S8所得硅片背面的导电膜层上进行第三刻蚀,形成位于第一半导体开口区和第二半导体开口区之间的绝缘槽。所述第三刻蚀可以采用掩膜腐蚀或激光的方式。所述绝缘槽的宽度例如可以为20-100 μm,刻蚀后第一半导体开口区与第二半导体开口区之间的电阻大于1kΩ。
在本发明的一些优选实施方式中,所述去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法还包括:S10、在S9所得硅片背面的第一半导体开口区与第二半导体开口区处分别形成金属电极。所述形成金属电极的方式例如可以为丝网印刷技术。可以理解的是,第一半导体开口区与第二半导体开口区处的金属电极极性不同。
下面详细描述本发明的实施例,是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
一种联合钝化背接触电池的制备方法,如图1所示,包含以下步骤:
S1、提供双面抛光的硅片1:
对N型单晶硅片1双面抛光清洗,所述硅片1为直拉单晶硅片1。
S2、在S1硅片1背面依次形成第一半导体层、掩膜层3,第一半导体层包括在背面依次形成的隧穿氧化层2.1和N型第一掺杂多晶层2.2;
所述隧穿氧化层2.1的厚度为2nm,所述第一掺杂多晶层2.2的厚度为80nm、有效掺杂浓度为1e20cm-3。
所述掩膜层3为单层氮化硅,氮化硅厚度D为60nm。
S3、在S2硅片1背面的预设区域对第一半导体层进行第一刻蚀,去除预设区域内的掩膜层3及部分第一半导体层,形成间隔分布的第二半导体开口区W1;
所述第一刻蚀采用激光方式,所述激光为紫外激光,脉冲宽度10ns。所述形成的第二半导体开口区W1的宽度为500μm。
S4、通过制绒清洗,在背面的第二半导体开口区W1内与正面同时形成绒面;
所用制绒液是氢氧化钾、制绒添加剂与水的混合溶液,其中氢氧化钾的质量百分含量为2%,制绒添加剂的质量百分含量为1%。制绒时间为10min,制绒温度为80℃。
S5、去除部分掩膜层3;
所述去除部分掩膜层3的方法为溶液腐蚀法,溶液为氢氟酸和水的混合溶液,浓度为5wt%,处理温度为28℃,反应时间为300s;所述去除部分掩膜层3使S2形成的掩膜层3厚度D减薄,其中去除的掩膜层3厚度d满足:d/D=80%。
S6、先在背面形成第二半导体层,第二半导体层包括在背面上依次形成的本征非晶硅层4.1与P型的第二掺杂非晶硅层4.2;之后在S5硅片1正面形成正面钝化层7(具体为非晶硅钝化层与N型非晶硅掺杂层)和减反层8;
所述本征非晶硅层4.1的厚度为10nm,第二掺杂非晶硅层4.2的厚度为15nm、有效掺杂浓度为1e19cm-3。
S7、在S6硅片1背面的抛光区域进行第二刻蚀,去除第二半导体层与其对应区域的保留的掩膜层3,形成第一半导体开口区W2;
所述第二刻蚀采用激光方式,所述激光为绿光激光,脉冲宽度10ns,所述形成的第一半导体开口区的宽度W2为300μm。本发明由于保留掩膜层3较薄,激光可以一次性去除第二半导体层与掩膜层3,而不损伤第一半导体层。
S8、在S7硅片1背面全覆盖地形成导电膜层5;
采用物理气相沉积技术(PVD)在硅片1背面沉积透明导电膜层5,所述导电膜层5厚度为50nm,导电膜层5的材料可以是掺锡氧化铟基薄膜。
S9、采用掩膜腐蚀的方式,在S8硅片1背面进行第三刻蚀,形成绝缘槽W3;绝缘槽W3的宽度Wg为100 μm,刻蚀后第一半导体开口区与第二半导体开口区之间的电阻大于1kΩ。
S10、采用丝网印刷技术,在硅片1背面第一半导体开口区与第二半导体开口区处分别形成金属电极6;所得背接触电池结构如图2所示。
实施例2
参照实施例1的方法进行,不同之处在于,S5中去除的掩膜层厚度d满足:d/D=50%,为满足该去除厚度d需要相应调整工艺参数:氢氟酸和水的混合溶液的浓度为5wt%,处理温度为28℃,反应时间为180s。
实施例3
参照实施例1的方法进行,不同之处在于,S2中所述掩膜层为由依次设置的非晶硅层、氮化硅层形成的复合掩膜层,所含非晶硅层的厚度为10nm,所含氮化硅层的厚度为60nm。S5中去除掩膜层中的所有氮化硅层,保留底下的非晶硅层,相应的去除所有氮化硅层而需要调整反应时间为375s。
实施例4
参照实施例3的方法进行,不同之处在于,S5中去除部分掩膜层中的氮化硅层且去除的厚度为40nm,为满足该去除厚度d需要相应调整工艺参数:氢氟酸和水的混合溶液的浓度为5wt%,处理温度为28℃,反应时间为250s。
实施例5
参照实施例1的方法进行,不同之处在于,S2中调整第一掺杂多晶层的厚度为70nm,使得S5中保留的掩膜层厚度与第一掺杂多晶层的厚度的比为1:5.8。
实施例6
参照实施例1的方法进行,不同之处在于,S6中调整本征非晶硅层的厚度为5nm,使得S5中保留的掩膜层厚度与本征非晶硅层的厚度的比为1:0.4。
对比例1
参照实施例1的方法进行,不同之处在于,S7第二刻蚀采用常规掩膜腐蚀的方式,具体包括:在所需刻蚀的第一半导体开口区以外的背面区域全部形成保护掩膜层,然后采用腐蚀溶液(具体为硝酸、氢氟酸和水的混合溶液,硝酸和氢氟酸的质量浓度分别为60%、10%)在25℃进行腐蚀3min,腐蚀之后采用氢氟酸和水的混合溶液(浓度同S5中相应溶液)去除保留的掩膜层,最后用碱性溶液(具体为质量浓度为2%的氢氧化钠水溶液)去掉保护掩膜层。
对比例2
参照实施例1的方法进行,不同之处在于,不进行S5,而是在S4之后直接进行S6等后续步骤。
对比例3
参照实施例1的方法进行,不同之处在于,S5中完全去除掩膜层,相应的需要调整工艺参数:氢氟酸和水的混合溶液的浓度为5wt%,处理温度为28℃,反应时间为375s。
测试例
将上述实施例和对比例制备的背接触电池,采集不同制备工艺指标参数,并对制备完成的背接触电池进行IV测试,以10000片为单位计算,提取工艺指标参数中的工艺周期、良率以及转换效率进行对比,结果如表1所示。
表1
通过上述结果可知,相对于对比例,采用本发明的实施例方案,能够在保证电池转换效率的基础上,显著提高产品良率,利于提升产品可靠性并降低产品成本。
进一步的,根据实施例1和实施例2、实施例3和实施例4、实施例1和实施例5-6分别对比可知,采用本发明优选的去除部分适宜厚度掩膜层方案或者优选的保留的掩膜层厚度与特定层适宜配比的方案,能够进一步兼顾提升产品良率和电池转换效率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、提供双面抛光的硅片;
S2、在S1所得硅片背面依次形成第一半导体层、掩膜层,第一半导体层包括隧穿氧化层和第一掺杂多晶层;
S3、在S2所得硅片背面的预设区域对第一半导体层进行第一刻蚀,形成间隔分布的第二半导体开口区;
S4、通过制绒清洗,在背面的第二半导体开口区内与正面同时形成绒面;
S5、然后去除部分掩膜层,使S2形成的掩膜层厚度D减薄,其中去除的掩膜层厚度d满足:50%≤d/D<100%;
S6、之后在S5所得背面形成第二半导体层,第二半导体层包括本征非晶硅层与第二掺杂硅层;
S7、采用激光在S6所得硅片背面的抛光区域进行第二刻蚀,形成第一半导体开口区。
2.根据权利要求1所述的去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法,其特征在于,50%≤d/D≤97%,和/或,D为50-110nm。
3.根据权利要求1所述的去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法,其特征在于,S5中保留的掩膜层厚度为T,T=D-d,且T与第一掺杂多晶层的厚度的比为1:1.1-100。
4.根据权利要求3所述的去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法,其特征在于,T与第一掺杂多晶层、本征非晶硅层的厚度的比为1:1.1-100:0.08-5。
5.根据权利要求1所述的去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法,其特征在于,S2形成的掩膜层为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的至少一种;
和/或,
S2形成的掩膜层为选自非晶硅、多晶硅中的至少一种与选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的至少一种形成的复合掩膜层,所述复合掩膜层中选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的至少一种的膜层厚度为t,70%≤t/D≤100%。
6.根据权利要求5所述的去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法,其特征在于,50%≤d/t≤100%,t为掩膜层中选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的至少一种的膜层厚度。
7.根据权利要求1所述的去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法,其特征在于,S2中所述掩膜层为氮化硅且厚度为50-90nm;
或者,
S2中所述掩膜层为由依次设置的非晶硅、氮化硅形成的复合掩膜层,所含非晶硅的厚度为3-20nm,所含氮化硅的厚度为50-90nm。
8.根据权利要求1所述的去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法,其特征在于,S5中,所述去除部分掩膜层的方法为溶液腐蚀法,所述溶液腐蚀法的条件包括:采用的腐蚀溶液为含氢氟酸的水溶液,氢氟酸的浓度为2wt%-10wt%,处理温度为20℃-30℃,反应时间为60-500s。
9.根据权利要求1所述的去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法,其特征在于,所述去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法还包括:
S6中,还包括在硅片正面形成正面钝化层和减反层的步骤;
S8、在S7所得硅片背面形成导电膜层;
S9、在S8所得硅片背面的导电膜层上进行第三刻蚀,形成位于第一半导体开口区和第二半导体开口区之间的绝缘槽;
S10、在S9所得硅片背面的第一半导体开口区与第二半导体开口区处分别形成金属电极。
10.根据权利要求1所述的去除部分掩膜层的联合钝化背接触电池的制备方法,其特征在于,S7中所述激光为紫外或绿光激光,脉冲宽度小于100ns;
和/或,
所述第一半导体开口区的宽度为100-300μm,第二半导体开口区的宽度为400-800μm。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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