RU2469439C1 - Method of making solar cell with double-sided sensitivity - Google Patents
Method of making solar cell with double-sided sensitivity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2469439C1 RU2469439C1 RU2011125777/28A RU2011125777A RU2469439C1 RU 2469439 C1 RU2469439 C1 RU 2469439C1 RU 2011125777/28 A RU2011125777/28 A RU 2011125777/28A RU 2011125777 A RU2011125777 A RU 2011125777A RU 2469439 C1 RU2469439 C1 RU 2469439C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phosphorus
- boron
- layer
- doped
- diffusion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области изготовления оптоэлектронных приборов, а именно к способу изготовления солнечных элементов.The invention relates to the field of manufacturing optoelectronic devices, and in particular to a method for manufacturing solar cells.
В настоящее время прилагаются значительные усилия для увеличения эффективности солнечных элементов (СЭ). Значительная часть этих работ направлена на изготовление СЭ с пониженной поверхностной рекомбинацией на тыльной поверхности СЭ. Для этих целей часто используется диффузия бора в тыльную поверхность подложки. Так, известен способ изготовления солнечного элемента с двухсторонней чувствительностью, включающий в себя диффузию бора в обе поверхности подложки, удаление бора с лицевой поверхности подложки, создание текстурированной поверхности на лицевой стороне подложки, преимущественно в щелочных растворах (причем оставшийся высоколегированный бором слой кремния стоек к травлению), проведение диффузии фосфора в лицевую поверхность подложки, нанесение антиотражающего (просветляющего) покрытия и формирование контактов (патентная заявка ЕР 1968123 А2, H01L 31/18, опубл. 10.09.2008).Considerable efforts are currently being made to increase the efficiency of solar cells (SE). A significant part of these works is aimed at fabricating solar cells with reduced surface recombination on the back surface of solar cells. For these purposes, boron diffusion into the back surface of the substrate is often used. Thus, a known method of manufacturing a solar cell with two-sided sensitivity, including the diffusion of boron on both surfaces of the substrate, the removal of boron from the front surface of the substrate, the creation of a textured surface on the front side of the substrate, mainly in alkaline solutions (and the remaining highly doped boron silicon layer is resistant to etching ), the diffusion of phosphorus in the front surface of the substrate, the application of antireflection (antireflective) coatings and the formation of contacts (patent application EP 19681 23 A2, H01L 31/18, publ. 09/10/2008).
В результате проведения указанной последовательности операций формируется СЭ с n+-p-p+ структурой. К числу недостатков этого способа можно отнести следующие факторы.As a result of the indicated sequence of operations, an SC with n + -pp + structure is formed. The disadvantages of this method include the following factors.
1. Полное удаление бора с лицевой стороны подложки вызывает трудности, так как неоднородность травления, так же как и наличие пыли, загрязнений и т.п., могут привести к сохранению хотя бы малых участков поверхности, легированной бором. Эти участки не будут удалены при последующем текстурировании и при последующей диффузии фосфора будут вызывать локальные шунты, что вызовет снижение эффективности СЭ.1. Complete removal of boron from the front side of the substrate causes difficulties, since the etching inhomogeneity, as well as the presence of dust, dirt, etc., can lead to the preservation of at least small sections of the surface doped with boron. These sites will not be removed during subsequent texturing and during subsequent diffusion of phosphorus will cause local shunts, which will cause a decrease in the efficiency of solar cells.
2. Возможность снижения времени жизни неосновных носителей заряда в подложке вследствие недостаточно высоких геттерирующих свойств легированного бором кремния при проведении первой термообработки в процессе диффузии бора в обе поверхности подложки.2. The possibility of reducing the lifetime of minority charge carriers in the substrate due to insufficiently high gettering properties of boron-doped silicon during the first heat treatment in the process of boron diffusion into both surfaces of the substrate.
Недостатки описанного способа исключаются при проведении одновременной диффузии бора и фосфора из нанесенных на противоположные стороны подложки источников. Так, известен способ изготовления солнечного элемента с двухсторонней активностью, включающий в себя нанесение фосфоросодержащей и боросодержащей пленок соответственно на первую и противоположную вторую поверхности кремниевой подложки, одновременную диффузию фосфора и бора из соответствующих пленок в поверхности первой и второй сторон кремниевой подложки соответственно при повышенной температуре, удаление поверхностного слоя, легированного фосфором, при одновременном создании текстурированной поверхности на первой стороне кремниевой подложки, создание легированного фосфором слоя на текстурированной поверхности и формирование контактной системы (патент RU 2139601 С1, H01L 31/18, опубл. 10.10.1999). Этот способ принят в качестве прототипа.The disadvantages of the described method are eliminated when conducting simultaneous diffusion of boron and phosphorus from the sources deposited on opposite sides of the substrate. Thus, there is a known method of manufacturing a solar cell with two-sided activity, which includes depositing phosphorus-containing and boron-containing films respectively on the first and opposite second surfaces of the silicon substrate, simultaneous diffusion of phosphorus and boron from the corresponding films in the surfaces of the first and second sides of the silicon substrate, respectively, at elevated temperature, removal of the surface layer doped with phosphorus, while creating a textured surface on the first side of the cream Ievoj substrate, creating a phosphorus-doped layer on the textured surface and the formation of the contact system (Patent RU 2139601 C1, H01L 31/18, publ. 10.10.1999). This method is adopted as a prototype.
В результате осуществления способа-прототипа получают СЭ со следующими параметрами:As a result of the implementation of the prototype method receive SE with the following parameters:
напряжение холостого хода Voc=628 мВ;open circuit voltage V oc = 628 mV;
ток короткого замыкания Isc=36,1 мА/см2;short circuit current I sc = 36.1 mA / cm 2 ;
КПД=16,6%; коэффициент двухсторонности 63%.Efficiency = 16.6%; the coefficient of bilaterality is 63%.
В прототипе используется специфическое свойство высоколегированного бором слоя кремния, а именно химическая стойкость этого слоя к щелочным растворам, в том числе и к текстурирующему раствору, содержащему, как правило, 2-3% раствор NaOH или КОН. При проведении текстурирования травится только открытая и покрытая фосфором сторона подложки, а легированные бором участки не травятся.The prototype uses a specific property of a silicon layer highly doped with boron, namely the chemical resistance of this layer to alkaline solutions, including a texturing solution, which contains, as a rule, a 2-3% NaOH or KOH solution. When texturing is carried out, only the exposed and phosphorus-coated side of the substrate is etched, while boron-doped sections are not etched.
К недостаткам известного способа можно отнести наличие на краевой части СЭ мертвой шунтирующей области, образованной за счет перекрытия n+ и p+-слоев. Эта область образуется при попадании боросодержащей и фосфоросодержащей пленок на противоположные стороны при флуктуациях в процессе нанесения пленок. Кроме этого, взаимный перенос легирующих примесей может происходить и при самом процессе одновременной диффузии вследствие высокого давления паров лигатуры.The disadvantages of this method include the presence on the edge of the SC of a dead shunt region formed by overlapping n + and p + layers. This region is formed when boron-containing and phosphorus-containing films get on opposite sides during fluctuations in the process of film deposition. In addition, the mutual transfer of alloying impurities can occur during the process of simultaneous diffusion due to the high vapor pressure of the ligature.
При диффузии бора в поверхность, легированную фосфором, образуются участки противоположного типа проводимости, которые препятствуют последующему текстурированию этой поверхности. В результате образуются участки, шунтирующие p-n переход, а площадь рабочей поверхности уменьшается.During the diffusion of boron into the surface doped with phosphorus, sections of the opposite type of conductivity are formed, which impede the subsequent texturing of this surface. As a result, sections are formed that shunt the pn junction, and the area of the working surface decreases.
Изолирование шунтирующих участков предполагает проведение дополнительной операции, например лазерного скрайбирования, что уменьшает рабочую площадь СЭ.Isolation of shunt sites involves an additional operation, such as laser scribing, which reduces the working area of solar cells.
Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и повышение эффективности СЭ за счет устранения эффекта перекрытия n+ и p+-слоев.The aim of the invention is to eliminate these disadvantages and increase the efficiency of solar cells by eliminating the effect of overlapping n + and p + layers.
Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления солнечного элемента с двухсторонней чувствительностью, включающем в себя нанесение фосфоросодержащей и боросодержащей пленок соответственно на первую и противоположную вторую поверхности кремниевой подложки, одновременную диффузию фосфора и бора из соответствующих пленок в поверхности первой и второй сторон кремниевой подложки соответственно при повышенной температуре, удаление поверхностного слоя, легированного фосфором, при одновременном создании текстурированной поверхности на первой стороне кремниевой подложки, создание легированного фосфором слоя на текстурированной поверхности и формирование контактной системы, согласно настоящему изобретению содержание фосфора в фосфоросодержащей пленке выбирают таким, чтобы концентрация фосфора на всех участках поверхности, покрытой фосфоросодержащей пленкой, превышала после указанной диффузии концентрацию бора на этих участках.This goal is achieved by the fact that in the method of manufacturing a solar cell with two-sided sensitivity, which includes applying phosphorus-containing and boron-containing films, respectively, on the first and opposite second surfaces of the silicon substrate, the simultaneous diffusion of phosphorus and boron from the corresponding films in the surface of the first and second sides of the silicon substrate, respectively at elevated temperature, removing the surface layer doped with phosphorus, while creating a textured surface surface on the first side of the silicon substrate, the creation of a phosphorus-doped layer on a textured surface and the formation of a contact system according to the present invention, the phosphorus content in the phosphorus-containing film is chosen so that the concentration of phosphorus in all parts of the surface coated with the phosphorus-containing film exceeds the concentration of boron after these diffusion plots.
В результате этого вся поверхность, покрытая фосфоросодержащей пленкой, приобретает проводимость N-типа и может быть удалена при последующем травлении. При этих условиях граница раздела между n+ и p+-слоями может быть перенесена на вторую (тыльную) сторону подложки, что увеличивает рабочую поверхность СЭ.As a result, the entire surface coated with a phosphorus-containing film acquires N-type conductivity and can be removed during subsequent etching. Under these conditions, the interface between the n + and p + layers can be transferred to the second (back) side of the substrate, which increases the working surface of the solar cells.
В настоящем описании условие, при котором концентрация фосфора на всех участках поверхности, покрытой фосфоросодержащей пленкой, превышает после одновременной диффузии концентрацию бора на этих участках, называется перекомпенсацией бора фосфором. В физике полупроводников широко используется термин "компенсация", обозначающий эффект нейтрализации одного типа примеси другой. Например, при одновременном присутствии в кремнии донорной примеси фосфора Nd и акцепторной бора Na тип материала будет определяться большим значением, а проводимость - разностью концентраций. При равенстве концентраций наступает полная компенсация, то есть проводимость кремния становится минимальной. Термин "компенсация" не имеет оттенка подавляющего преобладания одного типа примеси над другим, а просто обозначает присутствие двух видов примеси в одном объеме. Для настоящего изобретения необходимо, чтобы даже в случае неконтролируемой диффузии бора в первую (лицевую) сторону кремниевой подложки концентрация фосфора во всех участках этой стороны превышала концентрацию бора, т.е. чтобы выполнялось условие Nd>>Na и все участки первой стороны имели проводимость N-типа. Представляется, что термин "перекомпенсация бора фосфором" (или просто перекомпенсация) более адекватно соответствует сути рассмотренного условия, чем термин "компенсация".In the present description, the condition under which the concentration of phosphorus in all parts of the surface coated with a phosphorus-containing film exceeds, after simultaneous diffusion, the concentration of boron in these areas is called boron overcompensation by phosphorus. In the physics of semiconductors, the term "compensation" is widely used, denoting the effect of neutralizing one type of impurity of another. For example, with the simultaneous presence in the donor impurity of phosphorus Nd and silicon boron Na, the type of material will be determined by a large value, and the conductivity by the difference in concentrations. When the concentrations are equal, complete compensation occurs, that is, the conductivity of silicon becomes minimal. The term "compensation" does not have the overwhelming prevalence of one type of impurity over another, but simply means the presence of two types of impurities in one volume. For the present invention, it is necessary that even in the case of uncontrolled diffusion of boron in the first (front) side of the silicon substrate, the phosphorus concentration in all parts of this side exceed the boron concentration, i.e. so that the condition Nd >> Na is satisfied and all sections of the first side have N-type conductivity. It seems that the term “boron overcompensation with phosphorus” (or simply overcompensation) more adequately corresponds to the essence of the considered condition than the term “compensation”.
Перекомпенсация бора фосфором в высоколегированном бором слое кремния имеет четко выраженное проявление - это слой утрачивает стойкость к травлению в щелочных растворах и может быть визуализирован при текстурировании.Overcompensation of boron by phosphorus in a highly doped boron silicon layer has a distinct manifestation - this layer loses its resistance to etching in alkaline solutions and can be visualized by texturing.
Как будет показано далее, перекомпенсация может достигаться при слоевых сопротивлениях фосфорного слоя менее 30 Ом, поэтому согласно настоящему изобретению содержание фосфора в фосфоросодержащей пленке выбирают таким, чтобы слоевое сопротивление легированного фосфором слоя кремния на первой стороне кремниевой подложки после указанной одновременной диффузии не превышало 30 Ом.As will be shown below, overcompensation can be achieved when the layer resistance of the phosphorus layer is less than 30 Ohms, therefore, according to the present invention, the phosphorus content in the phosphorus-containing film is chosen so that the layer resistance of the phosphorus-doped silicon layer on the first side of the silicon substrate after the indicated simultaneous diffusion does not exceed 30 Ohms.
Положительный результат в части устранения эффекта перекрытия n+ и p+-слоев может быть усилен, если организовать процесс таким образом, чтобы между n+ и p+-слоями в процессе одновременной диффузии сформировался участок подложки без диффузии какой-либо легирующей примеси, в результате чего шунтирующее сопротивление СЭ резко увеличивается.A positive result in terms of eliminating the effect of overlapping n + and p + layers can be enhanced if the process is organized in such a way that a substrate section is formed between the n + and p + layers during simultaneous diffusion without diffusion of any dopant, as a result whereby the shunt resistance of the SC sharply increases.
В соответствии с этим в настоящем изобретении после нанесения боросодержащей пленки и перед указанной одновременной диффузией осуществляют удаление боросодержащей пленки с периферийной части второй стороны кремниевой подложки. Такое удаление боросодержащей пленки можно проводить путем нанесения на первую сторону кремниевой подложки методом центрифугирования вспомогательного раствора, вязкость которого и скорость вращения при центрифугировании выбирают такими, чтобы вспомогательный раствор смачивал боросодержащую пленку на торцевой поверхности и периферийной части второй стороны кремниевой подложки, а состав вспомогательного раствора выбирают таким, чтобы он разрушал боросодержащую пленку или, по крайней мере, удалял бор из этой пленки и/или растворял его.Accordingly, in the present invention, after applying a boron-containing film and before said simultaneous diffusion, the boron-containing film is removed from the peripheral part of the second side of the silicon substrate. Such removal of a boron-containing film can be carried out by applying an auxiliary solution by centrifugation on the first side of the silicon substrate, whose viscosity and rotational speed during centrifugation are chosen so that the auxiliary solution moistens the boron-containing film on the end surface and the peripheral part of the second side of the silicon substrate, and the composition of the auxiliary solution is selected such that it destroys the boron-containing film or, at least, removes boron from this film and / or dissolves it about.
В качестве вспомогательного раствора можно использовать раствор, содержащий плавиковую кислоту.As an auxiliary solution, a solution containing hydrofluoric acid can be used.
Возможны и другие методы удаления боросодержащей пленки, например путем плазмохимического травления.Other methods for removing a boron-containing film are possible, for example, by plasma-chemical etching.
В результате указанного удаления боросодержащей пленки между нанесенными на разные поверхности пленками образуется разрыв контролируемой величины и соответственно устраняется негативный эффект перекрытия пленок. За счет этого увеличивается полезная площадь СЭ, так как разрыв между переходами полностью находится на поверхности второй (тыльной) стороны.As a result of the indicated removal of a boron-containing film between films deposited on different surfaces, a rupture of a controlled value is formed and, accordingly, the negative effect of overlapping films is eliminated. Due to this, the effective area of solar cells increases, since the gap between the transitions is completely on the surface of the second (back) side.
Кроме того, согласно настоящему изобретению перед созданием текстурированной поверхности на поверхность, легированную бором, может быть нанесен антиотражающий слой, служащий маской от диффузии фосфора, стойкий к действию щелочного раствора текстурирования и по крайней мере после создания легированного фосфором слоя на текстурированной поверхности стойкий к растворам, содержащим HF.In addition, according to the present invention, before creating a textured surface on the surface doped with boron, an antireflection layer can be applied, which serves as a mask against phosphorus diffusion, is resistant to the action of an alkaline texturing solution, and at least after creating a phosphorus doped layer on the textured surface, it is resistant to solutions, containing HF.
Антиотражающий слой надежно защищает легированную бором поверхность от действия текстурирующего раствора, улучшая тем самым свойства изотипного борного перехода. Антиотражающий слой будет защищать поверхность и образованный за счет вспомогательного раствора разрыв от проникновения фосфора при последующем формировании n+-слоя.The antireflection layer reliably protects the surface doped with boron from the action of a texturing solution, thereby improving the properties of the isotype boron transition. The antireflection layer will protect the surface and the gap formed due to the auxiliary solution from penetration of phosphorus during the subsequent formation of the n + layer.
Кроме того, согласно настоящему изобретению после создания текстурированной поверхности на поверхность, легированную бором, может быть нанесен антиотражающий слой, служащий маской от диффузии фосфора и по крайней мере после создания легированного фосфором слоя на текстурированной поверхности стойкий к растворам, содержащим HF.In addition, according to the present invention, after creating a textured surface, an antireflection layer can be applied to the surface doped with boron, which serves as a mask against phosphorus diffusion and, at least after creating a phosphorus doped layer on the textured surface, is resistant to solutions containing HF.
При травлении (в процессе текстурирования) на периферии второй (тыльной) стороны подложки образуется текстурированное кольцо, полностью исключающее возможность перекрытия диффузионных слоев на первой (лицевой) и второй (тыльной) сторонах подложки. Шунтирующее сопротивление СЭ резко возрастает.During etching (during texturing), a textured ring is formed on the periphery of the second (back) side of the substrate, which completely eliminates the possibility of overlapping diffusion layers on the first (front) and second (back) sides of the substrate. The shunt resistance of the SC increases sharply.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена схема первого варианта выполнения способа по настоящему изобретению (используются признаки пунктов 3 и 6 формулы изобретения).Figure 1 presents a diagram of a first embodiment of the method of the present invention (the features of
На фиг.2 - схема второго варианта выполнения способа по настоящему изобретению (используются признаки пунктов 3 и 7 формулы изобретения).Figure 2 is a diagram of a second embodiment of the method of the present invention (the features of
На чертежах используются следующие цифровые обозначения:The following numerals are used in the drawings:
1 - кремниевая подложка;1 - silicon substrate;
2 - боросодержащая пленка;2 - boron-containing film;
3 - фосфоросодержащая пленка;3 - phosphorus-containing film;
4 - слой, легированный фосфором при одновременной диффузии бора и фосфора;4 - a layer doped with phosphorus while diffusing boron and phosphorus;
5 - слой, легированный бором при одновременной диффузии бора и фосфора;5 - a layer doped with boron with simultaneous diffusion of boron and phosphorus;
6 - антиотражающий слой второй стороны кремниевой подложки;6 - antireflection layer of the second side of the silicon substrate;
7 - легированный фосфором слой на текстурированной поверхности (при создании рабочего перехода);7 - layer doped with phosphorus on a textured surface (when creating a working transition);
8 - антиотражающий слой первой стороны кремниевой подложки;8 - antireflection layer of the first side of the silicon substrate;
9 - контактная система.9 - contact system.
Нанесение фосфоросодержащей 3 и боросодержащей 2 пленок на соответствующие стороны кремниевой подложки 1, а также удаление боросодержащей пленки 2 с периферийной части второй стороны кремниевой подложки 1 проводят путем подачи соответствующих растворов методом центрифугирования на соответствующие стороны подложки 1. В качестве вспомогательного раствора (при удалении боросодержащей пленки 2) можно использовать как активные вещества, такие как раствор, содержащий плавиковую кислоту (например, с концентрацией HF 0,5 вес.%), которые физически разрушают периферическую часть боросодержащей пленки, так и пассивные жидкости, такие как вода или спиртоводные смеси, например 20% раствор изопропилового спирта, которые просто вымывают лигатуру (бор). Одновременную диффузию фосфора и бора проводят путем термообработки подложки 1 при температуре 1000°С в атмосфере азота. Удаление окисных слоев после одновременной диффузии фосфора и бора осуществляют плавиковой кислотой. Удаление поверхностного слоя 4, легированного фосфором, и одновременное создание текстурированной поверхности на первой стороне подложки 1 проводят с помощью текстурирующего раствора, более подробно описанного ниже в примере 1.The application of phosphorus-containing 3 and boron-containing 2 films on the corresponding sides of the
В качестве антиотражающих (просветляющих) слоев 6, 8 используются тонкие (50-80 нм) слоевые покрытия оптически прозрачного материала с коэффициентом преломления 2,0-2,3. Как правило, это окислы металлов, например нитрид кремния Si3N4, не только улучшающий оптику, но и улучшающий поверхностные свойства кремния. Эти слои создаются различными известными методами:Thin (50-80 nm) layer coatings of an optically transparent material with a refractive index of 2.0-2.3 are used as antireflection (antireflection) layers 6, 8. As a rule, these are metal oxides, for example, silicon nitride Si 3 N 4 , which not only improves optics, but also improves the surface properties of silicon. These layers are created by various known methods:
- химическим разложением паров (chemical vapor deposition);- chemical vapor decomposition (chemical vapor deposition);
химическим разложением паров, усиленным плазмой (plasma enchansed chemical vapor deposition) - при этом методе пленка антиотражающего слоя нитрида кремния создается при плазменном разряде при температуре 400°С и давлении 130 Па разложением смеси силана SiH4 и аммиака NH3;plasma-enhanced chemical vapor deposition (plasma enchansed chemical vapor deposition) - in this method, a film of an antireflective layer of silicon nitride is created during a plasma discharge at a temperature of 400 ° C and a pressure of 130 Pa by decomposition of a mixture of silane SiH 4 and ammonia NH 3 ;
- нанесением из растворных композиций - пленка создается из нанесенной центрифугированием композиции, содержащей какое-либо соединение металла, растворимое в спирте, например, для двуокиси титана используется тетраэтоксититан Ti(C2H5O)4;- by applying from solution compositions - the film is created from a centrifuged composition containing any metal compound soluble in alcohol, for example, tetraethoxy titanium Ti (C 2 H 5 O) 4 is used for titanium dioxide;
- вакуумным напылением и др.- vacuum spraying, etc.
Создание легированного фосфором слоя 7 на текстурированной поверхности проводят посредством диффузии, например газовой диффузии, когда примесь подают в виде паров POCl3 непосредственно в кварцевую трубу при высокой температуре, или диффузии из нанесенного источника путем предварительного нанесения на подложку источника диффузанта (например, центрифугированием) и последующей термообработки.The phosphorus-doped
Остальные особенности и приемы осуществления способа по настоящему изобретению раскрыты в нижеприведенных примерах.Other features and methods of implementing the method of the present invention are disclosed in the examples below.
Пример 1Example 1
Для определения границы концентрации фосфора для полной перекомпенсации бора использовались подложки монокристаллического кремния p-типа проводимости с удельным сопротивлением 1 Ом·см ориентацией (100). После удаления нарушенного после резки слоя путем травления в растворе гидроокиси натрия с концентрацией 25% подложки отмывались в перекисно-аммиачном растворе. На одну сторону подложки методом центрифугирования при скорости 2000 об/мин наносилась пленка двуокиси кремния, содержащая 50 вес.% окиси бора. На вторую сторону подложки методом центрифугирования при скорости 2000 об/мин наносилась пленка двуокиси кремния, содержащая пятиокись фосфора в пределах от 10 до 30 вес.%.To determine the phosphorus concentration boundary for complete overcompensation of boron, we used p-type monocrystalline silicon substrates with a resistivity of 1 Ohm cm (100) orientation. After removing the layer damaged after cutting by etching in a solution of sodium hydroxide with a concentration of 25%, the substrates were washed in a peroxide-ammonia solution. On one side of the substrate by centrifugation at a speed of 2000 rpm was applied a film of silicon dioxide containing 50 wt.% Boron oxide. On the second side of the substrate by centrifugation at a speed of 2000 rpm was applied a film of silicon dioxide containing phosphorus pentoxide in the range from 10 to 30 wt.%.
После удаления окисных слоев и текстурирования в растворе, содержащем 2% гидроокиси натрия и 4% изопропилового спирта при температуре 80°С в течение 12 минут, визуализировалась граница кремния, легированного бором, то есть граница текстурированного кольца на периферии борной поверхности. Результаты представлены в таблице 1 (Rs - слоевое сопротивление).After removal of the oxide layers and texturing in a solution containing 2% sodium hydroxide and 4% isopropyl alcohol at a temperature of 80 ° C for 12 minutes, the border of silicon doped with boron, i.e., the border of a textured ring at the periphery of the boron surface, was visualized. The results are presented in table 1 (R s - layer resistance).
Отрицательное значение ширины кольца свидетельствует о перекомпенсации фосфора бором на фосфорной стороне. Таким образом, перенос границы раздела борного и фосфорного слоев на тыльную сторону подложки действительно требует слоевых сопротивлений по фосфору не более 30 Ом.A negative value of the width of the ring indicates an overcompensation of phosphorus by boron on the phosphorus side. Thus, the transfer of the interface between the boron and phosphorus layers on the back side of the substrate really requires phosphorus layer resistance of not more than 30 Ohms.
Пример 2Example 2
Для проверки усиления свойств разделения фосфорной и борной областей использовались аналогичные кремниевые подложки. На тыльную сторону подложки методом центрифугирования при скорости 2000 об/мин наносилась пленка двуокиси кремния, содержащая 50 вес.% окиси бора. На обратную сторону подложки методом центрифугирования при скорости 800 об/мин наносился раствор, содержащий равное количество воды и изопропилового спирта. При этом на противоположной стороне подложки по ее периметру удалялся слой боросиликатного стекла шириной около 0,6 мм.To check the enhancement of the separation properties of the phosphorus and boron regions, similar silicon substrates were used. A silicon dioxide film containing 50 wt% boron oxide was deposited on the back side of the substrate by centrifugation at a speed of 2000 rpm. A solution containing an equal amount of water and isopropyl alcohol was applied to the back of the substrate by centrifugation at a speed of 800 rpm. In this case, on the opposite side of the substrate, a layer of borosilicate glass about 0.6 mm wide was removed along its perimeter.
Затем на эту же сторону подложки методом центрифугирования при скорости 2000 об/мин наносилась пленка двуокиси кремния, содержащая 20 вес.% пятиокиси фосфора. На тыльной поверхности образовался разрыв между пленками боросиликатного и фосфоросиликатного стекла. Одновременная диффузия фосфора и бора проводилась в атмосфере азота при температуре 1000°С в течение 20 минут. Образовавшийся p+-слой имел слоевое сопротивление 25 Ом и глубину около 1 мкм.Then, a silicon dioxide film containing 20 wt.% Phosphorus pentoxide was deposited on the same side of the substrate by centrifugation at a speed of 2000 rpm. A gap was formed on the back surface between the films of borosilicate and phosphorosilicate glass. Simultaneous diffusion of phosphorus and boron was carried out in a nitrogen atmosphere at a temperature of 1000 ° C for 20 minutes. The resulting p + layer had a layer resistance of 25 Ω and a depth of about 1 μm.
По завершении одновременной диффузии удалялись образовавшиеся окисные слои в 10% растворе плавиковой кислоты. Затем в растворе, содержащем 2% гидроокиси натрия и 4% изопропилового спирта при температуре 80°С в течение 12 минут, осуществлялось удаление n+-слоя и текстурирование лицевой поверхности СЭ. На периферии тыльной стороны образовался характерный текстурированный ободок. На поверхность, легированную бором, наносился антиотражающий слой нитрида кремния.Upon completion of simultaneous diffusion, the formed oxide layers in a 10% hydrofluoric acid solution were removed. Then, in a solution containing 2% sodium hydroxide and 4% isopropyl alcohol at a temperature of 80 ° C for 12 minutes, the n + layer was removed and the front surface of the SC was textured. On the periphery of the back side a characteristic textured rim was formed. An antireflective layer of silicon nitride was deposited on the surface doped with boron.
Вторая диффузия фосфора (для создания легированного фосфором слоя на текстурированной поверхности) проводилась из нанесенной пленки фосфоросиликатного стекла, содержащего 50% P2O5, при температуре 850°С в течение 20 минут. Слоевое сопротивление было 50 Ом, глубина около 0,35 мкм.The second diffusion of phosphorus (to create a phosphorus-doped layer on a textured surface) was carried out from a deposited film of phosphorosilicate glass containing 50% P 2 O 5 at a temperature of 850 ° C for 20 minutes. Layer resistance was 50 ohms, depth about 0.35 microns.
В 10% растворе плавиковой кислоты удалялся слой фосфоросиликатного стекла, при этом пленка нитрида кремния после термообработки была стойкой к действию раствора. На лицевую поверхность наносился антиотражающий слой нитрида кремния.In a 10% solution of hydrofluoric acid, a layer of phosphorosilicate glass was removed, and the film of silicon nitride after heat treatment was resistant to the action of the solution. An antireflective layer of silicon nitride was applied to the front surface.
На обе стороны подложки методом трафаретной печати был нанесен контактный рисунок (формирование контактной системы). После вжигания (термообработки напечатанных трафаретным способом серебряных контактов) были измерены параметры полученных СЭ, представленные в таблице 2 (Rsh - шунтирующее сопротивление).A contact pattern was applied on both sides of the substrate by screen printing (forming a contact system). After firing (heat treatment of screen printed silver contacts), the parameters of the obtained SCs were measured, presented in Table 2 (R sh - shunt resistance).
После этого было проведено лазерное скрайбирование (стандартная операция для удаления краевых шунтов) и повторно измерены параметры СЭ, представленные в таблице 3.After that, laser scribing was performed (a standard operation for removing edge shunts) and the SE parameters presented in Table 3 were re-measured.
Приведенные результаты демонстрируют несомненные преимущества способа по настоящему изобретению.The above results demonstrate the undoubted advantages of the method of the present invention.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011125777/28A RU2469439C1 (en) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | Method of making solar cell with double-sided sensitivity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011125777/28A RU2469439C1 (en) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | Method of making solar cell with double-sided sensitivity |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2469439C1 true RU2469439C1 (en) | 2012-12-10 |
Family
ID=49255893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011125777/28A RU2469439C1 (en) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | Method of making solar cell with double-sided sensitivity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2469439C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2545352C1 (en) * | 2013-12-17 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Photoconverter element |
| RU2586267C2 (en) * | 2014-07-04 | 2016-06-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Configuring active n-area of solar elements |
| RU2601732C2 (en) * | 2015-02-11 | 2016-11-10 | Федеральное агентство научных организаций Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИЭСХ) | Two-sided silicon solar cell and method of making same |
| CN111837217A (en) * | 2018-01-08 | 2020-10-27 | 索拉昂德有限公司 | Double-sided photovoltaic cell and method of making same |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2139601C1 (en) * | 1998-12-04 | 1999-10-10 | ООО Научно-производственная фирма "Кварк" | METHOD FOR MANUFACTURING n+-p-p+ STRUCTURE SOLAR CELL |
| RU2210142C1 (en) * | 2002-04-17 | 2003-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр завода "Красное знамя" | Solar cell manufacturing process |
| WO2008010782A1 (en) * | 2006-07-21 | 2008-01-24 | Vadim Volodimirovich Naumov | The method of production of the photoelectric converter |
| EP1968123A2 (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-10 | Centrotherm Photovoltaics Technology GmbH | Method for manufacturing silicon solar cells |
| RU92243U1 (en) * | 2009-11-30 | 2010-03-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии" | SEMICONDUCTOR PHOTO CONVERTER (OPTIONS) |
| RU2410794C2 (en) * | 2009-04-01 | 2011-01-27 | Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) | Semiconductor photoconverter and method of making said photoconverter |
| WO2011025371A1 (en) * | 2009-08-25 | 2011-03-03 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Solar cell and method for manufacturing such a solar cell |
-
2011
- 2011-06-23 RU RU2011125777/28A patent/RU2469439C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2139601C1 (en) * | 1998-12-04 | 1999-10-10 | ООО Научно-производственная фирма "Кварк" | METHOD FOR MANUFACTURING n+-p-p+ STRUCTURE SOLAR CELL |
| RU2210142C1 (en) * | 2002-04-17 | 2003-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр завода "Красное знамя" | Solar cell manufacturing process |
| WO2008010782A1 (en) * | 2006-07-21 | 2008-01-24 | Vadim Volodimirovich Naumov | The method of production of the photoelectric converter |
| EP1968123A2 (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-10 | Centrotherm Photovoltaics Technology GmbH | Method for manufacturing silicon solar cells |
| RU2410794C2 (en) * | 2009-04-01 | 2011-01-27 | Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) | Semiconductor photoconverter and method of making said photoconverter |
| WO2011025371A1 (en) * | 2009-08-25 | 2011-03-03 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Solar cell and method for manufacturing such a solar cell |
| RU92243U1 (en) * | 2009-11-30 | 2010-03-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии" | SEMICONDUCTOR PHOTO CONVERTER (OPTIONS) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2545352C1 (en) * | 2013-12-17 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Photoconverter element |
| RU2586267C2 (en) * | 2014-07-04 | 2016-06-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Configuring active n-area of solar elements |
| RU2601732C2 (en) * | 2015-02-11 | 2016-11-10 | Федеральное агентство научных организаций Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИЭСХ) | Two-sided silicon solar cell and method of making same |
| CN111837217A (en) * | 2018-01-08 | 2020-10-27 | 索拉昂德有限公司 | Double-sided photovoltaic cell and method of making same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL2003390C2 (en) | Solar cell and method for manufacturing such a solar cell. | |
| US20100190286A1 (en) | Method for manufacturing solar cell | |
| WO2013161127A1 (en) | Solar cell, solar cell manufacturing method, and solar cell module | |
| JP5414298B2 (en) | Manufacturing method of solar cell | |
| US9871156B2 (en) | Solar cell and method of manufacturing the same | |
| RU2469439C1 (en) | Method of making solar cell with double-sided sensitivity | |
| CN104300032A (en) | Single crystal silicon solar ion implantation technology | |
| JP2013161847A (en) | Solar cell | |
| KR20150105369A (en) | Method of providing a boron doped region in a substrate and a solar cell using such a substrate | |
| JP2007220707A (en) | Method of manufacturing solar cell | |
| JP5830143B1 (en) | Method for manufacturing solar battery cell | |
| US20130220414A1 (en) | Back electrode type solar cell | |
| JP2014199875A (en) | Solar battery, method of manufacturing the same, and solar battery module | |
| TWI650872B (en) | Solar cell and its manufacturing method, solar cell module and solar cell power generation system | |
| CN113314627A (en) | PERC solar cell and preparation method thereof | |
| KR102102823B1 (en) | Method of forming selective emitter using surface structure and solar cell comprising selective emitter using surface structure | |
| CN116387370A (en) | P-type back contact battery structure, manufacturing method and solar battery | |
| JP7182052B2 (en) | Solar cell manufacturing method | |
| JP2013115057A (en) | Method for manufacturing crystalline silicon solar cell | |
| KR20050098472A (en) | Solar cell and fabrication method thereof | |
| US9559236B2 (en) | Solar cell fabricated by simplified deposition process | |
| US11984522B2 (en) | High-efficiency backside contact solar cell and method for manufacturing thereof | |
| NL2021449B1 (en) | A method of manufacturing a passivated solar cell and resulting passivated solar cell | |
| CN106997914A (en) | The manufacture method of double-side type solar battery structure | |
| KR20040032004A (en) | Method for fabricating solar cell using spray |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130624 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20140727 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20150902 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160624 |