本發(fā)明涉及全背電極太陽電池領(lǐng)域，特別是涉及全背電極太陽電池背面離子注入掩模版及電池背面圖形實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

離子注入作為一種穩(wěn)定可靠的摻雜方式，已被半導(dǎo)體行業(yè)青睞多年，隨著光伏行業(yè)離子注入設(shè)備的發(fā)展，應(yīng)用離子注入的方法來制備ibc電池的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)出來。目前常用的離子注入通常為全面注入，圖形化的形成仍然依靠外加掩膜層，比如厚的氧化硅或氮化硅介質(zhì)膜或者光刻膠來阻擋部分區(qū)域的注入離子進入硅片內(nèi)部；外加掩膜層增加了圖形化的工藝過程，使流程復(fù)雜。通過設(shè)置于離子注入機器內(nèi)的掩模版，可以直接在硅片上形成p、n區(qū)域圖形，定域的選擇性離子注入摻雜，使得在電池背面形成圖形的工藝方法簡單可靠，便于電池的大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了全背電極太陽電池背面離子注入掩模版及電池背面圖形實現(xiàn)方法，通過設(shè)計與電池背面對應(yīng)的掩膜版尺寸，使的電池的p區(qū)和n區(qū)可以通過一組相互配合的掩膜版實現(xiàn)分別注入，在電池背面簡便地形成帶gap區(qū)域的摻雜圖形，簡化了電池背面圖形化的工藝流程，有效解決p、n接觸區(qū)漏電的問題，有利于工藝穩(wěn)定控制，同時節(jié)約耗材，利于大規(guī)模生產(chǎn)。

本發(fā)明所述的全背電極太陽電池背面離子注入掩模版,其采用的技術(shù)方案為：包括相互配合的emitter掩模版和bsf掩模版,所述emitter掩模版上設(shè)有emitter開口,所述bsf掩模版設(shè)有與emitter開口配合的bsf開口。

所述emitter開口和所述bsf開口為摻雜類型注入口，通過emitter掩模版在電池背面需要形成p型摻雜區(qū)域的地方進行硼注入，形成與emitter開口圖形一致p型摻雜區(qū)圖形，通過與所述emitter掩模版配套使用的bsf掩模版在電池背面需要形成n型摻雜區(qū)域的地方進行磷注入，形成與bsf開口圖形一致的n型摻雜區(qū)圖形。

進一步改進，所述emitter掩模版上等距設(shè)有若干列寬長條狀結(jié)構(gòu)的emitter開口，每列emitter開口數(shù)量為一個，每兩列相鄰的所述emitter開口中間間隔距離大于或等于0.5mm，所述bsf掩模版上等距設(shè)有細長條狀結(jié)構(gòu)的bsf開口，所述bsf開口寬度小于兩個相鄰emitter開口中間的間隔距離。

當emitter掩模版上相鄰的兩個emitter開口中間的間隔距離大于或等于0.5mm時，該寬度距離可以對寬長條狀結(jié)構(gòu)的emitter開口形成足夠的支撐，因此每列設(shè)有一個寬長條狀的emitter開口。

進一步改進，所述的emitter掩模版上等距設(shè)有若干列emitter開口，每列所述emitter開口為若干個，其為長塊狀結(jié)構(gòu)，每列上下兩個相鄰的emitter開口中間的間隔距離為0.1mm-0.3mm，每相鄰兩列emitter開口中間的間隔距離小于0.5mm，所述bsf掩模版上等距設(shè)有若干細長條狀結(jié)構(gòu)的所述bsf開口，所述bsf開口寬度小于兩個相鄰emitter開口中間的間隔距離。

當emitter掩模版上相鄰的兩列emitter開口中間的間隔距離小于0.5mm時，該寬度距離不足以對寬長條狀結(jié)構(gòu)的emitter開口形成足夠的支撐，容易導(dǎo)致emitter掩模版變形，因此，將每列一個的寬長條狀結(jié)構(gòu)的emitter開口改為每列若干個長塊狀結(jié)構(gòu)的emitter開口，同一列的若干塊長塊狀結(jié)構(gòu)的emitter開口上下之間等距設(shè)置，這樣可以避免emitter掩模版變形，延長emitter掩模版的使用壽命，保證其精確度；通過若干列長塊狀結(jié)構(gòu)開口的emitter掩模版和細長條狀結(jié)構(gòu)開口的bsf掩模版在電池背面形成交替排列的p型摻雜區(qū)和n型摻雜區(qū)，二者之間通過不摻雜的gap區(qū)域隔離開來，有效解決p、n接觸區(qū)處的漏電問題。

進一步改進，所述emitter掩模版為全面開口掩模版或局部開口掩模版，所述bsf掩模版為與所述emitter掩模版相對應(yīng)的局部開口掩模版或全面開口掩模版。

進一步改進，所述emitter掩模版為全面開口掩模版，其為方框型結(jié)構(gòu)，所述bsf掩模版為局部開口掩模版，所述bsf掩模版上等距均勻設(shè)有若干點狀圓形結(jié)構(gòu)或點狀方形結(jié)構(gòu)的所述bsf開口。

采用該組掩模版在電池背面形成的圖形，p型摻雜區(qū)為整片注入在電池背面，p型摻雜區(qū)上局部注入點狀圓形結(jié)構(gòu)或點狀方形結(jié)構(gòu)的n型摻雜區(qū)。

進一步改進，所述bsf掩模版為全面開口掩模版，其為方框型結(jié)構(gòu)，所述emitter掩模版為局部開口掩模版，所述emitter掩模版上等距均勻設(shè)有若干短塊狀方形結(jié)構(gòu)的emitter開口。

采用該組掩模版在電池背面形成的圖形，n型摻雜區(qū)為整片注入在電池背面，n型摻雜區(qū)上局部注入點塊狀方形結(jié)構(gòu)的p型摻雜區(qū)。

采用本發(fā)明所述的掩模版在全背電極太陽電池背面圖形實現(xiàn)方法，其步驟為：

（1）選擇襯底：選擇進行過前處理工序的單晶硅片襯底；

（2）離子注入：通過離子注入法，采用所述全背電極太陽電池背面離子注入掩模版，根據(jù)所述emitter掩模版和所述bsf掩模版的開口的形狀，在所述單晶硅片襯底背面分別注入與所述emitter掩模版及所述bsf掩模版對應(yīng)的摻雜類型，形成p型摻雜區(qū)域和n型摻雜區(qū)域；

（3）對步驟（2）得到的單晶硅片襯底進行退火處理，在單晶硅片襯底背面形成一組與所述emitter掩模版和所述bsf掩模版開口形狀一致的圖形。

進一步改進，當步驟（2）采用的emitter掩模版和bsf掩模版均為局部開口的掩模版時，其摻雜類型的離子注入順序不受限制。

進一步改進，當步驟（2）采用emitter掩模版和bsf掩模版，其中一塊掩模版為全面開口掩模版，另一塊為局部開口掩模版時，先選擇全面開口的掩模版進行對應(yīng)摻雜類型的離子注入，再選擇局部開口的掩模版進行對應(yīng)摻雜類型的離子注入。

進一步，當其中一塊掩模版為全面開口掩模版時，通過本發(fā)明所述的掩模版在全背電極太陽電池背面圖形實現(xiàn)方法，其步驟還可以為：

（1）選擇襯底：選擇進行過前處理工序的單晶硅片襯底；

（2）離子注入：通過離子注入法，先采用全面開口掩模版，在所述單晶硅片襯底的背面全面注入與所述全面開口掩膜版對應(yīng)的摻雜類型，在完成第一次離子注入工序后的單晶硅片襯底背面沉積氧化硅或氮化硅，然后去除上述單晶硅片襯底背面需要進行局部掩模版注入部分的氧化硅或氮化硅，并將該處的所述單晶硅片襯底進行刻蝕并形成刻蝕深度為2-5um的二次注入孔，再去除所述單晶硅片襯底背面所有氧化硅或氮化硅，然后采用局部掩模版對所述二次注入孔注入與所述局部掩模版對應(yīng)的摻雜類型；

（3）對步驟（2）中完成兩次離子注入的單晶硅片襯底進行退火處理，修復(fù)注入損傷，激活雜質(zhì)原子，完成單晶硅片襯底背面圖形的實現(xiàn)的工藝。

本發(fā)明所述的有益效果為：通過設(shè)計與電池背面對應(yīng)的掩模版尺寸，使得電池背面的p區(qū)和n區(qū)可以通過一組相互配合的掩模版實現(xiàn)分別注入，在電池背面簡便地形成帶gap區(qū)域的摻雜圖形，不需要額外的掩膜層，簡化了電池背面圖形化的工藝流程，有效解決p、n接觸區(qū)漏電的問題，有利于工藝穩(wěn)定控制，同時節(jié)約耗材，利于大規(guī)模生產(chǎn)。

附圖說明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

圖1是第一組emitter掩模版和bsf掩模版；

圖2是第一組emitter掩模版和bsf掩模版在所述單晶硅片襯底背面形成的圖形；

圖3是第二組emitter掩模版和bsf掩模版；

圖4是第二組emitter掩模版和bsf掩模版在所述單晶硅片襯底背面形成的圖形；

圖5是第三組emitter掩模版和bsf掩模版；

圖6是第四組emitter掩模版和bsf掩模版；

圖7是第五組emitter掩模版和bsf掩模版；

其中1-emitter掩模版，11-emitter開口，2-bsf掩模版，21-bsf開口，3-p型區(qū)，4-n型區(qū)，5-gap區(qū)。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，第一組全背電極太陽電池背面離子注入掩模版,包括相互配合的emitter掩模版和bsf掩模版,所述emitter掩模版上等距設(shè)有若干個相互平行的寬長條狀結(jié)構(gòu)的emitter開口，每兩個相鄰的所述emitter開口中間的間隔距離大于或等于0.5mm，所述bsf掩模版上從等距設(shè)有若干與所述emitter開口配合的述bsf開口，所述bsf開口為細長條狀結(jié)構(gòu)，每個所述emitter開口長度均等于每個bsf開口的長度，每個bsf開口的寬度小于兩個相鄰emitter開口中間的間隔距離。

使用第一組掩模版在全背電極太陽電池背面形成圖形的方法步驟為：

（1）選擇襯底：選擇進行過前處理工序的單晶硅片襯底；

（2）離子注入：通過離子注入法，先采用emitter掩模版，在電池背面需要形成p型摻雜區(qū)域的地方進行硼注入，形成寬長條狀結(jié)構(gòu)的p型摻雜區(qū)；然后采用bsf掩模版，在單晶硅片襯底背面需要形成n型摻雜區(qū)域的地方進行磷注入，形成細長條狀結(jié)構(gòu)的n型摻雜區(qū)；

（3）對步驟（2）進行過二次注入的單晶硅片襯底進行退火處理，在單晶硅片襯底背面形成如圖2所示的圖形。

上述步驟（2）中采用emitter掩模版和bsf掩模版的順序可以互換，不影響圖形形成效果。

利用第一組相互配合的emitter掩模版和bsf掩模版在單晶硅片襯底（即電池）背面分別對應(yīng)進行硼注入及磷注入，單晶硅片襯底背面形成互相平行且交替排列的p型摻雜區(qū)和n型摻雜區(qū)，二者之間通過不摻雜的gap區(qū)域隔離開來，有效解決p、n接觸區(qū)出的漏電問題。

實施例2

如圖3所示，第二組全背電極太陽電池背面離子注入掩模版,包括相互配合的emitter掩模版和bsf掩模版,所述的emitter掩模版上等距設(shè)有若干列長塊狀結(jié)構(gòu)的emitter開口，每列的若干個所述emitter開口上下等距間隔設(shè)置，其間隔距離為0.1mm-0.3mm，每相鄰兩列emitter開口中間的間隔距離小于0.5mm，所述bsf掩模版上等距設(shè)有若干與所述emitter開口配合的bsf開口，所述bsf開口為細長條狀結(jié)構(gòu)，每個bsf開口的寬度小于兩列相鄰emitter開口中間的間隔距離。

使用第二組掩模版在全背電極太陽電池背面形成圖形的方法步驟與實施例1相同，最后在單晶硅片襯底背面形成如圖4所示的圖形。

該實施例中，采用emitter掩模版和bsf掩模版進行離子注入的順序可以互換，不影響圖形形成效果。

利用第二組相互配合的emitter掩模版和bsf掩模版在單晶硅片襯底背面分別對應(yīng)進行硼注入及磷注入，單晶硅片襯底背面形成互相平行且交替排列的p型摻雜區(qū)和n型摻雜區(qū)，二者之間通過不摻雜的gap區(qū)域隔離開來，有效解決p、n接觸區(qū)出的漏電問題。

實施例3

如圖5所示，第三組全背電極太陽電池背面離子注入掩模版,包括相互配合的emitter掩模版和bsf掩模版,所述emitter掩模版為全面開口掩模版，其為方框型結(jié)構(gòu)，所述bsf掩模版為與所述emitter掩模版相對應(yīng)的局部開口掩模版，其bsf開口為點狀圓形，若干bsf開口等距分布在所述bsf掩模版上。

使用第三組掩模版在全背電極太陽電池背面形成圖形的方法步驟為：

（1）選擇襯底：選擇進行過前處理工序的單晶硅片襯底；

（2）離子注入：通過離子注入法，先采用方框型結(jié)構(gòu)的emitter掩模版，在單晶硅片襯底背面全面進行硼注入，形成p型摻雜區(qū)；然后采用局部開口的bsf掩模版，在單晶硅片襯底背面進行磷注入，形成若干點狀圓形結(jié)構(gòu)的n型摻雜區(qū)，該摻雜區(qū)為補償摻雜區(qū)；

（3）對步驟（2）進行過二次注入的單晶硅片襯底進行退火處理。

實施例4

如圖6所示，第四組全背電極太陽電池背面離子注入掩模版,包括相互配合的emitter掩模版和bsf掩模版,所述emitter掩模版為全面開口掩模版，其為方框型結(jié)構(gòu)，所述bsf掩模版為與所述emitter掩模版相對應(yīng)的局部開口掩模版，其bsf開口為點狀方形，若干bsf開口等距分布在所述bsf掩模版上。

使用第四組掩模版在全背電極太陽電池背面形成圖形的方法步驟與實施例3中實現(xiàn)電池背面圖形的方法步驟相同，通過bsf掩膜版形成的點狀方形注入?yún)^(qū)域為補償摻雜區(qū)域。

實施例5

如圖7所示，第五組全背電極太陽電池背面離子注入掩模版,包括相互配合的emitter掩模版和bsf掩模版,所述bsf掩模版為全面開口掩模版，其為方框型結(jié)構(gòu)，所述emitter掩模版為與所述bsf掩模版相對應(yīng)的局部開口掩模版，其emitter開口為短塊狀方形結(jié)構(gòu)，若干所述bsf開口等距分布在所述bsf掩模版上。

使用第五組掩模版在全背電極太陽電池背面形成圖形的方法步驟為：

（1）選擇襯底：選擇進行過前處理工序的單晶硅片襯底；

（2）離子注入：通過離子注入法，先采用方框型結(jié)構(gòu)的bsf掩模版，在單晶硅片襯底背面全面進行磷注入，形成n型摻雜區(qū)；然后采用局部開口的emitter掩模版，在單晶硅片襯底背面進行硼注入，形成若干短塊狀方形結(jié)構(gòu)的p型摻雜區(qū)，該p型摻雜區(qū)為補償摻雜區(qū)；

（3）對步驟（2）進行過二次注入的單晶硅片襯底進行退火處理。

實施例6

如圖5所示，第三組全背電極太陽電池背面離子注入掩模版,包括相互配合的emitter掩模版和bsf掩模版,所述emitter掩模版為全面開口掩模版，其為方框型結(jié)構(gòu)，所述bsf掩模版為與所述emitter掩模版相對應(yīng)的局部開口掩模版，其bsf開口為點狀圓形，若干bsf開口等距分布在所述bsf掩模版上。

如圖6所示，第四組全背電極太陽電池背面離子注入掩模版,包括相互配合的emitter掩模版和bsf掩模版,所述emitter掩模版為全面開口掩模版，其為方框型結(jié)構(gòu)，所述bsf掩模版為與所述emitter掩模版相對應(yīng)的局部開口掩模版，其bsf開口為點狀方形，若干bsf開口等距分布在所述bsf掩模版上。

如圖7所示，第五組全背電極太陽電池背面離子注入掩模版,包括相互配合的emitter掩模版和bsf掩模版,所述bsf掩模版為全面開口掩模版，其為方框型結(jié)構(gòu)，所述emitter掩模版為與所述bsf掩模版相對應(yīng)的局部開口掩模版，其emitter開口為短塊狀方形結(jié)構(gòu)，若干所述bsf開口等距分布在所述bsf掩模版上。

使用上述第三或第四或第五組掩模板全背電極太陽電池背面形成圖形的另一種方法的步驟為：

（1）選擇襯底：選擇進行過前處理工序的單晶硅片襯底；

（2）離子注入：通過離子注入法，先采用全面開口掩模版，在所述單晶硅片襯底的背面全面注入與所述全面開口掩膜版對應(yīng)的摻雜類型，在完成第一次離子注入工序后的單晶硅片襯底背面沉積氧化硅或氮化硅，然后去除上述單晶硅片襯底背面需要進行局部掩模版注入部分的氧化硅或氮化硅，并將該處的所述單晶硅片襯底進行刻蝕并形成刻蝕深度為2-5um的二次注入孔，再去除所述單晶硅片襯底背面所有氧化硅或氮化硅，然后采用局部掩模版對所述二次注入孔注入與所述局部掩模版對應(yīng)的摻雜類型；

（3）對步驟（2）中完成兩次離子注入的單晶硅片襯底進行退火處理，修復(fù)注入損傷，激活雜質(zhì)原子，完成單晶硅片襯底背面圖形的實現(xiàn)的工藝。

實施例1-5中，通過使用相對應(yīng)配合的一組emitter掩模版和bsf掩模版，在單晶硅片襯底（即電池）背面形成p型和n型摻雜區(qū)域的圖形，不需要額外的掩膜層，應(yīng)用該離子注入掩模版方法在全背電極太陽電池形成圖形，其工藝簡單可靠，有利于大規(guī)模生產(chǎn)。

實施例6中，在兩次離子注入工序之間增加了一道掩膜和刻蝕工藝，可以消除補償摻雜，同時控制刻蝕區(qū)域的形狀，可以形成介于p型摻雜區(qū)域和n型摻雜區(qū)域之間的gap區(qū)域，有效解決p、n接觸區(qū)處的漏電問題，利于工藝的穩(wěn)定控制，電池背面圖形化工藝簡單可靠，有利于大規(guī)模生產(chǎn)。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選方案，并非作為對本發(fā)明的進一步限定，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的各種等效變化均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。