選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制備工藝與n型太陽(yáng)能電池的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制備工 藝與N型太陽(yáng)能電池的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高效率和低成本一直是光伏電池領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)，近來(lái)在N型硅材料上制作的太 陽(yáng)電池由于其高效率和雙面發(fā)電特性越來(lái)越受到廣泛關(guān)注。這主要得益于N型硅材料較高 的少子壽命、對(duì)金屬的污染的容忍度高于P型硅片。對(duì)于體壽命較高的N型電池，發(fā)射結(jié)可 以在正面也可以在背面。對(duì)于發(fā)射結(jié)在正面，背面局部金屬接觸的太陽(yáng)電池，背面需要通過(guò) 重?fù)诫s形成背場(chǎng)效應(yīng)，這樣做的好處的可以提高表面層的電導(dǎo)率從而獲得低的接觸電阻和 較好的填充因子。
[0003] 但是重?fù)诫s的背表面場(chǎng)增加俄歇復(fù)合、降低電池的長(zhǎng)波響應(yīng)。而選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu) 是利用N型電池的背表面，將金屬半導(dǎo)體接觸區(qū)域和背面受光區(qū)域分離。對(duì)于金屬接觸區(qū) 域，通過(guò)重?fù)诫s降低歐姆接觸；而背面受光區(qū)域摻雜濃度低復(fù)合小，提高電池的長(zhǎng)波響應(yīng)。 [0004]目前，國(guó)內(nèi)外制備選擇性發(fā)射極的方法很多，如擴(kuò)散掩膜法，磷漿料擴(kuò)散法、硅墨 擴(kuò)散法、掩膜回刻工藝等。而選擇性背場(chǎng)工藝的原理和結(jié)構(gòu)與選擇性發(fā)射極一樣。其中，掩 膜回刻工藝制作選擇性電極的工藝較常用。掩膜回刻工藝在擴(kuò)散后的硅片表面印刷與柵線 一樣的掩膜圖案作為腐蝕阻擋層，用腐蝕液中對(duì)硅片表面進(jìn)行腐蝕。對(duì)于金屬化接觸區(qū)域， 掩膜阻擋酸溶液對(duì)其進(jìn)行腐蝕。對(duì)于非金屬接觸區(qū)域，酸溶液與硅片反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)具有不 同高低摻雜濃度的區(qū)域。但是，掩膜回刻工藝中的掩膜成本高，并且需要后續(xù)進(jìn)行掩膜清洗 工藝。工藝過(guò)程復(fù)雜，成本高，不符合太陽(yáng)電池低成本制造的要求，無(wú)法在工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn) 中應(yīng)用。
[0005] 因此，需要一種工藝簡(jiǎn)單，成本較低的選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制備工藝與N型太陽(yáng)能 電池的制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本申請(qǐng)旨在提供一種選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制備工藝與N型太陽(yáng)能電池的制備方法， 以解決現(xiàn)有技術(shù)中N型太陽(yáng)能電池的制備方法復(fù)雜，成本高的問(wèn)題。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制備 工藝，該制備工藝包括：步驟A1，采用擴(kuò)散的方式在硅基底的第一表面形成N +層，上述N+層 中的遠(yuǎn)離上述硅基底的表面層為磷硅玻璃層；步驟A2,采用激光按照預(yù)定圖形掃描上述N + 層，在上述N+層中形成N ++層；以及步驟A3,濕法腐蝕上述N +層，去除上述磷硅玻璃層或者 去除上述磷硅玻璃層及部分上述N++層，形成選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)。
[0008] 進(jìn)一步地，采用HF和圓03的混合溶液實(shí)施上述濕法腐蝕。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請(qǐng)的另一個(gè)方面，提供了一種N型太陽(yáng)能電池的制 備方法，該制備方法包括：步驟S1，在硅基底的第一表面形成選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)，該選擇性背 場(chǎng)結(jié)構(gòu)通過(guò)上述的選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制備工藝得到。
[0010] 進(jìn)一步地，在上述步驟S1之后，上述制備方法還包括：步驟S2,在上述硅基底的第 二表面形成P型層；步驟S3,去除經(jīng)過(guò)上述步驟S2之后形成的結(jié)構(gòu)的周向邊緣部分；步驟 S4,在上述選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)離上述硅基底的表面上設(shè)置第一減反射層，在上述P型層 的遠(yuǎn)離上述硅基底的表面上設(shè)置第二減反射層；步驟S5,在上述第一減反射層的遠(yuǎn)離上述 選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的表面設(shè)置第一金屬層，在上述第二減反射層的遠(yuǎn)離上述P型層的表面上 設(shè)置第二金屬層；步驟S6,對(duì)上述第一金屬層與上述第二金屬層進(jìn)行燒結(jié)，上述第一金屬 層形成第一電極，上述第二金屬層形成第二電極。
[0011] 進(jìn)一步地，在形成上述第一減反射層與上述第二減反射層之前，上述制備方法還 包括在上述選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)離上述硅基底的表面上設(shè)置第一鈍化層，在上述P型層的 遠(yuǎn)離上述硅基底的表面上設(shè)置第二鈍化層。
[0012] 進(jìn)一步地，上述第一鈍化層為SiOx和SiNx形成的疊層或SiOx層，第二鈍化層為 SiOx和SiNx形成的疊層、A1 203和SiNx形成的疊層、SiOx層或A1 203層。
[0013] 進(jìn)一步地，上述步驟S2中采用擴(kuò)散的方式在上述硅基底的第二表面形成上述P型 層，上述P型層的遠(yuǎn)離上述硅基底的表面層為P硅玻璃層。
[0014] 進(jìn)一步地，在上述步驟S4與上述步驟S5之間還包括：去除上述P娃玻璃層的步 驟。
[0015] 進(jìn)一步地，上述步驟S3中采用干法刻蝕去除上述周向邊緣部分。
[0016] 進(jìn)一步地，在上述步驟S1之前，上述N型太陽(yáng)能電池的制備方法還包括：清洗娃片 表面的損傷層，并將上述表面織構(gòu)化。
[0017] 應(yīng)用本申請(qǐng)的技術(shù)方案，在選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制備工藝過(guò)程中，不需要更改擴(kuò)散 工藝，不需要增加掩膜，也不需要去除掩膜的步驟，就可以形成選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)。這樣，簡(jiǎn)化 了選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制備工藝，降低了制備成本，有利于選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)在太陽(yáng)能電池中 的推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示 意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0019] 圖1示出了本申請(qǐng)一種典型實(shí)施方式提出的選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制備工藝的流程 示意圖；
[0020] 圖2示出了本申請(qǐng)一種優(yōu)選實(shí)施例提供的在硅基底的第一表面形成N+層后的剖 面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3示出了采用激光掃描圖2所示的結(jié)構(gòu)后形成的結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0022] 圖4示出了腐蝕圖3所示的N+層后形成的結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；以及
[0023] 圖5示出了一種優(yōu)選實(shí)施例提供的太陽(yáng)能電池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說(shuō)明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說(shuō)明。除非另 有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常 理解的相同含義。
[0025] 需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述【具體實(shí)施方式】，而非意圖限制根 據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式 也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)"包含"和/或"包 括"時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0026] 正如【背景技術(shù)】所介紹的，利用現(xiàn)有技術(shù)制備選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的工藝比較復(fù)雜，成 本較低，為了解決如上的技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制備工藝與N型 太陽(yáng)能電池的制備方法。
[0027] 本申請(qǐng)一種典型的實(shí)施方式中，如圖1所示，提供了一種選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制備 工藝，該工藝包括：
[0028] 步驟A1，采用擴(kuò)散的方式在硅基底10的第一表面形成N+層30,上述N +層30的遠(yuǎn) 離上述硅基底的表面層為磷硅玻璃層31，如圖2所示。
[0029] 步驟A2,采用激光按照預(yù)定圖形掃描圖2中的磷硅玻璃層31，激光照射區(qū)域的磷 向局部聚集并向硅基底10擴(kuò)散，在N +層中形成N ++層32,如圖3所示，其中，預(yù)訂圖形為金 屬化電極圖形。
[0030] 以及步驟A3,濕法腐蝕部分上述N+層30,去除上述磷硅玻璃層31或者去除上述 磷硅玻璃層31及部分上述N ++層32,形成圖4中具有預(yù)沉積金屬電極區(qū)域與背面受光區(qū)域 的選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)35。
[0031] 該制備工藝中，將硅片置于擴(kuò)散爐中進(jìn)行磷擴(kuò)散，在其表面形成N+層30,同時(shí)在表 面生成50~100nm的磷硅玻璃層31，磷硅玻璃層31中的磷含量可以通過(guò)擴(kuò)散過(guò)程中通入 的磷源含量進(jìn)行調(diào)節(jié)，磷硅玻璃層31的厚度可以通過(guò)擴(kuò)散過(guò)程中通入的氧氣量調(diào)節(jié)。利用 激光按照金屬化電極圖形掃描加熱磷硅玻璃層31，通過(guò)局部熔融使激光掃描部位的磷硅玻 璃層31中的磷元素進(jìn)一步擴(kuò)散到中，在N +層30中形較重的擴(kuò)散區(qū)域即N++層32, N++層32 中包括N++區(qū)域320與和N++區(qū)域320相鄰的非N ++區(qū)域，在后期的腐蝕過(guò)程中，對(duì)上述N+層 30進(jìn)行腐蝕，至少將上述的磷硅玻璃層31腐蝕去除，進(jìn)而形成重?fù)诫s的預(yù)沉積金屬電極區(qū) 域與相對(duì)輕摻雜背面受光區(qū)域，進(jìn)而形成選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)35。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過(guò)控 制腐蝕液的濃度以及腐蝕的時(shí)間來(lái)控制腐蝕N +層30
[0032] 上述的選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)35的制備工藝過(guò)程中，不需要更改擴(kuò)散工藝，不需要增加 掩膜，也不需要去除掩膜的步驟，就可以形成選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)。這樣，簡(jiǎn)化了選擇性背場(chǎng)結(jié) 構(gòu)35的制備工藝，降低了制備成本，有利于選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)35在太陽(yáng)能電池中的推廣。
[0033] 為了獲得較好的刻蝕效果，本申請(qǐng)優(yōu)選采用采用HF和圓03的混合溶液實(shí)施上述 濕法腐蝕。腐蝕后，利用堿溶液去除激光損傷層和多孔硅。
[0034] 本申請(qǐng)另一種典型的實(shí)施方式中，提供了一種N型太陽(yáng)能電池的制備方法，該方 法包括步驟S1，在硅基底的第一表面形成選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)，該選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)采用上述的 選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制備工藝制備得到。
[0035] 上述的太陽(yáng)能電池的選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)35采用上述的制備工藝，在選擇性背場(chǎng)結(jié) 構(gòu)35的制備工藝過(guò)程中，不需要印刷掩膜和后續(xù)的去除掩膜的步驟，簡(jiǎn)化了 N型太陽(yáng)能電 池的制備工藝，降低了制備成本，有利于選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)35在太陽(yáng)能電池中的推廣。
[0036] 本申請(qǐng)又一種優(yōu)選的實(shí)施例中，上述制備方法還包括：步驟S2,在上述硅基底10 的第二表面形成P型層20;步驟S3,去除經(jīng)過(guò)上述步驟S2之后形成的結(jié)構(gòu)的周向邊緣部 分；步驟S4,在上述選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)35的遠(yuǎn)離上述硅基底10的表面上設(shè)置第一減反射層 70,在上述P型層20的遠(yuǎn)離上述硅基底10的表面上設(shè)置第二減反射層60;步驟S5,在上述 第一減反射層70的遠(yuǎn)離上述選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)35的表面設(shè)置第一金屬層，在上述第二減反 射層60的遠(yuǎn)離上述P型層20的表面上設(shè)置第二金屬層；步驟S6,對(duì)上述第一金屬層與上 述第二金屬層進(jìn)行燒結(jié)，形成圖5所示的第一電極91與第二電極81。
[0037] 為了減少娃片表面的表面復(fù)合中心，提尚有效少子的壽命，提尚太陽(yáng)能電池的效 率，本申請(qǐng)優(yōu)選上述步驟S4中在設(shè)置上述第一減反射層70與上述第二減反射層60之前， 還包括在上述選擇性背場(chǎng)結(jié)構(gòu)35的遠(yuǎn)離上述硅基底10的表面上設(shè)置第一鈍化層50,在上 述P型層20的遠(yuǎn)離上述硅基底10的表面上設(shè)置第二鈍化層40。
[0038] 上述第一鈍化層50可以是SiOx層，也可以是SiOx和SiNx形成的疊層，第二鈍化 層40也可以是Si