專利名稱：埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池制造技術(shù)，尤其涉及一種埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池是一種通過(guò)光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件。 如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池在P型材料2表面擴(kuò)散一層N型摻
雜層3形成PN結(jié)，當(dāng)太陽(yáng)光透過(guò)減反射膜5入射到電池中時(shí)，在電池的PN結(jié)兩邊產(chǎn)生電
子_空穴對(duì)(electron-hole)，由PN結(jié)兩邊的金屬電極1 、4分別將電子和空穴收集起來(lái)，提
供給外電路。 如圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)中，埋柵太陽(yáng)能電池采用埋柵結(jié)構(gòu)，并在電極柵線6下及其附近形成重?fù)诫s深擴(kuò)散區(qū)7。埋柵電極的遮光損失減小，且選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)能提高電池轉(zhuǎn)換效率，是一種高效太陽(yáng)能電池。 現(xiàn)有技術(shù)中，埋柵太陽(yáng)電池的制造工藝如下 去除硅片切割損傷、清洗——淺摻雜磷擴(kuò)散——HF(氟化氫)清洗——高質(zhì)量Si02沉積——沉積SiN減反射膜——激光刻槽——用KOH溶液清洗激光刻出的槽——槽內(nèi)進(jìn)行濃磷擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)重?fù)诫s——沉積Al背電極——退火形成背電場(chǎng)——通過(guò)electrolessplating(化學(xué)鍍)在槽內(nèi)沉積Ni(鎳)薄層——Ni層燒結(jié)——通過(guò)electroless plating在槽內(nèi)沉積Cu或者Ag，填滿溝槽——燒結(jié)。
上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺點(diǎn) 在形成重?fù)诫s深擴(kuò)散區(qū)7時(shí)，需進(jìn)行多次擴(kuò)散；且在槽內(nèi)填充金屬電極時(shí)需要多次化學(xué)鍍膜和燒結(jié)，工藝比較復(fù)雜，造成時(shí)間和成本的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本低的埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法，包括步驟
A、在基片正面形成用于制作埋柵電極的溝槽；
B、在所述基片正面沉積減反射層； C、在所述溝槽內(nèi)填充自摻雜漿料，所述自摻雜漿料包括顆粒形態(tài)的Ag、液體形態(tài)的摻雜源和玻璃料； D、將步驟C之后的基片進(jìn)行加熱燒結(jié)，形成所述埋柵電極。 由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法，由于通過(guò)在溝槽內(nèi)填充包括Ag、摻雜源和玻璃料的自摻雜漿料，并進(jìn)行加熱燒結(jié)，漿料中的玻璃料可以燒透減反射層，使?jié){料直接與下層Si接觸，在界面處Ag使Si溶化為液體，當(dāng)溫度降低時(shí)， 一方面部分Si溶入Ag中形成Ag-Si接觸，降低了接觸電阻；另一方面Si重
3新晶化，使摻雜源擴(kuò)散進(jìn)入Si晶格中，形成重?fù)诫s深擴(kuò)散區(qū)，制成埋柵電極，工藝簡(jiǎn)單、成本低。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中埋柵太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明的埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法的具體實(shí)施例的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法，其較佳的具體實(shí)施方式
是，包括步驟
步驟A、在基片正面形成用于制作埋柵電極的溝槽，基片可以是P型硅片，也可以是N型硅片，可以是單晶硅，也可以是多晶硅； 步驟B、在基片正面沉積減反射層，減反射層可以是SiN，也可以是其它的物質(zhì)；
步驟C、在溝槽內(nèi)填充自摻雜漿料，自摻雜漿料包括顆粒形態(tài)的Ag、液體形態(tài)的摻雜源和玻璃料。其中，當(dāng)基片為P型硅片時(shí)，摻雜源為N型摻雜源；當(dāng)基片為N型硅片，摻雜源為P型摻雜源，其中的N型摻雜源可以是P、As、Sb等一種或多種物質(zhì)，也可以選用其它的物質(zhì)； 步驟D、將步驟C之后的基片進(jìn)行加熱燒結(jié)，形成埋柵電極。加熱燒結(jié)的溫度可以為845"或845°C以上，也可以選用其它的溫度。 上述的步驟C中，在溝槽內(nèi)填充自摻雜漿料的方法可以通過(guò)絲網(wǎng)印刷、壓印、沉積等一種或多種方法，也可以選用其它的方法。 在上述的步驟A形成溝槽之前或形成溝槽之后，還包括在基片正面進(jìn)行淺摻雜。當(dāng)基片為P型硅片時(shí)，淺摻雜為N型淺摻雜；當(dāng)基片為N型硅片時(shí)，淺摻雜為P型淺摻雜。其中的N型淺摻雜包括將基片放入擴(kuò)散爐中，通入P0C13氣體源，對(duì)基片正面進(jìn)行淺摻雜擴(kuò)散，擴(kuò)散的方塊電阻值可以為60 100Q/ □。
上述的步驟A中，形成溝槽的過(guò)程可以包括步驟 步驟Al、在基片的正、背兩面以及側(cè)面生長(zhǎng)一層Si02薄膜，Si(^薄膜的厚度可以為0. 7 lum，也可以選用其它的厚度。 步驟A2、在基片的正面的Si(^薄膜上，通過(guò)絲網(wǎng)印刷工藝印刷腐蝕劑槳料，將埋柵電極欲形成位置對(duì)應(yīng)的Si02薄膜去掉，腐蝕劑漿料可以包括濃度為10 27%的氟化氫銨，也可以選用其它的腐蝕劑； 步驟A3、將步驟A2之后的基片浸入腐蝕溶液中，將沒(méi)有Si(^薄膜保護(hù)的部分基片
腐蝕掉，形成溝槽。腐蝕溶液可以包括K0H、異丙醇和水等，腐蝕溫度為80 9(TC。也可以
選用其它的腐蝕溶液和腐蝕溫度。 之后，再將Si02薄膜去掉，形成需要的溝槽。 具體實(shí)施例一，如圖3所示，包括步驟 步驟1、去除硅片損傷，清洗 選用P型單晶硅片為基體材料，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2% 15X，溫度在6(TC 9(TC之間的NaOH溶液清洗硅片，去除硅片表面損傷。
步驟2、硅片表面進(jìn)行淺摻雜磷擴(kuò)散，形成N型淺摻雜層 將經(jīng)步驟1處理后的硅片放入常規(guī)擴(kuò)散爐中，通入P0C13氣體源，對(duì)硅片正面進(jìn)行 淺摻雜擴(kuò)散，擴(kuò)散方塊電阻值控制在60 100 Q / □。
步驟3、HF清洗 將擴(kuò)散后的硅片用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 20%的HF溶液進(jìn)行清洗，去除磷硅玻璃。
步驟4、熱氧化生長(zhǎng)Si02薄膜 將硅片放入熱氧化爐中，在硅片正背兩面以及側(cè)面生長(zhǎng)一層Si02薄膜氧化層，氧 化層厚度在O. 7 lum之間。
步驟5、印刷腐蝕劑槳料 在硅片正表面氧化層上，通過(guò)絲網(wǎng)印刷工藝印刷腐蝕劑漿料，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，氧 化層被腐蝕，在表面形成圖形，圖形對(duì)應(yīng)于埋柵電極欲形成位置，腐蝕劑的主要成分可為濃 度在10 27%之間的氟化氫銨。
步驟6、化學(xué)腐蝕，形成溝槽 將經(jīng)步驟5處理后的硅片浸入腐蝕溶液中，將沒(méi)有Si02層保護(hù)的部分Si腐蝕掉， 形成溝槽。本步驟中，腐蝕溶液的成分和腐蝕條件對(duì)溝槽的形貌有很大的影響，通過(guò)優(yōu)化腐 蝕溶液的成分，可以將Si/Si(^的腐蝕選擇比控制在94 : 1以上，從而在Si(^薄膜的作用 下，在欲形成電極區(qū)域刻出深度可達(dá)60um的溝槽。腐蝕溶液主要成分為KOH、異丙醇和水， 腐蝕溫度為85t:，腐蝕時(shí)間根據(jù)欲形成的溝槽深度和已知的腐蝕速度進(jìn)行計(jì)算。
步驟7、HF清洗 將已經(jīng)形成溝槽的硅片用濃度為2 20X的HF溶液清洗，去除在步驟6中已經(jīng)被
腐蝕掉一部分的Si02層。 步驟8、沉積SiN減反射膜 在硅片正面沉積SiN減反射膜，厚度為70 80nm，此時(shí)，溝槽底部和側(cè)壁也會(huì)沉積 上一層SiN膜。 步驟9 、槽內(nèi)填充自摻雜漿料 將自摻雜漿料填充到已經(jīng)形成的溝槽內(nèi)，填充手段可以是絲網(wǎng)印刷，壓印或者其 它沉積手段；自摻雜漿料主要成分為顆粒形態(tài)的Ag，液體形態(tài)的N型摻雜源(如P、As、Sb， 優(yōu)選為P)和玻璃料(frit)，與其它如粘合劑和溶劑一起形成可印刷的漿料。
步驟10、燒結(jié)形成自摻雜電極 將硅片加熱或者退火，漿料中的玻璃料可以燒透SiN層，使?jié){料直接與下層Si接 觸，當(dāng)溫度達(dá)到845°C (Ag-Si的熔點(diǎn)溫度)以上時(shí)，在界面處Ag使Si溶化為液體，當(dāng)溫度 降低時(shí)， 一方面部分Si溶入Ag中形成Ag-Si接觸，降低了接觸電阻；一方面Si重新晶化， 使P得以擴(kuò)散進(jìn)入Si晶格中，實(shí)現(xiàn)N型摻雜，形成選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)。
步驟11 、沉積Al背電極 可以采用背面蒸鋁或者絲網(wǎng)印刷工藝在硅片背面沉積Al背電極。
步驟12、燒結(jié)形成背電場(chǎng) 硅片放入燒結(jié)爐中，形成A1-Si歐姆接觸和A1摻雜的背電場(chǎng)。 上述工藝流程中，步驟11和12也可以放在步驟8之后，最終結(jié)果一樣。 具體實(shí)施例二
將上述具體實(shí)施例一中的淺摻雜擴(kuò)散步驟放在溝槽形成步驟之后，即將步驟2和 3放在步驟7之后。 這樣的好處是具體實(shí)施例一中，在形成溝槽之后，溝槽側(cè)壁和底部為基體材料； 而本實(shí)施例中，在溝槽形成之后，溝槽側(cè)壁和底部為淺摻雜擴(kuò)散層，從而使溝槽的重?fù)诫s更 加容易實(shí)現(xiàn)。 本發(fā)明采用化學(xué)腐蝕的方法形成沉積埋柵電極所需要的溝槽，較現(xiàn)有技術(shù)所采用
的激光刻槽技術(shù)而言，成本低廉；采用燒結(jié)自摻雜漿料的方法同時(shí)實(shí)現(xiàn)了溝槽內(nèi)的重?fù)诫s
和發(fā)射極電極的形成，相比現(xiàn)有技術(shù)中既需要濃磷擴(kuò)散步驟實(shí)現(xiàn)重?fù)诫s，又需要多步化學(xué)
鍍層和燒結(jié)步驟形成電極的情況而言，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，降低了生產(chǎn)成本。 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，
任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，
都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，包括步驟A、在基片正面形成用于制作埋柵電極的溝槽；B、在所述基片正面沉積減反射層；C、在所述溝槽內(nèi)填充自摻雜漿料，所述自摻雜漿料包括顆粒形態(tài)的Ag、液體形態(tài)的摻雜源和玻璃料；D、將步驟C之后的基片進(jìn)行加熱燒結(jié)，形成所述埋柵電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述基片為P型硅片，所述摻雜源為N型摻雜源；或者，所述基片為N型硅片，所述摻雜源為P型摻雜源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述N型摻雜源包括以下至少一種物質(zhì)P、As、Sb。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，在所述溝槽內(nèi)填充自摻雜漿料的方法包括以下至少一種方法絲網(wǎng)印刷、壓印、沉積。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述加熱燒結(jié)的溫度為845。C或845。C以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述步驟A之前或之后還包括在所述基片正面進(jìn)行淺摻雜；所述基片為P型硅片，所述淺摻雜為N型淺摻雜；或者，所述基片為N型硅片，所述淺摻雜為P型淺摻雜。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述N型淺摻雜包括將所述基片放入擴(kuò)散爐中，通入P0C13氣體源，對(duì)所述基片正面進(jìn)行淺摻雜擴(kuò)散，擴(kuò)散的方塊電阻值為60 100Q / □。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述步驟A包括步驟Al、在所述基片的正、背兩面以及側(cè)面生長(zhǎng)一層Si02薄膜；A2、在所述基片的正面的Si02薄膜上，通過(guò)絲網(wǎng)印刷工藝印刷腐蝕劑漿料，將所述埋柵電極欲形成位置對(duì)應(yīng)的Si02薄膜去掉；A3、將步驟A2之后的基片浸入腐蝕溶液中，將沒(méi)有Si(^薄膜保護(hù)的部分基片腐蝕掉；之后，將所述Si02薄膜去掉，形成所述溝槽。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述Si02薄膜的厚度為0. 7 lum。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述腐蝕劑漿料包括濃度為10 27%的氟化氫銨。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述腐蝕溶液包括KOH、異丙醇和水，腐蝕溫度為80 90°C 。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種埋柵太陽(yáng)能電池的制造方法，采用化學(xué)腐蝕的方法形成沉積埋柵電極所需要的溝槽；通過(guò)在溝槽內(nèi)填充包括Ag、摻雜源和玻璃料的自摻雜漿料，并加熱到845℃以上，進(jìn)行燒結(jié)，漿料中的玻璃料可以燒透SiN減反射層，使?jié){料直接與下層Si接觸，在界面處Ag使Si溶化為液體，當(dāng)溫度降低時(shí)，一方面部分Si溶入Ag中形成Ag-Si接觸，降低了接觸電阻；另一方面Si重新晶化，使摻雜源擴(kuò)散進(jìn)入Si晶格中，形成重?fù)诫s深擴(kuò)散區(qū)，制成埋柵電極，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)H01L31/18GK101740659SQ200810225928
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日
發(fā)明者肖青平 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司