專利名稱：一種晶體硅太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶體硅太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種晶體硅太陽(yáng)能電池的制作方法。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池作為太陽(yáng)能應(yīng)用的重要方式之一，已經(jīng)引起世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。經(jīng)過多年發(fā)展，多種太陽(yáng)能電池材料已經(jīng)被研究開發(fā)出來。其中，晶體硅太陽(yáng)能電池因其光電轉(zhuǎn)換效率較高、技術(shù)成熟并且原材料充足，占據(jù)了光伏市場(chǎng)80%以上的市場(chǎng)份額。目前，晶體硅太陽(yáng)能電池的制作工藝主要包括⑴清洗制絨處理，即清洗去除晶體硅片表面的損傷層，然后對(duì)單晶硅片表面進(jìn)行堿腐蝕或者多晶硅片表面進(jìn)行酸腐蝕得到表面絨面結(jié)構(gòu)；(2)高溫?cái)U(kuò)散摻雜形成PN結(jié)，通常對(duì)ρ型硅片摻雜磷元素；去除表面磷硅玻璃以及邊緣PN結(jié)；(3)在發(fā)射極表面鍍減反射膜；(4)制備金屬電極，通常通過絲網(wǎng)印刷技術(shù)在減反射膜上印刷銀柵線，在背面印刷全背接觸鋁背場(chǎng)(Al-BSF)，然后高溫?zé)Y(jié)得到電池片。上述常規(guī)制作工藝存在如下缺點(diǎn)(1)在晶體硅片的一個(gè)表面通過高溫?cái)U(kuò)散摻雜形成PN結(jié)時(shí)，通常會(huì)在晶體硅片的另一面產(chǎn)生寄生擴(kuò)散，從而需要進(jìn)行去背結(jié)工藝，導(dǎo)致工藝流程復(fù)雜化；(2)PN結(jié)擴(kuò)散過程中將會(huì)形成較厚的磷硅玻璃，其中含有大量的磷原子， 需要通過高污染的氫氟酸溶液去除，因此一方面導(dǎo)致大量磷源浪費(fèi)，另一方面由于使用大量高污染的氫氟酸溶液而需要處理工藝廢液，導(dǎo)致成本提高。因此，如何改進(jìn)制作方法，以簡(jiǎn)化工藝流程、降低制作成本是促進(jìn)晶體硅太陽(yáng)能電池進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用的重要研究課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)目的是針對(duì)上述技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種新型的晶體硅太陽(yáng)能電池的制作方法，能夠簡(jiǎn)化工藝流程，降低制作成本。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案為一種新型的晶體硅太陽(yáng)能電池的制作方法，首先，對(duì)P型晶體硅片或η型晶體硅片進(jìn)行清洗制絨處理；然后，利用薄膜沉積技術(shù)，在P型晶體硅片的前表面沉積含磷的氮化硅(SiNx:P)薄膜，背表面沉積氮化硼薄膜或者含硼的氮化硅(SiNx:B)薄膜，或者在η型晶體硅片的前表面沉積氮化硼(BNx)薄膜或者含硼的氮化硅(SiNx:B)薄膜，背表面沉積含磷的氮化硅薄膜；接著，將該沉積薄膜的ρ型晶體硅片或η型晶體硅片進(jìn)行高溫退火處理，使氮化硅薄膜中的磷元素，以及氮化硼薄膜或者含硼的氮化硅薄膜中的硼元素?cái)U(kuò)散進(jìn)入晶體硅片內(nèi)部，從而使P型晶體硅片形成N+PP+結(jié)構(gòu)，η型晶體硅片形成P+NN+結(jié)構(gòu)；最后，制備金屬電極完成電池制作。所述的薄膜沉積技術(shù)包括現(xiàn)有的薄膜沉積技術(shù)，優(yōu)選等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)(PECVD)。所述的高溫退火處理的優(yōu)選溫度為750°C 1200°C。
所述的P型晶體硅片前表面的含磷氮化硅薄膜的厚度優(yōu)選為60nm 90nm、背表面的含硼氮化硅薄膜或者氮化硼薄膜的厚度優(yōu)選為50nm 200nm ；所述的η型晶體硅片前表面的含硼氮化硅薄膜或者氮化硼薄膜的厚度優(yōu)選為60nm 90nm、背表面的含磷氮化硅薄膜的厚度優(yōu)選為50nm 200nm。所述的N+PP+結(jié)構(gòu)中，N型發(fā)射極的方塊電阻優(yōu)選為50 200歐姆/方塊；所述的 P+NN+結(jié)構(gòu)中，P型發(fā)射極的方塊電阻優(yōu)選為50 200歐姆/方塊。通常，金屬電極制作的步驟是通過絲網(wǎng)印刷技術(shù)在減反射膜上印刷銀柵線，在背面印刷全背接觸鋁背場(chǎng)(Al-BSF)，然后高溫?zé)Y(jié)得到電池片。但是，通過絲網(wǎng)印刷工藝形成的鋁背場(chǎng)的表面復(fù)合比較大，而且內(nèi)反射率比較低，所以電池的紅光響應(yīng)比較差，因此極大地限制了電池光電轉(zhuǎn)化效率的提高。本發(fā)明優(yōu)選的金屬電極制作工藝如下ρ型晶體硅片經(jīng)過上述技術(shù)方案形成為N+PP+結(jié)構(gòu)后，采用如下兩種方法制作金屬電極。第一種方法為首先，在沉積著含硼的氮化硅薄膜或氮化硼薄膜的背表面進(jìn)行圖形化開孔，該孔穿透含硼的氮化硅薄膜或氮化硼薄膜，與P型晶體硅片相連通；然后，通過絲網(wǎng)印刷工藝在沉積著含磷的氮化硅薄膜的前表面絲網(wǎng)印刷銀柵線，在所述的背表面絲網(wǎng)印刷鋁漿及背銀電極；最后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，形成前柵電極及背面局部點(diǎn)接觸式電極。第二種方法為首先，通過絲網(wǎng)印刷工藝在沉積著含磷的氮化硅薄膜的前表面絲網(wǎng)印刷銀柵線后高溫?zé)Y(jié)形成前柵電極；然后，通過濺射或蒸鍍方法在沉積著含硼的氮化硅薄膜或氮化硼薄膜的背表面沉積Al層；最后，在覆蓋有Al層的氮化硅薄膜或氮化硼薄膜上進(jìn)行圖形化激光燒蝕，從而使Al層直接在所述的背表面上形成局部點(diǎn)接觸式電極。上述兩種制作金屬電極的方法中，優(yōu)選采用激光處理工藝或者光刻工藝進(jìn)行圖形化開孔，孔間距優(yōu)選為200 μ m 2mm。η型晶體硅片經(jīng)過上述技術(shù)方案形成為P+NN+結(jié)構(gòu)后，采用如下兩種方法制作金屬電極第一種方法為首先，通過絲網(wǎng)印刷工藝在沉積著含磷的氮化硅薄膜的背表面絲網(wǎng)印刷銀柵線，然后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，形成背電極種子層；然后，在沉積著含硼的氮化硅薄膜或氮化硼薄膜的前表面進(jìn)行激光開槽并獲得選擇性硼重?fù)诫s區(qū)域；最后，通過電鍍工藝，在所述的選擇性硼重?fù)诫s區(qū)域及背電極種子層位置電鍍銅、鎳或錫，形成前柵電極及背面局部線接觸式電極，完成電池制作。第二種方法為首先，在沉積著含硼的氮化硅薄膜或氮化硼薄膜的前表面進(jìn)行激光開槽并獲得選擇性硼重?fù)诫s區(qū)域，以及在沉積著含磷的氮化硅薄膜的背表面進(jìn)行激光開槽并獲得選擇性磷重?fù)诫s區(qū)域；然后，通過電鍍工藝，在所述的選擇性硼重?fù)诫s區(qū)域，以及所述的選擇性磷重?fù)诫s位置電鍍銅、鎳或錫，從而形成前柵電極及背面局部線接觸式電極。作為優(yōu)選，將表面沉積介質(zhì)層的晶體硅片進(jìn)行高溫退火處理的過程結(jié)合在金屬電極制作時(shí)的高溫?zé)Y(jié)過程中完成，從而可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化工藝流程，降低電池的制作成本。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的晶體硅太陽(yáng)能電池的制作方法直接在ρ型晶體硅片或者η型晶體硅片的前、背表面沉積含磷的介質(zhì)層與含硼的介質(zhì)層，然后通過高溫退火工藝使磷原子或者硼原子擴(kuò)散進(jìn)入該晶體硅片內(nèi)部，從而分別得到N+PP+結(jié)構(gòu)或P+NN+結(jié)構(gòu)，具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)將高溫退火摻雜形成PN結(jié)的工藝與減反射膜的制備工藝合二為一，極大地簡(jiǎn)化了工藝流程，降低了制作成本；(2)在晶體硅片的前表面與背表面制備含磷與含硼的介質(zhì)層后進(jìn)行高溫退火處理，由于高溫退火過程中的自補(bǔ)償效應(yīng)，省去了去除邊緣PN結(jié)的等離子體刻蝕或濕法刻蝕等工藝，從而進(jìn)一步簡(jiǎn)化了工藝流程；(3)本制作方法中，磷元素與硼元素的使用量小，并且避免了傳統(tǒng)工藝需要采用氫氟酸溶液去除表面磷硅玻璃或硼硅玻璃所引起的不足，極大地降低了晶體硅太陽(yáng)能電池制作中產(chǎn)生的間接材料成本；(4)對(duì)于ρ型硅片形成的N+PP+結(jié)構(gòu)，由于在背面沉積了含硼的氮化硅或氮化硼，在高溫處理過程中，硼元素將擴(kuò)散進(jìn)入P型硅片，從而形成P+型硅表面，形成背場(chǎng)效應(yīng)，起到鈍化作用；同理對(duì)于η型硅片形成的P+NN+結(jié)構(gòu)，由于在背面沉積了含磷氮化硅，在高溫處理過程中，磷元素將擴(kuò)散進(jìn)入η型硅片，從而形成N+型硅表面，形成背場(chǎng)效應(yīng)，起到鈍化作用；(5)通過優(yōu)選的金屬電極制作方法，制得的電池具有背表面局部接觸式結(jié)構(gòu)，從而可以進(jìn)一步減小背表面的復(fù)合速率；(6)優(yōu)選將表面沉積介質(zhì)層的晶體硅片進(jìn)行高溫退火處理的過程結(jié)合在金屬電極制作時(shí)的高溫?zé)Y(jié)過程中完成，從而可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化工藝流程，降低電池的制作成本。因此，本發(fā)明的晶體硅太陽(yáng)能電池的制作方法極大地簡(jiǎn)化了工藝流程，降低了制作成本，在太陽(yáng)能電池的制作技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖Ia是本發(fā)明ρ型晶體硅片表面沉積含磷與含硼的介質(zhì)層后形成的結(jié)構(gòu)；圖Ib是本發(fā)明η型晶體硅片表面沉積含硼與含磷的介質(zhì)層后形成的結(jié)構(gòu)；圖加是圖Ia的ρ型晶體硅片結(jié)構(gòu)經(jīng)高溫退火處理后形成的N+PP+結(jié)構(gòu)；圖2b是圖Ib的η型晶體硅片結(jié)構(gòu)經(jīng)高溫退火處理后形成的P+NN+結(jié)構(gòu)；圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中制作的晶體硅電池的立體剖面圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例4中制作的晶體硅電池的立體剖面圖；圖5是圖3的背表面介質(zhì)開孔點(diǎn)陣圖形；圖6是圖5中的背表面電極線圖形。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，需要指出的是，以下所述實(shí)施例旨在便于對(duì)本發(fā)明的理解，而對(duì)其不起任何限定作用。附圖的標(biāo)記為1 含磷的氮化硅薄膜，2 φ型晶體硅襯底，3 含硼的氮化硅薄膜或氮化硼薄膜，4 :η型晶體硅襯底，5 :η+型摻雜區(qū)域，6 :ρ+型摻雜區(qū)域，7 前柵電極，8 背表面局部點(diǎn)接觸式電極，9:點(diǎn)陣開孔區(qū)域，10 背表面局部線接觸式電極，11 電極細(xì)線，12 電極主線。本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽(yáng)能電池的制作方法中，晶體硅片包括ρ型晶體硅片或者η型晶體硅片。
對(duì)于ρ型晶體硅片如圖Ia所示，利用薄膜沉積技術(shù)，在經(jīng)過清洗制絨處理的P型晶體硅襯底2的前表面沉積含磷的氮化硅薄膜1，背表面沉積氮化硼薄膜或者含硼的氮化硅薄膜3。然后，將該前、背表面沉積著薄膜的ρ型晶體硅襯底2進(jìn)行高溫退火處理，使前表面含磷的氮化硅薄膜1中的磷元素?cái)U(kuò)散進(jìn)入P型晶體硅襯底2內(nèi)部，形成η+型摻雜區(qū)域 5，使背表面氮化硼薄膜或者含硼的氮化硅薄膜3中的硼元素?cái)U(kuò)散進(jìn)入ρ型晶體硅襯底2內(nèi)部，形成P+型摻雜區(qū)域6，從而使ρ型晶體硅襯底2形成N+PP+結(jié)構(gòu)，如圖2a所示。之后進(jìn)行金屬電極制備工藝，完成電池制作。對(duì)于η型晶體硅片如圖Ib所示，利用薄膜沉積技術(shù)，在經(jīng)過清洗制絨處理的η型晶體硅襯底4的前表面沉積氮化硼薄膜或者含硼的氮化硅薄膜3，背表面沉積含磷的氮化硅薄膜1。然后，將該前、背表面沉積著薄膜的η型晶體硅襯底4進(jìn)行高溫退火處理，使前表面氮化硼薄膜或者含硼的氮化硅薄膜3中的硼元素?cái)U(kuò)散進(jìn)入η型晶體硅襯底4內(nèi)部，形成 P+型摻雜區(qū)域6，使背表面含磷的氮化硅薄膜1中的磷元素?cái)U(kuò)散進(jìn)入η型晶體硅襯底4內(nèi)部，形成η+型摻雜區(qū)域5，從而使η型晶體硅襯底4形成N+PP+結(jié)構(gòu)，如圖2b所示，。之后進(jìn)行金屬電極制備工藝，完成電池制作。實(shí)施例1 本實(shí)施例中，ρ型晶體硅襯底2采用ρ型單晶硅片，含硼的氮化硅薄膜或氮化硼薄膜3采用含硼的氮化硅薄膜，利用本發(fā)明的制作方法得到的晶體硅太陽(yáng)能電池的立體剖面圖如圖3所示，具體制作過程如下步驟1 用常規(guī)清洗方法清洗ρ型晶體硅襯底2，并采用堿溶液進(jìn)行絨面制作；步驟2 把ρ型晶體硅襯底2放在PECVD反應(yīng)腔內(nèi)，通入硅烷、氨氣及少量磷烷，在 300°C的反應(yīng)溫度下在ρ型晶體硅襯底2的前表面沉積含磷的氮化硅薄膜1，含磷的氮化硅薄膜1的厚度為70nm ；步驟3 將沉積有含磷的氮化硅薄膜1的ρ型晶體硅襯底2取出后放入另一個(gè) PECVD反應(yīng)腔內(nèi)，通入硅烷、氨氣及少量硼烷，在350°C的反應(yīng)溫度下在ρ型晶體硅襯底2的背表面沉積含硼的氮化硅薄膜3，含硼的氮化硅薄膜3的厚度為150nm，然后取出；步驟4 將前表面沉積有含磷的氮化硅薄膜1，背表面沉積有含硼的氮化硅薄膜3 的P型晶體硅襯底2進(jìn)行30分鐘的高溫退火處理，溫度為900°C，形成N+PP+結(jié)構(gòu)；步驟5 采用波長(zhǎng)為532nm的綠色激光，按圖5所示開孔點(diǎn)陣圖，在含硼的氮化硅薄膜3上進(jìn)行圖形化開孔，形成點(diǎn)陣排列的開孔區(qū)域9，孔間距為Imm ；步驟6 通過絲網(wǎng)印刷工藝在沉積著含磷的氮化硅薄膜1的前表面絲網(wǎng)印刷銀漿柵線，在沉積著含硼的氮化硅薄膜3的背表面絲網(wǎng)印刷鋁漿及背銀電極；步驟7 通過高溫?zé)Y(jié)工藝在850°C溫度下進(jìn)行燒結(jié)，形成前柵電極7及背點(diǎn)接觸式電極8，完成電池制作。實(shí)施例2 本實(shí)施例中，ρ型晶體硅襯底2采用ρ型單晶硅片，含硼的氮化硅薄膜或氮化硼薄膜3采用氮化硼薄膜，利用本發(fā)明的制作方法得到的晶體硅太陽(yáng)能電池的立體剖面圖類似圖3所示，具體制作過程如下晶體硅太陽(yáng)能電池的具體制作方法包括如下步驟步驟1 用常規(guī)清洗方法清洗ρ型晶體硅襯底2，并采用堿溶液進(jìn)行絨面制作；
步驟2 把ρ型晶體硅 襯底2放在PECVD反應(yīng)腔內(nèi)，通入硅烷、氨氣及少量磷烷，在 300°C的反應(yīng)溫度下在ρ型晶體硅襯底2的前表面沉積含磷的氮化硅薄膜1，含磷的氮化硅薄膜1的厚度為80nm ；步驟3 將沉積有含磷的氮化硅薄膜1的ρ型晶體硅襯底2取出后放入另一個(gè) PECVD反應(yīng)腔內(nèi)，通入氨氣及硼烷，在300°C的反應(yīng)溫度下在ρ型晶體硅襯底2的背表面沉積氮化硼薄膜3，氮化硼薄膜3的厚度為lOOnm，然后取出；步驟4 將前表面沉積有含磷的氮化硅薄膜1、背表面沉積有氮化硼薄膜3的ρ型晶體硅襯底2進(jìn)行30分鐘的高溫退火處理，溫度為950°C，形成N+PP+結(jié)構(gòu)；步驟5 通過絲網(wǎng)印刷工藝在沉積著含磷的氮化硅薄膜1的前表面絲網(wǎng)印刷銀漿柵線，并通過高溫?zé)Y(jié)形成前柵電極7 ；步驟6 通過濺射方法在氮化硼薄膜3表面沉積Al層，Al層厚度為2微米，并采用波長(zhǎng)為532nm的綠色激光，按圖5所示點(diǎn)陣圖，在覆蓋有Al層的氮化硼薄膜3表面進(jìn)行激光燒蝕，從而使Al直接在硅表面形成背點(diǎn)接觸式電極8 ；步驟7 對(duì)電池片進(jìn)行退火處理，以提高前柵電極7與背點(diǎn)接觸式電極8的接觸性能，熱退火處理溫度為300°C，從而完成電池制作。實(shí)施例3 本實(shí)施例中，ρ型晶體硅襯底2采用ρ型單晶硅片，含硼的氮化硅薄膜或氮化硼薄膜3采用氮化硼薄膜，利用本發(fā)明的制作方法得到的晶體硅太陽(yáng)能電池的立體剖面圖如圖 3所示，具體制作過程如下步驟1 用常規(guī)清洗方法清洗ρ型晶體硅襯底2，并采用堿溶液進(jìn)行絨面制作；步驟2 把ρ型晶體硅襯底2放在PECVD反應(yīng)腔內(nèi)，通入硅烷、氨氣及少量磷烷，在 350°C的反應(yīng)溫度下在ρ型晶體硅襯底2的前表面沉積含磷的氮化硅薄膜1，含磷的氮化硅薄膜1的厚度為70nm ；步驟3 將沉積有含磷的氮化硅薄膜1的ρ型晶體硅襯底2取出后放入另一個(gè) PECVD反應(yīng)腔內(nèi)，通入氨氣及硼烷，在300°C的反應(yīng)溫度下在ρ型晶體硅襯底2的背表面沉積氮化硼薄膜3，氮化硼薄膜3的厚度為200nm，然后取出；步驟4 采用波長(zhǎng)為1064nm的紅色激光，按圖5所示開孔點(diǎn)陣圖，在氮化硼薄膜3 上進(jìn)行圖形化開孔，形成開孔區(qū)域，孔間距為2mm ；步驟5 通過絲網(wǎng)印刷工藝在沉積著含磷的氮化硅薄膜1的前表面絲網(wǎng)印刷銀漿柵線，在沉積著氮化硼薄膜3的背表面絲網(wǎng)印刷鋁漿及背銀電極；步驟6 通過高溫?zé)Y(jié)工藝在900°C溫度下進(jìn)行燒結(jié)，在此高溫下形成N+PP+結(jié)構(gòu)并形成前柵電極及背點(diǎn)接觸式電極，完成電池制作。實(shí)施例4 本實(shí)施例中，η型晶體硅襯底4采用η型單晶硅片，含硼的氮化硅薄膜或氮化硼薄膜3采用含硼的氮化硅薄膜，利用本發(fā)明的制作方法得到的晶體硅太陽(yáng)能電池的立體剖面圖如圖4所示，具體制作過程如下步驟1 用常規(guī)清洗方法清洗η型晶體硅襯底4，并采用堿溶液進(jìn)行絨面制作；步驟2 把η型晶體硅襯底4放在PECVD反應(yīng)腔內(nèi)，通入硅烷、氨氣及少量硼烷， 在350°C的反應(yīng)溫度下在η型晶體硅襯底4的前表面沉積含硼的氮化硅薄膜3，其厚度為70nm ；步驟3 將沉積有含硼的氮化硅薄膜3的η型晶體硅襯底4取出后放入另一個(gè) PECVD反應(yīng)腔內(nèi)，通入硅烷、氨氣及少量磷烷，在300°C的反應(yīng)溫度下在η型晶體硅襯底4的背表面沉積含磷的氮化硅薄膜1，其厚度為150nm，然后取出；步驟4 將前表面沉積有含硼的氮化硅薄3、背表面沉積有含磷的氮化硅薄膜1的 η型晶體硅襯底4進(jìn)行15分鐘的高溫退火處理，溫度為1000°C，形成P+NN+結(jié)構(gòu)；步驟5 通過絲網(wǎng)印刷工藝在沉積有含磷的氮化硅薄膜的背表面絲網(wǎng)印刷銀漿， 形成電極細(xì)線11與電極主線12，如圖6所示；然后通過高溫?zé)Y(jié)工藝在850°C溫度下進(jìn)行燒結(jié)，從而形成背電極種子層；步驟6 采用波長(zhǎng)為532nm的綠色激光，在沉積有含硼的氮化硅薄膜3的前表面開槽并獲得選擇性硼重?fù)诫s區(qū)域，開槽圖形如圖6所示；步驟7 通過電鍍工藝，在前表面的選擇性重?fù)诫s位置以及背表面銀線電極種子層位置電鍍銅，從而形成前柵電極7及背表面局部線接觸式電極10，完成電池制作。實(shí)施例5 本實(shí)施例中，η型晶體硅襯底采用η型單晶硅片，含硼的氮化硅薄膜或氮化硼薄膜 3采用氮化硼薄膜，利用本發(fā)明的制作方法得到的晶體硅太陽(yáng)能電池的立體剖面圖類似圖 4所示，具體制作過程如下具體制作方法包括如下步驟步驟1 用常規(guī)清洗方法清洗η型晶體硅襯底4，并采用堿溶液進(jìn)行絨面制作；步驟2 把η型晶體硅襯底4放在PECVD反應(yīng)腔內(nèi)，通入氨氣及硼烷，在350°C的反應(yīng)溫度下在η型晶體硅襯底4的前表面沉積氮化硼薄膜3，其厚度為70nm ；步驟3 將沉積有氮化硼薄膜3的η型晶體硅襯底4取出后放入另一個(gè)PECVD反應(yīng)腔內(nèi)，通入硅烷、氨氣及少量磷烷，在350°C的反應(yīng)溫度下在η型晶體硅襯底4的背表面沉積含磷的氮化硅薄膜1，其厚度為200nm，然后取出；步驟4 將前表面沉積有氮化硼薄膜3，背表面沉積有含磷的氮化硅薄膜1的η型晶體硅襯底4進(jìn)行20分鐘的高溫退火處理，溫度為900°C，形成P+NN+結(jié)構(gòu)；步驟5 采用波長(zhǎng)為532nm的綠色激光，在沉積有氮化硼薄膜3的前表面開槽并獲得選擇性硼重?fù)诫s區(qū)域，在沉積有含磷的氮化硅薄膜1的背表面開槽并獲得選擇性磷重?fù)诫s區(qū)域，開槽圖形如圖6所示；步驟6 通過電鍍工藝，在前表面的選擇性硼重?fù)诫s位置以及背表面的選擇性磷重?fù)诫s位置電鍍鎳，從而形成前柵電極7及背表面局部線接觸式電極10，完成電池制作。實(shí)施例6 本實(shí)施例中，η型晶體硅襯底4采用η型多晶硅片，含硼的氮化硅薄膜或氮化硼薄膜3采用氮化硼薄膜，利用本發(fā)明的制作方法得到的晶體硅太陽(yáng)能電池的立體剖面圖類似圖4所示，具體制作過程如下具體制作方法包括如下步驟步驟1 用常規(guī)清洗方法清洗η型晶體硅襯底4，并采用酸溶液進(jìn)行絨面制作；步驟2 把η型多晶硅襯底4放在PECVD反應(yīng)腔內(nèi)，通入氨氣及硼烷，在300°C的反應(yīng)溫度下在η型多晶硅襯底4的前表面沉積氮化硼薄膜3，其厚度為60nm ；
步驟3 將沉積有氮化硼薄膜3的η型多晶硅襯底4取出后放入另一個(gè)PECVD反應(yīng)腔內(nèi)，通入硅烷、氨氣及少量磷烷，在350°C的反應(yīng)溫度下在η型晶體硅襯底4的背表面沉積含磷的氮化硅薄膜1，其厚度為IOOnm ；步驟4 通過絲網(wǎng)印刷工藝在沉積著含磷的氮化硅薄膜1的背表面絲網(wǎng)印刷銀漿， 形成電極細(xì)線11與電極主線12，如圖6所示；然后通過高溫?zé)Y(jié)工藝在850°C溫度下進(jìn)行燒結(jié)，從而形成背電極種子層；
步驟5 采用波長(zhǎng)為532nm的綠色激光，在沉積著氮化硼薄膜3的前表面開槽并獲得選擇性硼重?fù)诫s區(qū)域，開槽圖形如圖6所示；步驟6 通過電鍍工藝，在前表面的選擇性重?fù)诫s位置以及背表面銀線電極種子層位置電鍍錫，從而形成前柵電極7及背表面局部線接觸式電極10，完成電池制作。以上所述的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種晶體硅太陽(yáng)能電池的制作方法，首先，對(duì)P型晶體硅片或η型晶體硅片進(jìn)行清洗制絨處理；然后，利用薄膜沉積技術(shù)，在P型晶體硅片的前表面沉積含磷的氮化硅薄膜， 背表面沉積氮化硼薄膜或者含硼的氮化硅薄膜，或者在η型晶體硅片的前表面沉積氮化硼薄膜或者含硼的氮化硅薄膜，背表面沉積含磷的氮化硅薄膜；接著，將該沉積薄膜的P型晶體硅片或η型晶體硅片進(jìn)行高溫退火處理，使氮化硅薄膜中的磷元素，以及氮化硼薄膜或者含硼的氮化硅薄膜中的硼元素?cái)U(kuò)散進(jìn)入晶體硅片內(nèi)部，從而使P型晶體硅片形成N+PP+結(jié)構(gòu)，η型晶體硅片形成P+NN+結(jié)構(gòu)；最后，制備金屬電極完成電池制作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)能電池的制作方法，其特征是所述的薄膜沉積技術(shù)采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的晶體硅太陽(yáng)能電池的制作方法，其特征是所述的高溫退火處理的溫度為750°C 1200°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的晶體硅太陽(yáng)能電池的制作方法，其特征是所述的ρ型晶體硅片前表面的含磷氮化硅薄膜的厚度為60nm 90nm、背表面的含硼氮化硅薄膜或者氮化硼薄膜的厚度為50nm 200nm ；所述的η型晶體硅片前表面的含硼氮化硅薄膜或者氮化硼薄膜的厚度為60nm 90nm、背表面的含磷氮化硅薄膜的厚度為50nm 200nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的晶體硅太陽(yáng)能電池的制作方法，其特征是所述的N+PP+ 結(jié)構(gòu)中，N型發(fā)射極的方塊電阻為50 200歐姆/方塊；所述的P+NN+結(jié)構(gòu)中，P型發(fā)射極的方塊電阻為50 200歐姆/方塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶體硅太陽(yáng)能電池的制作方法，在清洗制絨后的p型晶體硅片或n型晶體硅片的一個(gè)表面沉積含磷的氮化硅薄膜，另一個(gè)表面沉積氮化硼薄膜或者含硼的氮化硅薄膜，然后將該沉積薄膜的晶體硅片進(jìn)行高溫退火處理，使薄膜中的磷元素與硼元素?cái)U(kuò)散進(jìn)入晶體硅片內(nèi)部，從而使p型晶體硅片形成N+PP+結(jié)構(gòu)，n型晶體硅片形成P+NN+結(jié)構(gòu)，接著制作金屬電極，完成電池制作。與現(xiàn)有的制作方法相比，本發(fā)明將高溫?cái)U(kuò)散摻雜形成PN結(jié)的工藝與減反射膜的制備工藝合二為一、避免了邊緣結(jié)刻蝕工藝，并且減少了磷源與硼源的使用量，因此極大地簡(jiǎn)化了工藝流程，降低了制作成本，在太陽(yáng)能電池制作技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102332495SQ20111028898
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者萬青, 張洪亮, 竺立強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所