一種制備n型晶體硅雙面太陽電池的方法
【專利摘要】一種制備n型晶體硅雙面太陽電池的方法，按如下步驟：對硅片表面進行制絨和清洗；CVD法或PVD法在需擴散硼的一面沉積重摻雜硼的氧化硅薄膜，厚度為20?200nm；CVD法或PVD法在需擴散磷的一面沉積重摻雜磷的氧化物薄膜，厚度為20?200nm；潔凈空氣氣氛或氧氣氣氛中常壓高溫擴散，同步制得摻雜n型層和摻雜p型層；硅片雙面氧化物的濕化學法去除和清洗；硅片雙面鈍化減反射膜的沉積；硅片雙面柵線電極的制備；硅片邊緣的防漏電處理。本發(fā)明擴散技術相對簡單，摻雜層的摻雜濃度精確可控，可避免表面過高濃度的死層問題，所得摻雜層的方阻分布均勻。本發(fā)明制備的n型晶體硅雙面太陽電池的性能優(yōu)良，制造成本較低。
【專利說明】
一種制備η型晶體硅雙面太陽電池的方法
技術領域
[0001]本發(fā)明為一種制備η型晶體硅雙面太陽電池方法，屬于太陽電池領域，也屬于半導體器件領域。涉及太陽電池的制備技術。
【背景技術】
[0002]N型晶體硅雙面電池因其轉(zhuǎn)換效率高，無光致衰減，可雙面進光進一步提高了太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點日益受到人們的重視。其器件結構根據(jù)Pn結材料的構成分為晶體硅/晶體硅同質(zhì)結和非晶體硅/晶體硅異質(zhì)結太陽電池兩大類。其中前者生產(chǎn)技術路線與現(xiàn)有P型晶體硅太陽電池技術路線所采用的產(chǎn)線設備大多相同，與現(xiàn)有產(chǎn)線技術兼容性好，技術轉(zhuǎn)型較為容易，成本較低，近年來被普遍看好。
[0003]N型晶體硅太陽電池為得到較高的轉(zhuǎn)換效率，其兩個表面均需制備重摻雜晶體硅層，其中發(fā)射極面需制備P型重摻雜晶體硅層，背電場面需制備η型重摻雜晶體硅層，然后再在其上制備其他結構最終得到一個完整的器件。目前較為普遍的用于制作所述的重摻雜晶體硅層的技術主要有擴散法和離子注入法。擴散法大多是采用三氯氧磷液態(tài)源擴散制備η型重摻雜層，溴化硼液態(tài)源或者氧化硼固態(tài)源擴散制備P型重摻雜晶體硅層。目前一般采用一面離子注入一面擴散的組合獲得雙面重摻雜晶體硅層，因為如果雙面均采用擴散法的話現(xiàn)有技術方案會造成兩層結構在擴散過程中的相互影響，造成負面結果。但一面離子注入一面擴散的方案仍不夠完善。因離子注入后需高溫熱處理以恢復損傷的晶格，但這個過程中會造成硅片性能的變化，另外該技術成本仍太高；目前常用的管式擴散的方法所得擴散層的方阻分布均勻性較差。
[0004]目前，發(fā)展新的重摻雜層的制備技術是進一步提升η型晶體硅雙面太陽電池性能，降低其制造成本的關鍵。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提出一種制備η型晶體硅雙面太陽電池的方法，以一種新的固態(tài)源擴散方法實現(xiàn)雙面重摻雜層的制備，做到精確控制兩面摻雜的摻雜原子的分布，改善擴散層的方阻分布均勻性，優(yōu)化η型雙面電池的制備技術路線，降低η型晶體硅雙面太陽電池的制造成本。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的。
[0007]—種制備η型晶體硅雙面太陽電池的方法。其特征是制造過程中兩個表面的η型和P型重摻雜層是分別通過CVD法或PVD法在硅片的對應面上沉積重摻雜磷和硼的氧化硅薄膜作為擴散源在高溫下一步擴散得到的。具體地說，按如下步驟。
[0008](I)對硅片表面進行制絨和清洗。
[0009](2)CVD法或PVD法在需擴散硼的一面沉積重摻雜硼的氧化硅薄膜，厚度為20-200nmo
[0010](3 ) C V D法或P V D法在需擴散磷的一面沉積重摻雜磷的氧化物薄膜，厚度為2 O -200nmo
[0011](4)潔凈空氣氣氛或氧氣氣氛中常壓高溫擴散，同步制得摻雜n型層和摻雜P型層。
[0012](5)硅片雙面氧化物的濕化學法去除和清洗。
[0013](6)硅片雙面鈍化減反射膜的沉積。
[0014](7)硅片雙面柵線電極的制備。
[0015](8)硅片邊緣的防漏電處理。
[0016]本發(fā)明步驟(4)中所述的高溫擴散過程可在管式爐中完成，也可在鏈條式或者輥道式連續(xù)爐中完成。
[0017]進一步，優(yōu)選在步驟(5)與步驟(6)之間增加一步選擇發(fā)射極和選擇背電場的制備過程，以進一步提尚太陽電池的性能。
[0018]進一步，當步驟(2)采用CVD法進行重摻雜硼層制備的情況下，優(yōu)選在步驟(2)進行前采用CVD法或PVD法在需擴散磷的一面沉積一層不摻雜氧化硅薄膜，厚度為5-100nm。
[0019]本發(fā)明效果:采用本發(fā)明所提及的技術可一步擴散實現(xiàn)硅片兩個表面所需的η型和P型重摻雜硅層的制備，所得摻雜層的摻雜濃度精確可控，可避免表面過高濃度的死層問題，所得摻雜層的方阻分布均勻。采用本發(fā)明所提及的整套技術路線制備η型晶體硅雙面太陽電池的性能優(yōu)良，制造成本較低。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明將通過以下實施例作進一步說明。
[0021]實施例1。
[0022]采用管式PECVD法沉積擴散所需各類氧化硅薄膜，具體通過以下技術方案實現(xiàn)。
[0023](I)對硅片表面進行制絨和清洗。
[0024](2)管式PECVD法在需擴散磷的一面沉積一層不摻雜氧化硅薄膜，厚度為10nm。
[0025](3)管式PECVD法在需擴散硼的一面以硼烷作為摻雜劑沉積重摻雜硼的氧化硅薄膜，厚度為I OOnm ο
[0026](4)管式PECVD法在需擴散磷的一面以磷烷作為摻雜劑沉積重摻雜磷的氧化物薄膜，厚度為80nmo
[0027](5)在石英管式爐中潔凈空氣氣氛條件下常壓高溫擴散，同步制得摻雜η型層和摻雜P型層。
[0028](6)HF酸去除硅片雙面氧化物，并用去離子水清洗。
[0029](7)硅片雙面鈍化減反射膜的沉積。
[0030](8)硅片雙面柵線電極的制備。
[0031](9)硅片邊緣的防漏電處理。
[0032]采用本方法可實現(xiàn)硅片表面擴散層方阻均勻性優(yōu)于±5%。
[0033]實施例2。
[0034]采用磁控濺射法沉積擴散所需各類氧化硅薄膜，具體通過以下技術方案實現(xiàn)。
[0035](I)對硅片表面進行制絨和清洗。
[0036](2)磁控濺射法采用硼摻雜硅靶，以反應濺射的方法在需擴散硼的一面沉積重摻雜硼的氧化娃薄膜，厚度為10nm0
[0037](3)磁控濺射法采用磷摻雜硅靶，以反應濺射的方法在需擴散磷的一面沉積重摻雜磷的氧化娃薄膜，厚度為I OOnm。
[0038](4)在石英管式爐中潔凈空氣氣氛條件下常壓高溫擴散，同步制得摻雜η型層和摻雜P型層。
[0039](5) HF酸去除硅片雙面氧化物，并用去離子水清洗。
[0040](6)硅片雙面鈍化減反射膜的沉積。
[0041](7)硅片雙面柵線電極的制備。
[0042](8)硅片邊緣的防漏電處理。
[0043]該方法在擴散過程中采用的固態(tài)材料作為原材料，無毒無害，且成本低廉，可實現(xiàn)硅片表面擴散層方阻均勻性優(yōu)于± 5%。
[0044]實施例3。
[0045]采用磁控濺射法沉積擴散所需各類氧化硅薄膜，具體通過以下技術方案實現(xiàn)。
[0046](I)對硅片表面進行制絨和清洗。
[0047](2)以反應磁控濺射法在需擴散磷的一面沉積一層不摻雜氧化硅薄膜，厚度為20nmo
[0048](3)磁控濺射法采用硼摻雜硅靶，以反應濺射的方法在需擴散硼的一面沉積重摻雜硼的氧化娃薄膜，厚度為10nm0
[0049](4)磁控濺射法采用磷摻雜硅靶，以反應濺射的方法在需擴散磷的一面沉積重摻雜磷的氧化娃薄膜，厚度為I OOnm。
[0050](5)在石英管式爐中潔凈空氣氣氛條件下常壓高溫擴散，同步制得摻雜η型層和摻雜P型層。
[0051](6)HF酸去除硅片雙面氧化物，并用去離子水清洗。
[0052](7)硅片雙面鈍化減反射膜的沉積。
[0053](8)硅片兩面選擇重摻雜發(fā)射極和選擇重摻雜背場的制備。
[0054](9)硅片雙面柵線電極的制備。
[0055](10)硅片邊緣的防漏電處理。
[0056]該方法在擴散過程中采用的固態(tài)材料作為原材料，無毒無害，且成本低廉，可實現(xiàn)硅片表面擴散層方阻均勻性優(yōu)于土 5%。通過增加了重摻雜發(fā)射極和重摻雜背場，可在實施例2的基礎上進一步提高太陽電池的轉(zhuǎn)換效率。
【主權項】
1.一種制備η型晶體硅雙面太陽電池的方法，其特征是按如下步驟: (I)對硅片表面進行制絨和清洗； (2 )CVD法或PVD法在需擴散硼的一面沉積重摻雜硼的氧化硅薄膜，厚度為20-200nm; (3)CVD法或PVD法在需擴散磷的一面沉積重摻雜磷的氧化物薄膜，厚度為20-200nm; (4)潔凈空氣氣氛或氧氣氣氛中常壓高溫擴散，同步制得摻雜η型層和摻雜P型層； (5)硅片雙面氧化物的濕化學法去除和清洗； (6)硅片雙面鈍化減反射膜的沉積； (7)硅片雙面柵線電極的制備； (8)硅片邊緣的防漏電處理。2.根據(jù)權利要求1所述的制備η型晶體硅雙面太陽電池的方法，其特征是步驟(4)中所述的高溫擴散過程在管式爐中、鏈條式或者輥道式連續(xù)爐中完成。3.根據(jù)權利要求1所述的制備η型晶體硅雙面太陽電池的方法，其特征是在步驟(5)與步驟(6)之間增加一步選擇發(fā)射極和選擇背電場的制備過程。4.根據(jù)權利要求1所述的制備η型晶體硅雙面太陽電池的方法，其特征是當步驟(2)采用CVD法進行重摻雜硼層制備的情況下，在步驟(2)進行前采用CVD法或PVD法在需擴散磷的一面沉積一層不摻雜氧化硅薄膜，厚度為5-100nm。
【文檔編號】H01L21/225GK105826432SQ201610323511
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】黃海賓, 周浪, 岳之浩, 高超, 韓宇哲, 宿世超
【申請人】南昌大學