[發明專利]一種N型單晶硅襯底PN結反型層電池及其制造方法

有效

• 申請號: 201010564015.2
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102044574A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 高艷濤;邢國強;張斌;陶龍忠;沙泉
• 申請（專利權）人: 奧特斯維能源（太倉）有限公司
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種N型單晶硅襯底PN結反型層電池，其特征在于：它包括：N型單晶硅襯底（1）、前電極、背電極、前表面三氧化二鋁薄膜（3）和氮化硅薄膜（4）；

所述前電極包括：局域硼擴散區（2）、Ti/Pb薄膜（6）和前表面金屬電極（7）；

所述背電極包括：背表面金屬電極（5）和背表面三氧化二鋁薄膜（8）；

所述?N型單晶硅襯底（1）前表面附著前表面三氧化二鋁薄膜（3），前表面三氧化二鋁薄膜（3）外附著氮化硅薄膜（4）；N型單晶硅襯底（1）前表面上設有凹槽，凹槽內設置前電極，前電極從內而外依次設有：局域硼擴散區（2）、Ti/Pb薄膜（6）和前表面金屬電極（7）；N型單晶硅襯底（1）背面設有背電極，背電極中背表面三氧化二鋁薄膜（8）附著于N型單晶硅襯底（1）的背表面，并且背表面三氧化二鋁薄膜（8）上設有凹槽，背表面金屬電極（5）穿過凹槽與N型單晶硅襯底（1）連接。

2.根據權利要求1所述的一種N型單晶硅襯底PN結反型層電池，其特征在于：N型硅片的電阻率為0.3???cm~?6???cm。

3.根據權利要求1所述的一種N型單晶硅襯底PN結反型層電池的制造方法，其特征在于：該制造方法的具體步驟如下：

(A)準備N型單晶硅襯底；

(B)采用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液對N型單晶硅襯底表面絨面化，在N型單晶硅襯底的表面制備出金字塔形狀的陷光結構，并用鹽酸和氫氟酸的混合溶液進行化學清洗；氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液的濃度范圍為0.?5%～2.5%；鹽酸和氫氟酸混合溶液中，鹽酸：氫氟酸配比為1:2?～1:3；鹽酸和氫氟酸混合溶液的濃度為0.8%?至1.2%；

(C)在N型單晶硅襯底上熱生長二氧化硅薄膜：二氧化硅薄膜在800℃?～1200℃的水蒸氣的氣氛中熱生長，熱生長的二氧化硅薄膜厚度為：300nm～500nm；

(D)對N型單晶硅襯底表面的二氧化硅薄膜光刻，二氧化硅薄膜上刻出擴硼槽，為局域硼擴散做準備；

?????(E)高溫硼擴散：通過擴硼槽在N型單晶硅襯底前表面形成局域硼擴散區；高溫硼擴散在擴散爐中進行，擴散爐中溫度為900℃～1200℃；上述局域硼擴散區的電阻為50?Ohm/Ω～70hm/Ω；

(F)采用氫氟酸除去N型單晶硅襯底表面的二氧化硅薄膜；氫氟酸濃度為：0.5%～3%；

(G)在N型單晶硅襯底的前表面和背面制備20nm?～50nm三氧化二鋁薄膜；三氧化二鋁薄膜制備溫度為200℃～500℃，采用原子層沉積（ALD）或者等離子化學氣相沉積（PECVD）的方法；

(H)在N型單晶硅襯底的前表面制備氮化硅薄膜；即在N型單晶硅襯底的前表面采用等離子化學氣相沉積（PECVD）的方法制備73nm~79nm厚的氮化硅薄膜；

(I)?鋪光刻膠，并在擴硼槽的上方光刻開槽，形成光刻槽；

(J)制備前電極；

(K)制備背電極。

4.根據權利要求3所述的一種N型單晶硅襯底PN結反型層電池的制造方法，其特征在于：所述步驟（J）可采用下述方法制備前電極：

（Ja1）在N型單晶硅襯底的前表面蒸鍍Ti金屬薄膜和Pb?金屬薄膜；?

(Ja2)剝離光刻膠；同時在光刻膠表面的Ti金屬薄膜和Pb?金屬薄膜也被剝離下來，保留光刻槽內的Ti金屬薄膜和Pb?金屬薄膜；

(Ja3)?采用電鍍或者化學鍍的方法在Ti金屬薄膜和Pb?金屬薄膜的上方電鍍銀。

5.根據權利要求3所述的一種N型單晶硅襯底PN結反型層電池的制造方法，其特征在于：所述步驟（J）可采用下述方法制備前電極：

（Jb1）在N型單晶硅襯底的前表面蒸鍍Ti金屬薄膜、Pb?金屬薄膜和Ag薄膜；

（Jb2）剝離光刻膠；同時在光刻膠表面的Ti金屬薄膜和Pb?金屬薄膜也被剝離下來，保留光刻槽內的Ti金屬薄膜、Pb?金屬薄膜和Ag薄膜。

6.根據3所述的一種N型單晶硅襯底PN結反型層電池的制造方法，其特征在于：所述步驟（K）采用下列步驟制備背電極：

(K1)將N型單晶硅襯底背面的三氧化二鋁薄膜開孔；

(K2)在開孔背面的三氧化二鋁薄膜上蒸鍍背面金屬電極；

(K3)退火。