[發明專利]一種晶硅太陽能電池去死層方法

有效

• 申請號: 201210105485.1
• 申請日: 2012-04-11
• 公開（公告）號: CN102683483A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 孫良欣;陳支勇;陳壁滔;胡盛華;俞建;鮑文娟
• 申請（專利權）人: 北京吉陽技術股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及一種晶硅太陽能電池去死層方法。屬于光伏技術領域。

背景技術

晶硅太陽能電池：利用晶體硅作為材料制作的將光能轉化為電能的發電裝置。

死層：磷擴散時，其濃度呈階梯分布，表面濃度較高，超過磷在硅基上的最大固溶度，有部分磷原子析出，不能作為施主雜質提供電子，且會因為晶格失配、位錯，成為復合中心，少子壽命極低。對常規磷擴而言，硅片近表面0.1um范圍內雜質分布平坦，無濃度梯度，此即所謂“死層”。

晶體硅太陽電池制作過程中磷擴散后表面有不活潑磷(死層)，造成晶格缺陷，使得少子壽命顯著降低，表層吸收的短波(400-600nm)光子所產生的光生載流子對電池電流輸出貢獻小。

晶硅太陽能電池制造過程分為制絨、擴散、等離子刻蝕、PSG(Phospho?Silicate?Glass)清洗、PECVD(Plasma?Enhanced?Chemical?Vapor?Deposition等離子增強的化學氣相沉積)鍍膜、絲網印刷、燒結等工序，而擴散過程可以看做是一個無限源雜質的擴散過程，這個過程導致了發射極表面區域的雜質濃度等于(或大于)固溶度。對于磷元素來說，在850-950℃時的固溶度約為3*1020cm^-3(即5％的硅原子被一個磷原子代替)。

理想情況下，活性載流子(電子)濃度應該等于磷的濃度，但是在這么高的載流子濃度(重摻雜)的情況下，俄歇復合起主導作用，少子壽命和擴散長度非常低。而且，磷原子很可能不是均勻的分布的，可能在局部區域磷的濃度更高，使硅的晶格出現扭曲，產生大量缺陷，導致了SRH(與缺陷相關的復合)的增強。

現有技術的缺點：經過擴散工藝后，硅片表面有不活潑磷(死層)。死層造成晶格缺陷，使得少子壽命極低，表層吸收的短波(400-600nm)光子所產生的光生載流子對電池電流輸出貢獻小。

針對這些缺點，本發明主要通過去掉擴散后硅片表面死層來達到提升電流最終提升電池片效率的目的。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明主要針對如何去掉或部分去掉死層來提高少子壽命，最終達到通過提高電池電流來提升效率的目的。

一種晶硅太陽能電池去死層方法，含有以下步驟；

步驟1；將原硅片進行制絨；

步驟2；進行擴散；

步驟3；進行等離子刻蝕；

步驟4；進行去磷硅；

步驟5；進行HNO₃腐蝕；

步驟6；進行去磷硅；

步驟7；進行PECVD鍍膜；

步驟8；進行絲印燒結；

步驟9；進行測試分選；

溶液配比及浸泡時間均可以調整；

所配溶液為HNO₃(類別：EL；含量：65.0-68.0％)∶H₂O(純水)＝1∶2(1∶3)；

硅片在硝酸溶液中浸泡時間2min-5min，之后再進行去離子水洗為2min。

或：

浸泡時間為2min(或4min)，之后再進行去離子水洗大約2min。

去死層工藝主要為：HNO₃腐蝕→去磷硅；其中，HNO₃腐蝕過程所用設備為中聯科偉達磷硅玻璃濕制程設備。

本發明的優點是：

a)去磷硅后的硅片在硝酸中浸泡腐蝕可以去除表面含高濃度磷的薄層，能達到去死層的目的。方阻提高了1-3Ω，最終提升了電池的短流和串阻以至于效率提升1.0％-1.4％。

b)在硝酸浸泡腐蝕只在硅片表面形成一層很薄的氧化層，反應會自停止，不會對PN結造成明顯破壞。

具體實施方式

顯然，本領域技術人員基于本發明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發明的保護范圍。

實施例1：

本發明的關鍵點：

1)硝酸溶液重量配比1∶2-1∶3；

2)硅片在硝酸溶液中浸泡時間2min-5min；

3)去磷硅后添加去死層工藝步驟——硝酸和氫氟酸分步腐蝕去死層的方法。

實施例2：本發明提供一種晶硅太陽能電池去死層方法，含有以下步驟；

在去磷硅步驟后添加去死層步驟；

擴散后的硅片經過HF液去磷硅清洗后，表面是重摻磷的硅片，把硅片浸入硝酸后會產生極薄的SiO₂氧化層，由于沒有HF參與反應，故反應有自停止作用；

然后再通過去磷硅工藝，即可去除一層含高濃度磷的硅；