[實(shí)用新型]太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220325005.8
• 申請(qǐng)日: 2012-07-05
• 公開（公告）號(hào): CN202957254U
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳同銀;馬杰華;邢國(guó)強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥海潤(rùn)光伏科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/0224
• 分類號(hào): H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 夏雪

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太陽能電池領(lǐng)域，特別涉及太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

低成本、高效率的太陽能電池(簡(jiǎn)稱“電池”)是工業(yè)化電池生產(chǎn)的方向，而選擇性發(fā)射極電池?zé)o疑是實(shí)現(xiàn)高效率電池的重要方法之一。

選擇性發(fā)射極電池的結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)：首先和金屬化區(qū)域接觸的襯底形成重?fù)诫s區(qū)，非金屬區(qū)域形成輕摻雜區(qū)。目的是在保證金屬半導(dǎo)體接觸質(zhì)量的情況下，降低發(fā)射極的復(fù)合速率，提高藍(lán)波段的內(nèi)量子效率，提高短路電流密度和開壓。選擇性發(fā)射極具有良好的金屬接觸，金屬化區(qū)域重?fù)诫s區(qū)節(jié)深大，燒結(jié)過程中金屬等雜質(zhì)不容易進(jìn)入耗盡區(qū)形成深能級(jí)；金屬化高復(fù)合域和光照區(qū)域分離，載流子復(fù)合低，橫向高低結(jié)前場(chǎng)作用明顯，有利于光生載流子收集等優(yōu)點(diǎn)。

目前實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)射極電池的主要方法有掩膜二次擴(kuò)散和一次重?cái)U(kuò)散后利用掩膜保護(hù)重?cái)U(kuò)散區(qū)進(jìn)行化學(xué)腐蝕形成輕摻雜區(qū)。但是這兩種方法工藝相對(duì)復(fù)雜，成本較高。

實(shí)用新型內(nèi)容

實(shí)用新型目的：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本實(shí)用新型的目的是提供工藝簡(jiǎn)單、成本較低的太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)及其制備方法。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的第一種技術(shù)方案為一種太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)，包括p型晶體硅襯底，上表面分布有間斷的輕摻雜區(qū)，所述輕摻雜區(qū)的間斷處設(shè)有n++重?fù)诫s區(qū)。

進(jìn)一步地，所述襯底的厚度為160微米至220微米。

本實(shí)用新型采用的第二種技術(shù)方案為一種太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟：

(1)提供p型晶體硅片作為半導(dǎo)體襯底；

(2)在半導(dǎo)體襯底表面在820至900℃的環(huán)境下重?cái)U(kuò)散形成n++重?fù)诫s區(qū)(又稱重?fù)诫s發(fā)射極)；

(3)在n++重?fù)诫s區(qū)上形成掩膜阻隔層；

(4)利用等離子體干法刻蝕n++重?fù)诫s區(qū)，在掩膜阻隔層以外的區(qū)域形成輕摻雜區(qū)(又稱淺發(fā)射極)。

進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體襯底的電阻率為1至6Ω·cm，襯底的厚度為160微米至220微米。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，以液態(tài)POCl₃為原料擴(kuò)散形成n++重?fù)诫s區(qū)，該n++重?fù)诫s區(qū)的方塊電阻為20至60ohm/□。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，還包括：在常溫下用重量百分比1%至10%的氫氟酸清洗n++重?fù)诫s區(qū)0.5至10min，去除n++重?fù)诫s區(qū)表面的磷硅玻璃。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，使用噴墨印刷抗蝕劑作為掩膜阻隔層，然后烘干。更進(jìn)一步地，烘干溫度為100至350℃，烘干后的掩膜阻隔層的高度為5至20um，寬度為100至500um。

進(jìn)一步地，所述輕摻雜區(qū)的方塊電阻為70至140ohm/□。

進(jìn)一步地，所述步驟(4)中，還包括：先去除掩膜阻隔層，再清洗等離子體干法刻蝕后在硅片表面形成的殘留物。

有益效果：本實(shí)用新型采用一步擴(kuò)散工藝，相對(duì)二次擴(kuò)散工藝流程更簡(jiǎn)單，并避免二次高溫造成的損傷；采用抗蝕劑作為掩膜阻隔層，通過等離子體選擇性的刻蝕在沒有掩膜阻隔層的區(qū)域形成輕摻雜區(qū)，和化學(xué)濕法刻蝕相比，工藝更加穩(wěn)定，易控制，腐蝕更均勻；等離子體干法刻蝕減少了環(huán)境污染，降低了廢液處理的成本。

附圖說明

圖1為p型晶體硅片作為半導(dǎo)體襯底的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為形成n++重?fù)诫s區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為形成掩膜阻隔層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為形成輕摻雜區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。

如圖1所示，提供p型多晶硅片為半導(dǎo)體襯底1，電阻率為1~6Ω·cm。襯底的厚度190±30微米。

如圖2所示，在多晶硅襯底1表面之上，以液態(tài)POCl₃為原料在860±40℃的高溫下重?cái)U(kuò)散形成n++重?fù)诫s區(qū)2，n++重?fù)诫s區(qū)的方塊電阻宜控制在20~60ohm/□，然后常溫下用重量百分比1%至10%的HF，清洗時(shí)間為0.5~10min，去除n++重?fù)诫s區(qū)表面的磷硅玻璃。

如圖3所示，在n++重?fù)诫s區(qū)2上使用噴墨印刷AZ4620抗蝕劑作為掩膜阻隔層3，在n++重?fù)诫s區(qū)表面形成電極柵線區(qū)，以100-350℃烘干后掩膜阻隔層的高度5-20um，寬度100-500um。

如圖4所示，使用等離子體干法刻蝕，在掩膜阻隔層3以外的區(qū)域，形成輕摻雜區(qū)4，刻蝕氣體包括但不限于SF₆和O₂的混合氣體，例如CF₄和O₂或NF₃和O₂等亦可，以SF₆和O₂的混合氣體為例，SF₆氣體流量200-3000sccm，O₂氣體流量20-1000sccm，壓強(qiáng)10-80pa，功率3-20kw，刻蝕時(shí)間10-300s，刻蝕后的淺發(fā)射極方塊電阻宜控制在70～140ohm/□，量測(cè)49點(diǎn)方塊電阻值的方差可以控制在10以內(nèi)，比化學(xué)腐蝕形成的方塊電阻均勻性好，進(jìn)一步提高了效率。之后先用嘧啶酮化合物剝離液將抗蝕劑去除，然后使用重量百分比1%至10%的HF去除等離子刻蝕后在硅片表面形成的殘留物，后者的時(shí)間為5~20分鐘。