[實用新型]太陽能電池的選擇性發射極結構

有效

• 申請號: 201220325005.8
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN202957254U
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 陳同銀;馬杰華;邢國強
• 申請（專利權）人: 合肥海潤光伏科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;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: 夏雪

技術領域

本實用新型涉及太陽能電池領域，特別涉及太陽能電池的選擇性發射極結構。

背景技術

低成本、高效率的太陽能電池(簡稱“電池”)是工業化電池生產的方向，而選擇性發射極電池無疑是實現高效率電池的重要方法之一。

選擇性發射極電池的結構主要特點：首先和金屬化區域接觸的襯底形成重摻雜區，非金屬區域形成輕摻雜區。目的是在保證金屬半導體接觸質量的情況下，降低發射極的復合速率，提高藍波段的內量子效率，提高短路電流密度和開壓。選擇性發射極具有良好的金屬接觸，金屬化區域重摻雜區節深大，燒結過程中金屬等雜質不容易進入耗盡區形成深能級；金屬化高復合域和光照區域分離，載流子復合低，橫向高低結前場作用明顯，有利于光生載流子收集等優點。

目前實現選擇性發射極電池的主要方法有掩膜二次擴散和一次重擴散后利用掩膜保護重擴散區進行化學腐蝕形成輕摻雜區。但是這兩種方法工藝相對復雜，成本較高。

實用新型內容

實用新型目的：針對上述現有技術存在的問題和不足，本實用新型的目的是提供工藝簡單、成本較低的太陽能電池的選擇性發射極結構及其制備方法。

技術方案：為實現上述實用新型目的，本實用新型采用的第一種技術方案為一種太陽能電池的選擇性發射極結構，包括p型晶體硅襯底，上表面分布有間斷的輕摻雜區，所述輕摻雜區的間斷處設有n++重摻雜區。

進一步地，所述襯底的厚度為160微米至220微米。

本實用新型采用的第二種技術方案為一種太陽能電池的選擇性發射極結構的制備方法，包括如下步驟：

(1)提供p型晶體硅片作為半導體襯底；

(2)在半導體襯底表面在820至900℃的環境下重擴散形成n++重摻雜區(又稱重摻雜發射極)；

(3)在n++重摻雜區上形成掩膜阻隔層；

(4)利用等離子體干法刻蝕n++重摻雜區，在掩膜阻隔層以外的區域形成輕摻雜區(又稱淺發射極)。

進一步地，所述半導體襯底的電阻率為1至6Ω·cm，襯底的厚度為160微米至220微米。

進一步地，所述步驟(2)中，以液態POCl₃為原料擴散形成n++重摻雜區，該n++重摻雜區的方塊電阻為20至60ohm/□。

進一步地，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++重摻雜區0.5至10min，去除n++重摻雜區表面的磷硅玻璃。

進一步地，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。

進一步地，所述輕摻雜區的方塊電阻為70至140ohm/□。

進一步地，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：本實用新型采用一步擴散工藝，相對二次擴散工藝流程更簡單，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域形成輕摻雜區，和化學濕法刻蝕相比，工藝更加穩定，易控制，腐蝕更均勻；等離子體干法刻蝕減少了環境污染，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體襯底的結構示意圖；

圖2為形成n++重摻雜區的結構示意圖；

圖3為形成掩膜阻隔層的結構示意圖；

圖4為形成輕摻雜區的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權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POCl₃為原料在860±40℃的高溫下重擴散形成n++重摻雜區2，n++重摻雜區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，清洗時間為0.5~10min，去除n++重摻雜區表面的磷硅玻璃。

如圖3所示，在n++重摻雜區2上使用噴墨印刷AZ4620抗蝕劑作為掩膜阻隔層3，在n++重摻雜區表面形成電極柵線區，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以外的區域，形成輕摻雜區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10-80pa，功率3-20kw，刻蝕時間10-300s，刻蝕后的淺發射極方塊電阻宜控制在70～140ohm/□，量測49點方塊電阻值的方差可以控制在10以內，比化學腐蝕形成的方塊電阻均勻性好，進一步提高了效率。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，后者的時間為5~20分鐘。