[發明專利]一種晶硅太陽能電池疊層鈍化的方法

無效

• 申請號: 201310108913.0
• 申請日: 2013-04-01
• 公開（公告）號: CN104091853A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 李士會
• 申請（專利權）人: 北京中科信電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明設計一種晶體硅太陽能電池疊層鈍化，屬于新能源、半導體光電子等技術領域。

背景技術

等離子增強化學氣相沉積(PECVD)制備氫化非晶氮化硅現已經成為工業太陽能電池標準工藝中的一道工序，其主要存在三個方面的優勢：作為減反射膜，鈍化太陽能電池表面從而降低表面復合速度；薄膜中豐富的氫可以鈍化體內的缺陷態。氮化硅膜層不僅減緩漿料中玻璃體對硅的腐蝕，抑制銀的擴散速度，從而使后續快燒工藝溫度更容易調節，而且致密的氮化硅膜層是有害雜質的良好阻擋層，同時生成的氫原子對硅片具有表面鈍化與體鈍化的雙重作用，可以很好地修復硅中的位錯、表面懸掛鍵，提高了硅片中載流子的遷移率因而成為制作高效電池的關鍵技術。然而，相比與氮化硅膜，適當厚度的二氧化硅具有更佳的鈍化效果。常規二氧化硅生成方法一般通過高溫氧化爐進行氧化，但干氧條件下二氧化硅生成速度慢，需要較長的時間，而且長時間的高溫過程會導致擴散形成的PN結表面濃度和結深發生改變，使得結深增加，表面濃度降低，從而對太陽能電池效率產生了不利影響。。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的缺點和不足，而提供一種晶硅太陽能電池疊層鈍化工藝，以制作高效、低成本多晶硅太陽能電池。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是，包括以下步驟：

(1)、選用純度不小于99.999％的P型多晶硅片為基片，其電阻率為0.5-3Ω.cm，厚度范圍為180-220微米。

(2)、采用HF、HNO3及水的混合溶液在多晶硅片表面制備凹坑狀絨面；

(3)、將制備絨面后的多晶硅硅片放入高溫擴散爐，實現磷摻雜，形成PN結，表面方塊電阻范圍為60-65Ω/◇；

(4)、將高溫擴散后的硅片放入等離子體刻蝕機，去除擴散工藝過程中側面形成的PN結；

(5)、將硅片放入HF酸及水的混合溶液，去除硅片表面的磷硅玻璃層；

(6)將去除磷硅玻璃后的硅片放入HNO3及H2O2的混合溶液，在硅片兩個表面氧化生長一定厚度的二氧化硅。

(6)、采用PECVD設備在P型多晶硅硅片的摻雜層上沉積略低于常規膜厚的Si3N4膜；

(7)、采用絲網印刷工藝制作背銀電極、鋁背場和正銀電極，并進行高溫燒結。

本發明的優點在于：

1)、通過濕法氧化方式生長二氧化硅膜，不引入新型設備，不引入高溫過程，有效降低成本；

2)、二氧化硅形成選用常規的HNO3及H2O2，可以集成入磷硅玻璃清洗，工藝升級快速簡單，不需進行設備和控制軟件的升級和改造；

3)、生長的二氧化硅除了具有較好的鈍化效果，還充當減反射膜的作用，因此沉積氮化硅減反射膜的膜厚可適當降低，所需的工藝時間縮短，增大了產能，降低了生產成本；

4)、沉積在硅片背表面的二氧化硅降低了背場界面態密度，也對被表面具有較好的鈍化效果。故而該工藝簡單、成本低廉。采用該專利技術制備的多晶硅太陽能電池光電轉換效率大于16.6％。

附圖說明

圖1圖1所示為發明的工藝流程圖；

具體實施方式

為了更好地理解本發明，下面用具體實例來詳細說明本發明的技術方案，但是本發明并不局限于此。

本發明的一種晶硅太陽能電池疊層鈍化工藝，在完成硅片表面絨面制備、高溫擴散制結、等離子刻蝕及磷硅玻璃清洗等工藝步驟后，將硅片置于HNO3及H2O2的混合溶液中，利用混合溶液的強氧化性，在硅片兩面形成二氧化硅層。

具體步驟為：

1)硅片絨面制備步驟：采用氫氟酸及硝酸的混合溶液，按照HNO3∶HF∶H2O＝3∶1∶2.5的比例，在0-3℃溫度下，腐蝕90-120秒，在硅片表面腐蝕出凹坑狀絨面結構。

2)高溫擴散制結步驟：將上述處理后的硅片放入高溫擴散爐，在850-900℃溫度下，以氮氣攜源的放入送入一定流量的包含三氯氧磷蒸汽的氮氣，同時通入足量氧氣，維持30-60分鐘，制作出N型發射極，擴散后方塊電阻50-60Ω/◇。

3)等離子體刻蝕：利用電感耦合式刻蝕機，通入適量四氟化碳及氧氣，刻蝕去除硅片厚度方向在擴散過程中形成的邊緣PN結。

4)去磷硅玻璃清洗：將刻蝕完成后的硅片放入10％的氧氟酸溶液，停留120-300秒，將硅片表面的磷硅玻璃層去除。

5)二氧化硅氧化層制作：將上述處理后的硅片放入同等體積的硝酸與雙氧水混合溶液中，溫度為室溫，氧化時間5-15分鐘。