[發(fā)明專利]全鋁摻雜N型太陽能電池的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410042959.1
• 申請(qǐng)日: 2014-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN103746043A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅建奇;張勤杰;李秀青;華永云;顧生剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18
• 代理公司: 上海天辰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陶金龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全鋁摻雜N型太陽能電池的制備方法。

背景技術(shù)

近年來，太陽能電池發(fā)展迅速，傳統(tǒng)的P型硅太陽能電池占據(jù)著很大的市場(chǎng)。然而，P型硅通常采用硼摻雜，在P型硅太陽能電池中會(huì)存在大量的硼-氧對(duì)，這樣使得P型硅太陽能電池的性能衰減較快。相比之下，N型硅太陽能電池采用磷摻雜，由于不存在硼-氧對(duì)，能夠克服P型硅太陽能電池的光致衰減效應(yīng)，同時(shí)，其還具有對(duì)大部分金屬離子（金離子除外）的污染不敏感、較長(zhǎng)的少子壽命和擴(kuò)散長(zhǎng)度等優(yōu)勢(shì)，因此，N型硅太陽能電池逐漸成為研究的熱點(diǎn)。

目前，N型硅太陽能電池形成PN結(jié)的方法有硼擴(kuò)散法、離子注入法、鋁燒結(jié)法等，其中，鋁燒結(jié)法具有制備工藝簡(jiǎn)單、與傳統(tǒng)電池制備工藝相兼容、時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，成為制備N型太陽能電池的重要工藝。通常情況下，N型太陽能電池的制備方法主要包括以下兩種工藝：

工藝一：

步驟M1：對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行表面處理和雙面制絨；

步驟M2：雙面擴(kuò)散硼處理；

步驟M3：雙面沉積氮化硅薄膜；

步驟M4：?jiǎn)蚊娉练e二氧化硅薄膜；

步驟M5：采用熱磷酸去除半導(dǎo)體襯底背面的氮化硅薄膜；

步驟M6：對(duì)半導(dǎo)體襯底背面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成N⁺層；

步驟M7：采用氫氟酸溶液去除上述二氧化硅薄膜和正面的氮化硅薄膜；

步驟M8：刻蝕去除由于上述磷擴(kuò)散在硅片側(cè)面邊緣形成的擴(kuò)散層；

步驟M9：在半導(dǎo)體襯底的正面沉積氧化鋁和氮化硅薄膜，在半導(dǎo)體襯底的背面沉積氮化硅薄膜；

步驟M10：絲網(wǎng)印刷正電極和背電極；

步驟M11：燒結(jié)上述半導(dǎo)體襯底；

步驟M12：對(duì)半導(dǎo)體襯底的背面進(jìn)行激光開孔；

步驟M13：在半導(dǎo)體襯底的背面蒸鍍金屬鋁。

工藝二：

步驟N1：對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行雙面制絨；

步驟N2：雙面擴(kuò)散磷，形成雙面的N⁺層；

步驟N3：濕法刻蝕，去除背面和側(cè)面邊緣的N⁺層；

步驟N4：在半導(dǎo)體襯底的正面沉積氮化硅薄膜；

步驟N5：依次印刷銀鋁漿背電極、鋁背電場(chǎng)和正電極；

步驟N6：高溫?zé)Y(jié)上述半導(dǎo)體襯底。

上述工藝一非常復(fù)雜，掩膜的種類和成膜順序會(huì)稍有差異，但整體思路相同，需要增加硼擴(kuò)散爐、鋁蒸鍍?cè)O(shè)備和激光設(shè)備才能利用現(xiàn)有的P型太陽能電池的生產(chǎn)線，由于鋁蒸鍍?cè)O(shè)備不利于大規(guī)模生產(chǎn)且造價(jià)昂貴，從而增加了制造成本，因此，工藝一不適合目前的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

上述工藝二的各個(gè)制備步驟與目前P型太陽能電池的生產(chǎn)工藝相兼容，可以在現(xiàn)有的設(shè)備規(guī)模的基礎(chǔ)上進(jìn)行制造，并且避免增加不必要的成本。然而，由于在同一高溫下，銀鋁漿的燒結(jié)深度比純鋁擴(kuò)散深度大、金屬銀的摻雜不能形成PN結(jié)等因素，如果采用現(xiàn)有的先印刷銀鋁漿背電極、再印刷鋁背電場(chǎng)的工藝步驟，將導(dǎo)致在背電極處不能夠完全形成PN結(jié)，從而使得整個(gè)器件出現(xiàn)嚴(yán)重的漏電問題。再者，如果采用全背場(chǎng)網(wǎng)版，先印刷背電場(chǎng)再印刷背電極，那么，在后續(xù)的高溫?zé)Y(jié)后，將導(dǎo)致其無法進(jìn)行焊接形成電池組件。因此，急需改進(jìn)現(xiàn)有的N型太陽能電池的制備方法，從而使其在原有設(shè)備規(guī)模的基礎(chǔ)上制備出性能優(yōu)良的N型太陽能電池。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述問題，本發(fā)明旨在提供一種N型太陽能電池的制備方法，從而制備出性能良好的PN結(jié)，提高太陽能電池的光電性能，并能夠進(jìn)行后期組件的焊接，符合組件加工的力學(xué)性能指標(biāo)。

本發(fā)明提供的全鋁摻雜N型太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：

步驟S01：提供一個(gè)N型半導(dǎo)體襯底；

步驟S02：在所述N型半導(dǎo)體襯底的正面形成N⁺層；

步驟S03：在所述N⁺層上形成氮化硅薄膜；

步驟S04：在所述N型半導(dǎo)體襯底的背面形成全鋁背場(chǎng)；

步驟S05：在所述氮化硅薄膜上制備正電極；

步驟S06：對(duì)所述N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，使所述正電極與所述N+層相接觸，并在所述N型半導(dǎo)體襯底的背面形成P型層；

步驟S07：在所述全鋁背場(chǎng)表面制備背電極；

步驟S08：低溫?zé)Y(jié)所述背電極。

優(yōu)選地，形成所述全鋁背場(chǎng)的方法包括：采用不含背電極圖形的全背場(chǎng)網(wǎng)版，在所述N型半導(dǎo)體襯底背面印刷形成所述全鋁背場(chǎng)。