[發明專利]一種高效N型晶體硅刻槽埋柵電池的制備方法

有效

• 申請號: 201410217901.6
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN104009118A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 孫海平;高艷濤;邢國強
• 申請（專利權）人: 奧特斯維能源（太倉）有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0224
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 劉燕嬌

1.一種高效N型晶體硅刻槽埋柵電池的制備方法，其特征在于：其工藝流程包括：單晶硅兩面激光開槽-制絨并對其清洗-在N型硅襯底的前表面進行硼擴散-選擇性發射極形成以及去背結、邊結以及硼硅玻璃-離子注入磷并退火-雙面鍍膜-制備電池的電極。

2.根據權利要求1所述的一種高效N型晶體硅刻槽埋柵電池的制備方法，其特征在于：具體步驟包括：

(a)：單晶硅兩面激光開槽

選擇電阻率為0.3???cm~2???cm的N型硅片，在激光的脈沖能量為0.05uJ~0.8uJ，頻率為50KHz~5000KHz的條件下，采用ns激光器在在襯底兩側開槽，槽寬為5um~50um，深為5um~100um，線間距為0.5mm~1.5mm；

(b)：制絨并對其清洗

用濃度為0.5%~2%的氫氧化鈉溶液在75℃~80℃時對N型單晶硅表面進行化學腐蝕，制備出三角形的陷光結構絨面，然后將濃度為10%~12%的鹽酸和濃度為8%~10%氫氟酸混合后對絨面進行清洗，除去表面雜質；

(c)：在N型硅襯底的前表面進行硼擴散

在溫度為600-1000℃的擴散爐中，采用BBr₃進行硼擴散，使N型晶體硅的擴散面方阻為20-90ohm/sq，形成PN結；或者先在N型晶體的刻槽面注入硼源，在離子束能量為15keV、離子注入量為15×7cm^-2后，再在溫度為800℃~1000℃的退火爐中退火，退火后的N型晶體硅方阻為20-90ohm/sq，形成PN結；

(d)：選擇性發射極形成以及去背結、邊結以及硼硅玻璃

用噴頭在開槽部位噴上寬度為5μm~70μm掩膜，再在單面刻蝕的設備中，將濃度為8%~10%的氫氟酸和濃度為35%~40%的硝酸混合后，在常溫下刻蝕硅片的背面和側面，然后將濃度為7%~12%的氫氟酸和濃度為35%~40%的硝酸混合后，在溫度為2℃~10℃時對硅片的刻槽面進行腐蝕，使得無掩膜區的方阻為70-150ohm/sq，然后去除掩膜和表面的硼硅玻璃，最后再烘干；

?(e)：背面離子注入磷并退火

在N型硅襯底的背面離子注入磷并進行退火處理，退火溫度為600℃-800℃，形成N⁺層，退火后的方阻范圍為20-80ohm/sq；

?(f)雙面鍍膜

在襯底的正面制備厚度為50nm~100nm的氧化鋁和氮化硅或氧化硅和氮化硅或氧化鋁、氧化硅和氮化硅復合膜，在背面鍍厚度為50nm~100nm的氮化硅膜或氧化硅和氮化硅復合膜，

?(g)?制備電池的電極

采用噴墨打印技術在電池的正面開槽處噴印厚度為1-100um，寬度為5-60um的銀鋁漿形成電池的正極，背面開槽處噴印厚度為1-100um，寬度為5-60um的杜邦17F漿料或杜邦18A漿料形成電池的負極，在溫度為400℃~800℃的燒結爐中進行共燒即可。

3.根據權利要求2所述的一種高效N型晶體硅刻槽埋柵電池的制備方法，其特征在于：步驟a中對單晶硅的正面和背面分別進行開槽。

4.根據權利要求2所述的一種高效N型晶體硅刻槽埋柵電池的制備方法，其特征在于：步驟c中對單晶硅的正面擴散，形成PN結，

根據權利要求2所述的一種高效N型晶體硅刻槽埋柵電池的制備方法，其特征在于：步驟d中所述的掩膜的寬度大于或等于PN結一側凹槽的寬度。

5.根據權利要求2所述的一種高效N型晶體硅刻槽埋柵電池的制備方法，其特征在于：步驟e中對單晶硅的背面制NN⁺高低結。

6.根據權利要求2所述的一種高效N型晶體硅刻槽埋柵電池的制備方法，其特征在于：步驟f中所述的氧化鋁和氮化硅復合膜為在氧化鋁膜的基礎上生長一層氮化硅膜形成氧化鋁和氮化硅復合膜；氧化硅和氮化硅復合膜為在氧化硅膜的基礎上生長一層氮化硅膜形成氧化硅和氮化硅復合膜；氧化鋁、氧化硅和氮化硅復合膜為在氧化鋁膜的基礎上生長一層氧化硅膜，然后再在氧化硅膜的基礎上生長一層氮化硅膜形成氧化鋁、氧化硅和氮化硅復合膜。

7.根據權利要求7所述的一種高效N型晶體硅刻槽埋柵電池的制備方法，其特征在于：所述的氮化鋁膜的制備方法為等離子化學氣相沉積或原子沉積；所述的氧化硅膜的制備方法為等離子化學氣相沉積、TCA氧化和濕氧中的任意一種；所述的氮化硅膜的制備方法為等離子化學氣相沉積或是原子沉積。

8.根據權利要求2所述的一種高效N型晶體硅刻槽埋柵電池的制備方法，其特征在于：步驟g中墨打印的圖案的寬度與刻槽寬度一致，噴墨打印的圖案的厚度大于或等于所刻槽的深度。