[發明專利]基于離子注入工藝的n型IBC硅太陽能電池制作方法

有效

• 申請號: 201410450314.1
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104269457A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 董經兵;朱彥斌;張斌;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;H01L21/265
• 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

技術領域

本發明屬于太陽電池技術領域，具體涉及一種基于離子注入工藝的n型IBC硅太陽能電池制作方法。

背景技術

太陽能電池可將太陽能直接轉化為電能，是利用太陽能資源的有效方式，由于在使用中不會產生有害物質，所以太陽能電池在解決能源與環境問題方面倍受青睞，具有良好的市場前景，太陽能也被譽為是最理想的能源，是解決人類社會賴以生存和發展的重要資源。

目前主流的太陽能電池材料是用P型硅做襯底，通過高溫磷擴散來形成pn結，然而p型硅電池受體內硼氧對的影響存在光致衰減的現象，而n型硅材料相對于p型硅材料來說，由于其對金屬雜質和許多非金屬缺陷不敏感，且體內具有較少的硼氧對，所以在性能的穩定性上要高于p型晶硅電池，同時n型電池的少子壽命更高，這為制備更高效的太陽電池奠定了基礎。

背結背接觸太陽電池早在1977年開始進入人們的視線，直到現在仍具有太陽電池行業研究的熱點，相對于常規的硅電池，背結背接觸太陽電池的優勢明顯，主要可以表現在以下幾個方面：

1.??????背結背接觸太陽電池以n型晶體硅作為襯底，少子壽命高，適用于制備高效電池，特別適用于背結背接觸太陽電池這種pn結在背表面的電池結構，因為產生于前表面的光生載流子必須要遷移到電池背表面的pn結才能被利用，較高的少子壽命是減少光生載流子在太陽電池表面和體內復合的保證；

2.??????N型基體的硼含量極低，因此硼氧對造成的光致衰減沒有p型基體材料明顯，對封裝后組件的效率提升更為明顯；

3.??????背結背接觸太陽電池的正面沒有電極，減少了遮光面積，增加光生電流，電池的正負電池呈交指狀的分布在電池的背面；

4.??????背結背接觸太陽電池易于封裝，與常規電池相比，無需把前一片的負極交叉接到后一片的正極，易于操作。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種基于離子注入工藝的n型IBC硅太陽電池制作方法，該方法安全可靠，與傳統的太陽電池生產線兼容，適合目前太陽電池的產線升級。

技術方案：本發明公開了一種基于離子注入工藝的n型IBC硅太陽能電池制作方法，包括以下步驟：

（1）選取電阻率在3-12Ω·cm?的n型硅襯底，并用化學腐蝕去除硅片表面的損傷層，而后進行雙面制絨；

（2）雙面磷擴散；

（3）通過印刷腐蝕性漿料或者激光蝕刻的方式去除p⁺定義區域的磷硅玻璃；

（4）采用有機堿性溶液對p⁺定義區域進行選擇性拋光，并去除p⁺定義區域的n⁺擴散層；

（5）去除前表面的磷硅玻璃，而后采用酸性溶液對前表面進行蝕刻，蝕刻后的前表面方阻控制在100Ω/□-200Ω/□；

（6）去除n型硅片背表面的磷硅玻璃，并進行RCA清洗；

（7）在n型硅片背面P+定義區域選擇性地進行硼注入，硼注入量為1x10¹⁵cm^-3-5x10¹⁶cm^-3；

（8）退火：退火溫度控制在900℃-1000℃，退火時間控制在20-90min，同時在N型硅片的前表面和背表面形成氧化層，所述氧化層厚度在3-15nm；

（9）沉積鈍化層：在N型硅片的雙面進行SiNx的沉積；

（10）背面接觸區域的介質膜開孔；

（11）在n型硅片的背面n⁺⁺和?p⁺⁺接觸區域分別印刷金屬漿料并燒結形成歐姆接觸；

其中，步驟（4）中的有機堿性溶液為TMAH或者TMAH與其他堿性溶液的混合液，刻蝕溫度在60-80℃，刻蝕時間在10min-30min；

步驟（5）中的酸性溶液為氫氟酸、硝酸的混合溶液。

本發明通過采用硼擴散和硼離子注入方式相結合實現n⁺、p⁺區域的摻雜，且該工藝無需在背面的n⁺?/p⁺界面進行隔離，即可有效地避免電池的隧道結漏電。

作為本發明的進一步優化，本發明所述的步驟（2）中的擴散方阻為40Ω/□-100Ω/□。

作為本發明的進一步優化，本發明所述的步驟（5）中氫氟酸、硝酸、水以體積比1:30:300混合而成。