[發明專利]一種N型晶體硅電池的制備方法及其電池、組件和系統

在審

• 申請號: 201610981635.3
• 申請日: 2016-11-08
• 公開（公告）號: CN106653937A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 林建偉;劉志鋒;季根華;孫玉海;劉勇;張育政
• 申請（專利權）人: 泰州中來光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/068
• 代理公司: 北京金之橋知識產權代理有限公司11137
• 代理人: 林建軍

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，特別涉及一種N型晶體硅電池的制備方法及其電池、組件和系統。

背景技術

太陽能電池是一種能將太陽能轉化為電能的半導體器件。目前，業界的主流產品為P型晶硅太陽能電池。該電池工藝簡單，但是具有光致衰減效應，即電池的效率會隨著時間的增加而逐漸衰減，這主要是由于摻入P型硅襯底中的硼原子與襯底中的氧原子相結合產生硼氧對的結果。研究表明，硼氧對起著載流子陷阱作用，使少數載流子壽命降低，從而導致了電池光電轉換效率的衰減。相對于P型晶硅電池，N型晶硅電池具有光致衰減小、耐金屬雜質污染性能好、少數載流子擴散長度長等優點，并且由于N型晶體硅太陽能電池的正負電極都可以制作成常規的H型柵線電極結構，因此該電池不僅正面可以吸收光，其背表面也能吸收反射和散射光從而產生額外的電力。

制備N型晶體硅電池中較為關鍵的步驟是形成正面的pn結以及背面的n+場。正面p+層的形成有硼擴散、硼源旋涂或印刷等方法，背面n+層的形成有磷擴散、磷源旋涂/印刷、磷離子注入等方法，結合p+層和n+層形成的先后順序，可衍生出多種工藝方案。

專利CN105047766A公開的方案為：在硼擴散過程中，首先對硼擴散面上形成的硼硅玻璃層進行氧化處理，再在硼硅玻璃層上沉積形成氮化硅層；利用硼硅玻璃和氮化硅層作為磷擴散的掩膜，用于防止兩次擴散之間的相互摻雜。專利CN 102544236B公開的方案為：在完成單面B摻雜形成P+硼發射極層后，去除硼硅玻璃層，然后利用低壓化學氣相沉積(LPCVD)的方法在硅片兩面沉積SiN_x膜，再在B擴面的SiN_x上沉積SiO₂，利用磷酸去除未被SiO₂保護的SiN_x面，然后在此面上進行磷擴散。以上兩種方案中磷擴散阻擋層的形成涉及鍍膜和清洗過程，工藝比較復雜，不利于提高生產效率和降低生產成本。

專利CN103337558A公開的方案為：利用離子注入工藝或擴散工藝來形成P+層和N+層。離子注入技術可有效解決常規的氣態源或液態源擴散易出現的繞擴現象，從而不需要專門制備擴散阻擋層。該方案的不足在于，離子注入機的價格較為昂貴，同時注入后一般都需要進行清洗及退火，故而單面摻雜層的制備需要經歷三道工序，設備投資和工藝成本都會相應增加。

專利CN105355711A公開的方案為：正面進行硼源旋轉涂覆，烘干，高溫摻雜，正面形成B擴散發射極層，同時在正面及背面形成氧化層；經過酸溶液清洗機，去除背面氧化層；對基片進行背面POCl₃擴散。該方案的不足在于：1)需要增加旋涂和烘干設備；2)為滿足旋涂要求，硼源里必須添加一定的有機溶劑或表面活性劑，這些物質在烘干后無法完全去除干凈，同時在旋涂操作中也不可避免地引入一些污染，這些都會對后續高溫摻雜形成的PN結的質量有影響；3)旋涂法形成的正面BSG層相對疏松，難以保證完全阻擋磷擴散。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種N型晶體硅電池的制備方法及其電池、組件和系統。本發明提供的N型晶體硅電池的制備方法，利用硼擴散形成的硼硅玻璃層作為磷擴散的阻擋層，工藝簡單可控，設備投資低，得到的N型晶體硅電池具有較高的開路電壓和轉換效率，適合進行規?；a。

本發明提供的一種N型晶體硅電池的制備方法，其技術方案是：

一種N型晶體硅電池的制備方法，包括以下步驟：

(1)、選擇N型晶體硅基體，并對N型晶體硅基體的正表面作制絨處理；

(2)、將步驟(1)處理后的N型晶體硅基體的制絨面進行硼擴散處理，擴散溫度為900-1000℃，時間為60-240分鐘，擴散過程中引入硼硅玻璃生長促進劑以提高硼硅玻璃層的形成速度和厚度，擴散完成后，在正表面形成p+摻雜區域和硼硅玻璃層；

(3)、將硼擴散后的N型晶體硅基體進行清洗處理，去除硼擴散過程中在背表面形成的p+摻雜區域和氧化層；

(4)、將步驟(3)處理后的N型晶體硅基體進行磷擴散處理；

(5)、對步驟(4)處理后的N型晶體硅基體進行邊緣隔離處理，從而實現正表面p+摻雜區域和背表面n+摻雜區域之間的電絕緣；

(6)、將步驟(5)處理后的N型晶體硅基體進行清洗處理，去除正表面的硼硅玻璃層和背表面的磷硅玻璃層。

(7)、在步驟(6)處理后的N型晶體硅基體的正表面設置鈍化減反膜，在背表面設置鈍化膜；