[發(fā)明專利]一種選擇性發(fā)射極黑硅電池及其制作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611035207.8
• 申請(qǐng)日: 2016-11-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108074999A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李化陽(yáng);張良;李良;王霞;姚玉;任海兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鎮(zhèn)江大全太陽(yáng)能有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/0236
• 分類號(hào): H01L31/0236;H01L31/068;H01L31/18
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 談杰

本發(fā)明涉及一種選擇性發(fā)射極黑硅電池，包括電池銀柵線、氮化硅膜、黑硅絨面、選擇性發(fā)射極、硅襯底及鋁背場(chǎng)，該選擇性發(fā)射極黑硅電池的制作方法包括如下步驟：1硅片去損傷層/拋光工藝；2正面PN結(jié)工藝；3發(fā)射極掩膜形成；4磷硅玻璃層和掩膜去除工藝；5反應(yīng)離子刻蝕形成黑硅絨面工藝；6黑硅絨面修復(fù)工藝；7鍍減反射膜；8絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)工藝。該選擇性發(fā)射極黑硅電池及其制作方法將黑硅工藝放置在擴(kuò)散工藝后，使用拋光技術(shù)，有效避免由于RIE絨面形貌導(dǎo)致的擴(kuò)散PN摻雜濃度不均的問(wèn)題，減少干法制絨后絨面形貌對(duì)擴(kuò)散后PN結(jié)深的影響，改善PN結(jié)的均勻性，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)將選擇性發(fā)射極技術(shù)與黑硅制絨工藝結(jié)合在一起，進(jìn)一步提高電池片轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及晶體硅太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種選擇性發(fā)射極黑硅電池及其制作方法。

背景技術(shù)

目前，為了降低生產(chǎn)成本，硅片薄片化成為晶體硅太陽(yáng)能電池的發(fā)展趨勢(shì)之一。硅片變薄時(shí)，對(duì)光吸收和鈍化的要求非常嚴(yán)格，特別是在鈍化效果較好時(shí)，光吸收就成為了制約電池效率提升的關(guān)鍵因素。太陽(yáng)能電池作為一種光電轉(zhuǎn)換器件，如果能夠能增加硅片表面的吸光率，將對(duì)提高太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率有很大幫助。

基于黑硅的光吸收特性，近年來(lái)許多研究都開(kāi)始嘗試將黑硅工藝引入太陽(yáng)能電池工藝，以提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。這個(gè)領(lǐng)域里，研究者嘗試了許多試驗(yàn)方法和技術(shù)，比如激光脈沖技術(shù)、等離子體刻蝕技術(shù)、電化學(xué)腐蝕、金屬催化化學(xué)腐蝕(MCCE)等，這些技術(shù)都是通過(guò)一定程度的改變了晶體表面結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到減少硅表面反射的目的。由于工藝制程，設(shè)備以及穩(wěn)定性等問(wèn)題，目前只有金屬催化化學(xué)腐蝕(MCCE)和等離子刻蝕技術(shù)(RIE)具備量產(chǎn)條件，而RIE技術(shù)由于工藝穩(wěn)定、環(huán)保、損傷層小以及效率提升幅度大等原因得到各光伏企業(yè)的重視。該技術(shù)利用等離子體刻蝕技術(shù)，在硅片表面刻蝕形成亞微米尺度的絨面，降低入射光的額反射，提高電池片的轉(zhuǎn)換效率。

目前常規(guī)RIE黑硅常規(guī)工藝流程如下：

步驟一，制絨工藝；

步驟二，RIE黑硅絨面制備工藝；

步驟三，黑硅絨面修復(fù)工藝；

步驟四，擴(kuò)散工藝；

步驟五，后清洗工藝；

步驟六，減反射膜制備工藝；

步驟七，絲網(wǎng)印刷/燒結(jié)工藝。

這種工藝經(jīng)過(guò)RIE黑硅制絨后，硅片表面會(huì)形成深度為200～500nm左右小絨面，而此深度與目前的擴(kuò)散PN結(jié)深相當(dāng)。在這種絨面形貌的情況下，酸制絨和RIE黑硅絨面均會(huì)對(duì)PN結(jié)的擴(kuò)散深度產(chǎn)生影響，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致局部的擴(kuò)散濃度隨絨面起伏而有變化，增加PN結(jié)的不均勻性；在這種情況下使用SE技術(shù)，由于濕法刻蝕的不穩(wěn)定性，PN結(jié)的不均勻性會(huì)得到進(jìn)一步的惡化，使得電池轉(zhuǎn)換效率波動(dòng)變大，進(jìn)一步影響電池性能。

常規(guī)SE技術(shù)工藝流程如下：

步驟一，制絨工藝；

步驟三，擴(kuò)散工藝；

步驟四，掩膜制備；

步驟五，后清洗工藝(表面死層，掩膜和邊緣PN結(jié)去除)；

步驟六，減反射膜制備工藝；

步驟七，絲網(wǎng)印刷/燒結(jié)工藝。

這個(gè)工藝流程成熟穩(wěn)定，但是目前尚未見(jiàn)到黑硅技術(shù)與SE技術(shù)的結(jié)合的成果報(bào)導(dǎo)。

而有的工藝(如專利號(hào)CN201510003710.4，CN201520004215.0，CN201610108899.8)雖然也提到了背面拋光技術(shù)，通過(guò)提高背面反射率，減小復(fù)合面積，從而提升黑硅電池性能，這些工藝但是仍然使用的是常規(guī)工藝流程，仍然沒(méi)有考慮到黑硅絨面尺寸對(duì)擴(kuò)散均勻性的影響，相對(duì)常規(guī)干法黑硅電池沒(méi)有明顯的效率提升。