[發明專利]背面鈍化層為氧化鋁和氫化氮化鋁的PERC電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201810895991.2
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN109087957A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 黃仕華;牟篩強;池丹;陸肖勵
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/068;H01L31/18;C23C14/06;C23C14/08;C23C14/35
• 代理公司: 杭州之江專利事務所(普通合伙) 33216
• 代理人: 朱楓

1.背面鈍化層為氧化鋁和氫化氮化鋁的PERC電池，其特征在于：具有如下的結構：銀/氮化硅/n型晶體硅/p型晶體硅/氧化鋁/氫化氮化硅/鋁。

2.權利要求1所述的PERC電池的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

1)清洗與制絨：取電阻率為0.5～1.5Ω.cm，厚度為180μm，尺寸為4×4cm²的單晶硅片，首先將硅片先后浸入丙酮、無水乙醇溶液中并采用超聲清洗10min，去除表面油漬和污物；然后在濃度為30％的氫氧化鈉溶液中在80℃溫度下水浴處理20min，去除表面損傷層；最后，放入體積比為3:3:1的硝酸/氫氟酸/冰醋酸溶液中在室溫下腐蝕120s，對表面進行化學拋光，獲得平整表面，然后用去離子水反復沖洗3次以上，并用氮氣吹干；

2)三氯氧磷擴散：將擴散爐預先升溫至擴散溫度850～900℃，通入500～1000sccm的氮氣，驅除爐管內的殘留氣體；把步驟1)所得的硅片放進石英舟，推入恒溫區，在氮氣保護下預熱5min；然后通入攜源氮氣流量為80～120sccm，氧氣流量為50～90sccm，5～10min后關閉攜源氮氣和氧氣閥門；關閉擴散爐的加熱電源，讓石英舟自然冷卻至室溫，取出硅片；

3)磷硅玻璃去除與邊絕緣：采用等離子干法刻蝕去除硅片邊緣的n型層和背面的n型區，放入5～12％wt％的氫氟酸溶液在室溫下浸泡30～90s；用去離子水沖洗，氮氣吹干；

4)正面生長氮化硅鈍化和抗反射層：利用等離子體增強化學氣相沉積法沉積氮化硅薄膜，PECVD的射頻為13.56MHz，沉積腔體的本底真空優于1×10^-3Pa，射頻功率密度為0.5～1.0W/cm²，以電子級氨氣和硅烷分別為氮源和硅源，氨氣和硅烷的流量比為1:2～6，工作氣壓為100～200Pa，生長溫度為200～300℃，在硅片正面生長的氮化硅薄膜厚度為80nm；

5)背面生長氧化鋁/氫化氮化鋁鈍化層：采用反應磁控濺射法，依次生長氧化鋁薄膜和氫化氮化鋁薄膜；磁控濺射的射頻為13.56MHz，靶與襯底間距為7.0～8.0cm；靶材為金屬鋁，工作氣體為氬氣，沉積氧化鋁的反應氣體為氧氣，沉積氫化氮化鋁的反應氣體為氮氣和氫氣，這些氣體和鋁的純度均為99.999％；濺射腔本底真空優于1×10^-4Pa，工作氣壓為0.5～2Pa，襯底溫度為室溫；

6)背面激光開槽：對背面沉積的氧化鋁/氫化氮化鋁鈍化層進行燒蝕開槽，激光波長為532nm、功率為20W、頻率為50kHz、脈沖寬度為50ns；激光開槽寬度為50～70μm，槽間距為400～500μm，燒蝕深度1～2μm；

7)正面和背面電極生長：硅片正面和背面利用磁控濺射法分別生長厚度為1μm的銀電極和鋁電極；正面利用柵線掩膜板，形成銀柵線電極，背面全部形成鋁電極；濺射靶材為金屬銀和鋁，濺射腔體的本底真空優于1×10^-4Pa，工作氣體為氬氣，工作氣壓為1.0Pa，濺射溫度為室溫，濺射功率為10W/cm²；

8)退火處理：在750～850℃溫度和氮氣氛圍下進行退火處理，時間為5～10min。