[發明專利]晶體硅太陽能電池擴散層及其制備方法

有效

• 申請號: 201811050878.0
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN110896117B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 馮雪;蔣曄;陳穎;付浩然;張柏誠;劉蘭蘭;王志建;邰艷龍;彭祖軍
• 申請（專利權）人: 浙江清華柔性電子技術研究院;清華大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L21/225;H01L31/068
• 代理公司: 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司 33250
• 代理人: 李麗華

本發明涉及一種晶體硅太陽能電池擴散層及其制備方法，所述制備方法包括：⑴提供硅片以及擴散源；⑵將所述擴散源置于所述硅片表面上而形成預制層，所述預制層的厚度小于等于2μm；⑶對帶有所述預制層的硅片進行退火處理，使所述預制層中的擴散元素擴散進入所述硅片中，形成擴散層。本發明的制備方法不受硅片厚度的限制，可實現擴散層的可控制備，不僅工藝簡單、成本低，還可以保證硅片的完整性和工藝穩定性，可重復性好，得到的晶體硅太陽能電池擴散層的方阻為20Ω/□～110Ω/□，具有很好的實際應用價值。

技術領域

本發明涉及太陽能電池領域，特別是涉及晶體硅太陽能電池擴散層及其制備方法。

背景技術

規模化生產制作晶體硅太陽能電池的流程包括擴散，而擴散形成擴散層后得到的PN結是晶體硅太陽能電池的心臟，直接影響晶體硅太陽能電池的電性能。

當前，晶體硅太陽能電池一般采用(100)p型硅作為基體材料，背靠背垂直插入石英舟中，以液態三氯氧磷(POCl₃)作為擴散源，通過保護氣體將磷源攜帶進入反應系統后通過熱擴散處理在硅片中形成擴散層。其中，熱擴散處理是先將磷源在1000℃左右分解，沉積于硅片表面，然后在800-900℃下進行一段時間的推結，形成擴散層的。

但是，隨著硅片厚度的不斷降低，超薄硅片無法實現背靠背垂直插入石英舟中，致使上述工藝存在較大的兼容性問題。而且，在上述的熱擴散處理中，硅片的兩面及邊緣均會形成擴散層，而邊緣處的擴散層會使上下面導通，導致電池無法正常工作。為了保證太陽電池的性能，工業生產中一般會將硅片漂浮在酸性溶液上以去除背面和邊緣的擴散層。然而，現有的后清洗設備主要采用滾輪流水線去除背面及邊緣的擴散層，普遍要求硅片最小厚度為140μm～160μm。若采用該工藝直接刻蝕超薄硅片會導致硅片底部的腐蝕溶液繞過硅片邊緣到達硅片正面，從而破壞正面的擴散層。同時，由于超薄硅片具有一定的柔韌性，其在滾輪之間會出現一定程度的彎曲，大大降低了刻蝕工藝的穩定性。因此，現有工藝中，有通過直接生長擴散層的方法，但該方法設備成本較高；也有通過旋涂擴散源的方法或者通過光刻技術區域涂覆擴散源后擴散的方法來實現擴散層制備，但前者可控性不高，只能全面積擴散，后者光刻工藝成本較高，生產效率偏低。

發明內容

基于此，有必要針對晶體硅太陽能電池擴散層的制備問題，提供一種晶體硅太陽能電池擴散層及其制備方法，該制備方法不受硅片厚度的限制，可實現擴散層的可控制備，還可保證硅片的完整性且制得的擴散層方阻可控。

一種晶體硅太陽能電池擴散層的制備方法，包括：

⑴提供硅片以及擴散源；

⑵將所述擴散源置于所述硅片表面上而形成預制層，所述預制層的厚度小于等于2μm；

⑶對帶有所述預制層的硅片進行退火處理，使所述預制層中的擴散元素擴散進入所述硅片中，形成擴散層。

在其中一個實施例中，在步驟(2)中，采用打印方法將所述擴散源置于所述硅片一表面上形成預制層。

在其中一個實施例中，所述打印方法包括墨水直寫、噴墨打印中的一種。

在其中一個實施例中，所述硅片的厚度為5μm～100μm。

在其中一個實施例中，所述擴散源包括擴散元素，所述擴散元素包括B元素或P元素；

當采用p型硅片時，所述擴散元素為P元素；

當采用n型硅片時，所述擴散元素為B元素。

在其中一個實施例中，在所述硅片上間隔形成多個所述預制層。

在其中一個實施例中，所述退火處理的溫度為600℃～1000℃，時間為20分鐘～120分鐘。

在其中一個實施例中，在退火處理時通入保護氣體，所述保護氣體包括氮氣、氬氣中的至少一種。