[發明專利]用于Topcon電池制作的poly-Si繞鍍的去除方法

有效

• 申請號: 201910458001.3
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN110197855B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 林濤;呂欣
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/18
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

用于Topcon電池制作的poly?Si繞鍍的去除方法，步驟為：1)將原始硅片去除損傷層，雙面制絨；2)將獲得的絨面硅片完成前表面硼擴散摻雜工藝，保留正表面的硼硅玻璃層；3)正面的鍍膜，使硼硅玻璃層上生長一層SiN_x薄膜；4)對背表面進行拋光及邊緣刻蝕，去除硼摻雜層，使其正背面絕緣；5)背表面生長隧穿氧化層及多晶硅層；6)在多晶硅層注入磷源；7)去除有機物及表面金屬離子污染；8)去除SiN_x膜、poly?Si層及硼硅玻璃層；9)背表面退火，使poly?Si層形成N⁺的摻雜；10)在背表面鍍SiN_x膜層，正表面鍍Al₂O₃及SiN_x的復合膜層；11)將鍍完膜的電池結構的正背面分別進行絲網印刷，燒結完成電池結構正背面的金屬化；方法穩定性好、易于操作，有利于產業化生產。

技術領域

本發明屬于光伏技術領域，具體涉及用于Topcon電池制作的poly-Si繞鍍的去除方法。

背景技術

隧穿氧化層鈍化接觸(Tunnel Oxide Passivated Contact，TOPCon)電池技術基于N型硅襯底，前表面采用疊層膜鈍化工藝，背表面采用基于超薄氧化硅和摻雜多晶硅(poly-Si)的隧穿氧化層鈍化接觸結構，該結構能夠使得多數載流子穿透氧化層，對少數載流子起阻擋作用，有效的實現了載流子的選擇通過性，可以極大地降低少數載流子的復合速率，不但能實現與異質結結構相當的表面鈍化效果，而且可以與高溫工藝相兼容，還避免了電極接觸處帶來的高復合問題。因而TOPCon電池具有高的開路電壓和填充因子。也是目前產業化高效太陽能電池表面鈍化研究發展的一個重要方向。然而該種結構的高效電池在產業化生產過程中面臨的一個主要問題是背表面poly-Si層生長過程中所導致的正表面(發射極)繞鍍poly-Si的去除，目前產業化生產過程中主要是通過HF與HNO₃的混合溶液進行繞鍍的去除，由于繞鍍的poly-Si層在整個正表面并不均勻，即中間薄、邊緣厚。因此用該混合溶液清洗(去除)過程中正表面中心位置的poly-Si易于去除，而邊緣位置生長的poly-Si層較厚，不易于去除，致使去除poly-Si繞鍍是限制產業化發展的一個重要原因。對于隧穿氧化層鈍化接觸電池的制作而言，雖然隧穿氧化層與poly-Si的疊層結構對N型電池背表面具有很好的鈍化特性，該種鈍化結構的電池已經逐漸趨向于產業化生產，但是poly-Si繞鍍的去除是目前產業化生產過程中的一個難題。工業化生產TOPCon電池時，采用低壓化學氣相沉積設備高溫長的時間沉積poly-Si層，生長的poly-Si層厚度約為100-150nm，且只需要在電池背面沉積poly-Si，因而在工業化生產中，硅片是背靠背雙插(電池正面朝里，背表面朝外插放在石英舟的同卡槽內)。這樣長時間高溫沉積過程中電池正表面會產生poly-Si的繞鍍，如果正表面產生的poly-Si的繞鍍去除不干凈，則會使得正表面留下多晶硅印，使得電池的外觀不良，而且正表面殘留的多晶硅，會使得正面的鈍化特性降低，從而影響電池端的轉換效率。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供用于Topcon電池制作的poly-Si繞鍍的去除方法，具有方法穩定性好、易于操作，有利于產業化生產的特點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：用于Topcon電池制作的poly-Si繞鍍的去除方法，包括以下步驟：

步驟一，采用常規的制絨工藝將原始硅片侵入在溫度為60℃～85℃，質量分數為1～5％的KOH或NaOH與質量分數為1～6％的H₂O₂的混合溶液中去除損傷層，然后再利用質量分數為1％～3％的KOH或NaOH溶液與體積分數為3％～6％的異丙醇或體積分數為0.2％～0.6％的制絨添加劑的混合溶液進行雙面制絨，制絨的控制時間為20～30min。

步驟二，將雙面制絨后獲得的絨面硅片載入到管式低壓硼擴散爐管中，在900℃～960℃的高溫下恒溫15～20min完成前表面硼擴散摻雜工藝，擴散摻雜工藝完成后保留正表面的硼硅玻璃層；