[發明專利]一種硼摻雜選擇性發射極電池的制備方法

有效

• 申請號: 202111114807.4
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113871512B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 任常瑞;張佳舟;高治坤;符黎明
• 申請（專利權）人: 常州時創能源股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種硼摻雜選擇性發射極電池的制備方法，包括在硼擴散之前制備掩膜；所述制備掩膜包括如下步驟：掩膜前驅體鏈式沉積、掩膜前驅體鏈式固化和掩膜激光開槽。本發明采用前驅體鏈式沉積固化成膜的方式，使前驅體在硅片表面快速交聯成膜，獲得具有較高致密度的掩膜。本發明前驅體沉積和固化采用鏈式制程，不需要復雜上下料過程，對硅片尺寸兼容性良好。

技術領域

本發明涉及光伏領域，具體涉及一種硼摻雜選擇性發射極電池的制備方法。

背景技術

TOPCon太陽能電池(隧穿氧化層鈍化接觸，Tunnel Oxide Passivated Contact)通過在電池背面制備一層超薄的隧穿氧化層和一層高摻雜的多晶硅薄層，形成鈍化接觸結構，為硅片的背面提供了良好的表面鈍化。超薄氧化層可以使多子電子隧穿進入多晶硅層同時阻擋少子空穴復合，進而電子在多晶硅層橫向傳輸被金屬收集，從而極大地降低了金屬接觸復合電流，提升了電池的開路電壓和短路電流，極大的提高了太陽能電池的電性能，是一種極具前景的N型太陽能電池結構。

目前商品化的N型太陽能電池，其發射極通常采用均勻結，其金屬接觸復合、短波響應及復合速率等往往并非最優。若使用硼硅玻璃(BSG)作為摻雜源進行激光摻雜，受BSG中B源濃度等條件限制，其重擴散區結深、表面濃度等與輕擴散區差異不明顯，且激光也會引入額外損傷。因此，如何制備B摻雜的選擇性發射極，獲得更優的金屬接觸是目前TOPCon提效亟待解決的問題。

目前可行的實現硼摻雜選擇性發射極的方法主要是：先制備掩膜，通過激光燒蝕或光刻形成電極窗口，利用摻雜源在有掩膜和無掩膜區域的摻雜效果的差異實現選擇性摻雜。

將掩膜在硼擴散SE上進行應用，對掩膜的要求包括：

1）掩膜致密度高，對擴散有一定的阻擋能力；

2）掩膜均勻性好，使B擴散過程中形成均勻的擴散結。

目前可行的掩膜制備方法主要有：熱氧化法、LPCVD/PECVD等方法制備氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等薄膜。熱氧化法使硅片表面硅原子氧化形成氧化硅掩膜，但在短時間內無法形成較厚且擁有一定致密度的薄膜，為獲得能實現阻擋的氧化層，熱氧化法需要較長的氧化時間（30min左右）和較高的溫度（900℃左右），加重了硅片的熱損傷。而LPCVD或PECVD等方法利用硅烷氧化過程形成薄膜，最終在硅片表面形成氧化硅或氮化硅顆粒，但薄膜致密度和均勻性難以保證。

發明內容

本發明的目的在于提供一種硼摻雜選擇性發射極電池的制備方法，包括在硼擴散之前制備掩膜；所述制備掩膜包括如下步驟：

掩膜前驅體鏈式沉積：在鏈式設備中對硅片表面沉積掩膜前驅體，使硅片表面覆蓋掩膜前驅體；

掩膜前驅體鏈式固化：在鏈式設備中對硅片表面覆蓋的掩膜前驅體進行加熱，使掩膜前驅體固化為掩膜；

掩膜激光開槽：采用激光去除硅片表面部分區域的掩膜，所述硅片表面部分區域與硼摻雜的重摻區相對應。

優選的，所述掩膜前驅體通過如下步驟制備：將10-50g的金屬醇鹽、50-300mL的無水乙醇、1-10mL濃度0.1mol/L的鹽酸、100-500mL的水以及0.05-5g硅烷偶聯劑均勻混合后，在30-60℃條件下恒溫水解1-5h，得到透明溶膠，該透明溶膠為掩膜前驅體。

優選的，所述金屬醇鹽選自正硅酸乙酯、正丙醇鋯、異丙醇鋁中的一種或幾種。

優選的，所述硅烷偶聯劑選自甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、巰丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種。

優選的，所述掩膜前驅體鏈式沉積步驟中，沉積采用滾涂、噴涂、刮涂、滴涂、狹縫涂布中的一種或多種。