專利名稱：晶體硅太陽電池選擇性擴(kuò)散工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶體硅太陽電池加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種晶體硅太陽電池 選擇性擴(kuò)散工藝。
背景技術(shù)：
目前選擇性發(fā)射極太陽電池傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)工藝是采用光刻掩膜技術(shù)和二次 擴(kuò)散的方法來實(shí)現(xiàn)的，但是這種過分復(fù)雜的工藝影響了其工藝效率，增加了 生產(chǎn)成本，不能被強(qiáng)調(diào)簡單和低成本的太陽電池企業(yè)所接受，而其他的二次 擴(kuò)散方法和掩膜方法也會(huì)增加工藝的復(fù)雜性，而且電池效率增加的收益不足 以彌補(bǔ)成本的增加和工藝效率的下降所帶來的損失，因而其工業(yè)化應(yīng)用也受 到了限制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高， 適用于晶體硅太陽電池工業(yè)化生產(chǎn)的晶體硅太陽電池選擇性擴(kuò)散工 藝。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為(1) 一種晶體硅太陽電池選擇性擴(kuò) 散工藝，包括在正面電極柵線區(qū)域進(jìn)行高濃度磷擴(kuò)散，在正面電極區(qū) 域外進(jìn)行低濃度磷擴(kuò)散，包括的步驟為將硅片清洗制絨后在硅片上 制備一層致密的二氧化硅膜作為擴(kuò)散阻擋層，然后采用激光刻槽技術(shù) 選擇性去除電極柵線區(qū)域的氧化膜并形成一定深度的凹槽，之后再進(jìn) 行高濃度磷擴(kuò)散在電極區(qū)域形成重?fù)诫s，同時(shí)在電極區(qū)域外形成輕摻 雜。(2) —種晶體硅太陽電池選擇性擴(kuò)散工藝，包括在正面電極柵區(qū)域進(jìn)行高濃度磷擴(kuò)散，在正面電極區(qū)域外進(jìn)行低濃度磷擴(kuò)散，包括 的步驟為將硅片清洗制絨后先在硅片表面進(jìn)行低濃度磷擴(kuò)散，然后 在擴(kuò)散后的硅片表面制備一層致密的二氧化硅膜，之后采用激光刻槽 技術(shù)選擇性的去除電極柵線區(qū)域的氧化膜并形成一定深度的凹槽，最 后再進(jìn)行高濃度磷擴(kuò)散在電極區(qū)域形成重?fù)诫s。(3) —種晶體硅太陽 電池選擇性擴(kuò)散工藝，包括在正面電極柵線區(qū)域進(jìn)行高濃度磷擴(kuò)散， 在正面電極區(qū)域外進(jìn)行低濃度磷擴(kuò)散，包括的步驟為將硅片清洗制 絨后在硅片上制備一層致密的二氧化硅膜作為擴(kuò)散阻擋層，然后采用 激光刻槽技術(shù)選擇性去除電極柵線區(qū)域的氧化膜并形成一定深度的凹 槽，之后再進(jìn)行高濃度磷擴(kuò)散在電極區(qū)域形成重?fù)诫s，去除二氧化硅膜 掩膜后進(jìn)行低濃度擴(kuò)散。
本發(fā)明進(jìn)一步包括所述的方案(1)或方案(2)或方案(3)中激 光刻槽的工藝為-
a) 采用532nm或355nm激光器對(duì)硅片表面二氧化硅層進(jìn)行選擇性 刻蝕，刻蝕深度在1-10um范圍，主柵電極區(qū)域刻蝕寬度在2mm+0. lmm， 細(xì)柵線電極區(qū)域刻蝕寬度在50-120um范圍；
b) 激光刻蝕后對(duì)硅片表面進(jìn)行清洗，去除刻槽區(qū)的激光損傷層。 本發(fā)明還進(jìn)一步包括所述的方案(1)或方案(2)或方案(3)中
高濃度擴(kuò)散的工藝為
a) 使用鏈?zhǔn)綌U(kuò)散爐或管式擴(kuò)散爐，溫度870-900。C，擴(kuò)散時(shí)間 40min;
b) 電極柵線區(qū)域下擴(kuò)散電阻為25-30歐姆，電極柵線外區(qū)域擴(kuò)散 電阻80-85歐姆。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的工藝所制備的選擇性發(fā)射極 太陽電池，不僅短波效率高，而且具有較低的電極電阻及接觸電阻， 與傳統(tǒng)采用的光刻技術(shù)腐蝕電極圖形相比，設(shè)備成本低，生產(chǎn)效率高， 適用于晶體硅太陽電池的工業(yè)化生產(chǎn)。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。 圖1是本發(fā)明工藝路線1的路線圖； 圖2是本發(fā)明工藝路線2的路線圖； 圖3是本發(fā)明工藝路線3的路線圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些 附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此 其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
本發(fā)明實(shí)施時(shí)，先在硅片上通過熱氧化、蒸發(fā)或?yàn)R射方法制備 20nm-150nm厚度的掩膜層，然后在掩膜層上利用激光按照正電極印刷 柵線圖形進(jìn)行劃線刻槽，并通過調(diào)節(jié)激光器的頻率和功率等工藝參數(shù) 得到不同的刻槽效果，其中通過調(diào)整掩膜層的厚度等參數(shù)可以得到形 成選擇性反射結(jié)構(gòu)。
在較薄的掩膜層情況下，通過一次高濃度擴(kuò)散就能夠在柵線刻槽 區(qū)域形成重?fù)诫s，而在其他區(qū)域形成所要求的淺摻雜，如圖1所示， 一種晶體硅太陽電池選擇性擴(kuò)散工藝，包括在正面電極柵線區(qū)域進(jìn)行 高濃度磷擴(kuò)散，在正面電極區(qū)域外進(jìn)行低濃度磷擴(kuò)散，包括的步驟為 將硅片清洗制絨后在硅片上制備一層致密的二氧化硅膜作為擴(kuò)散阻擋層，然后采用激光刻槽技術(shù)選擇性去除電極柵線區(qū)域的氧化膜并形成 一定深度的凹槽，之后再進(jìn)行高濃度磷擴(kuò)散在電極區(qū)域形成重?fù)诫s， 同時(shí)在電極區(qū)域外形成輕摻雜。
在較厚的掩膜層情況下，通過一次高濃度擴(kuò)散僅能夠在柵線刻槽 區(qū)域形成重?fù)诫s，在其他區(qū)域不能達(dá)到要求的淺摻雜，因此需要再進(jìn)
行一步低濃度擴(kuò)散以達(dá)到淺摻雜結(jié)構(gòu)，如圖3所示， 一種晶體硅太陽 電池選擇性擴(kuò)散工藝，包括在正面電極柵線區(qū)域進(jìn)行高濃度磷擴(kuò)散，
在正面電極區(qū)域外進(jìn)行低濃度磷擴(kuò)散，包括的步驟為將硅片清洗制 絨后在硅片上制備一層致密的二氧化硅膜作為擴(kuò)散阻擋層，然后采用 激光刻槽技術(shù)選擇性去除電極柵線區(qū)域的氧化膜并形成一定深度的凹 槽，之后再進(jìn)行高濃度磷擴(kuò)散在電極區(qū)域形成重?fù)诫s，最后進(jìn)行低濃 度擴(kuò)散。
另外，也可以先在硅片表面做低濃度擴(kuò)散形成淺摻雜后再做掩膜 層、激光刻槽，之后進(jìn)行高濃度擴(kuò)散，在刻槽區(qū)域形成重?fù)诫s結(jié)構(gòu)， 如圖2所示， 一種晶體硅太陽電池選擇性擴(kuò)散工藝，包括在正面電極 柵線區(qū)域進(jìn)行高濃度磷擴(kuò)散，在正面電極區(qū)域外進(jìn)行低濃度磷擴(kuò)散， 包括的步驟為將硅片清洗制絨后先在硅片表面進(jìn)行低濃度磷擴(kuò)散， 然后在擴(kuò)散后的硅片表面制備一層致密的二氧化硅膜，之后采用激光 刻槽技術(shù)選擇性的去除電極柵線區(qū)域的氧化膜并形成一定深度的凹 槽，最后再進(jìn)行高濃度磷擴(kuò)散在電極區(qū)域形成重?fù)诫s。
如圖1或圖2或圖3所示，本發(fā)明中工藝路線1或工藝路線2
或工藝路線3中的激光刻槽的工藝為
a)采用532nm或355nm激光器對(duì)硅片表面二氧化硅層進(jìn)行選擇性刻蝕，刻蝕深度在l-10um范圍，主柵電極區(qū)域刻蝕寬度在2mm+0. lmm，
細(xì)柵線電極區(qū)域刻蝕寬度在50-120um范圍；
b)激光刻蝕后對(duì)硅片表面進(jìn)行清洗，去除刻槽區(qū)的激光損傷層。 如圖1或圖2或圖3所示，本發(fā)明中工藝路線1或工藝路線2
或工藝路線3中高濃度擴(kuò)散的工藝為
a) 使用鏈?zhǔn)綌U(kuò)散爐或管式擴(kuò)散爐，溫度870-90(TC，擴(kuò)散時(shí)間 40min;
b) 電極柵線區(qū)域下擴(kuò)散電阻為25-30歐姆，電極柵線外區(qū)域擴(kuò)散 電阻80-85歐姆。
以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容， 相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多 樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi) 容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求
1、一種晶體硅太陽電池選擇性擴(kuò)散工藝，包括在正面電極柵線區(qū)域進(jìn)行高濃度磷擴(kuò)散，在正面電極區(qū)域外進(jìn)行低濃度磷擴(kuò)散，其特征在于將硅片清洗制絨后在硅片上制備一層致密的二氧化硅膜作為擴(kuò)散阻擋層，然后采用激光刻槽技術(shù)選擇性去除電極柵線區(qū)域的氧化膜并形成一定深度的凹槽，之后再進(jìn)行高濃度磷擴(kuò)散在電極區(qū)域形成重?fù)诫s，同時(shí)在電極區(qū)域外形成輕摻雜。
2、 一種晶體硅太陽電池選擇性擴(kuò)散工藝，包括在正面電極柵線區(qū)域進(jìn)行高 濃度磷擴(kuò)散，在正面電極區(qū)域外進(jìn)行低濃度磷擴(kuò)散，其特征在于將硅片清洗 制絨后先在硅片表面進(jìn)行低濃度磷擴(kuò)散，然后在擴(kuò)散后的硅片表面制備一層致 密的二氧化硅膜，之后采用激光刻槽技術(shù)選擇性的去除電極柵線區(qū)域的氧化膜 并形成一定深度的凹槽，最后再進(jìn)行高濃度磷擴(kuò)散在電極區(qū)域形成重?fù)诫s。
3、 一種晶體硅太陽電池選擇性擴(kuò)散工藝，包括在正面電極柵線區(qū)域進(jìn)行高 濃度磷擴(kuò)散，在正面電極區(qū)域外進(jìn)行低濃度磷擴(kuò)散，其特征在于將硅片清洗 制絨后在硅片上制備一層致密的二氧化硅膜作為擴(kuò)散阻擋層，然后采用激光刻 槽技術(shù)選擇性去除電極柵線區(qū)域的氧化膜并形成一定深度的凹槽，之后再進(jìn)行 高濃度磷擴(kuò)散在電極區(qū)域形成重?fù)诫s，去除二氧化硅膜掩膜后進(jìn)行低濃度擴(kuò)散。
4、 如權(quán)利要求1或2或3所述的一種晶體硅太陽電池選擇性擴(kuò)散工藝，其 特征在于所述的步驟2)中激光刻槽的工藝為a) 采用532nm或355nm激光器對(duì)硅片表面二氧化硅層進(jìn)行選擇性刻蝕，刻 蝕深度在l-10um范圍，主柵電極區(qū)域刻蝕寬度在2mm+0. lmm，細(xì)柵線電極區(qū)域 刻蝕寬度在50-120um范圍；b) 激光刻蝕后對(duì)硅片表面進(jìn)行清洗，去除刻槽區(qū)的激光損傷層。
5、 如權(quán)利要求1或2或3所述的一種晶體硅太陽電池選擇性擴(kuò)散工藝，其 特征在于所述的步驟3)中高濃度擴(kuò)散的工藝為a) 使用鏈?zhǔn)綌U(kuò)散爐或管式擴(kuò)散爐，溫度870-90(TC，擴(kuò)散時(shí)間40min;b) 電極柵線區(qū)域下擴(kuò)散電阻為25-30歐姆，電極柵線外區(qū)域擴(kuò)散電阻80-85 歐姆。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽電池選擇性擴(kuò)散工藝，包括在正面電極柵線區(qū)域進(jìn)行高濃度磷擴(kuò)散，在正面電極區(qū)域外進(jìn)行低濃度磷擴(kuò)散，包括以下步驟先將硅片清洗制絨后在硅片上制備一層致密的二氧化硅膜作為擴(kuò)散阻擋層，然后采用激光刻槽技術(shù)選擇性去除電極柵線區(qū)域的氧化膜并形成一定深度的凹槽，再進(jìn)行高濃度磷擴(kuò)散在電極區(qū)域形成重?fù)诫s。本發(fā)明提供的工藝所制備的選擇性發(fā)射極太陽電池，不僅短波效率高，而且具有較低的電極電阻及接觸電阻，與傳統(tǒng)采用的光刻技術(shù)腐蝕電極圖形相比，設(shè)備成本低，生產(chǎn)效率高，適用于晶體硅太陽電池的工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01L31/18GK101533871SQ20091002967
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者焦云峰, 強(qiáng) 黃 申請(qǐng)人:常州天合光能有限公司