專利名稱：一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的制備方法及其結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏電池制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的制備方法及其結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，世界各大太陽能公司生產(chǎn)的晶體硅太陽能能電池都是P-型硅基體，為了進(jìn)一步提高太陽能電池效率并降低成本，業(yè)內(nèi)廣泛采用SE (選擇性發(fā)射結(jié))以及背鈍化來制備高效電池，但是這兩種技術(shù)對設(shè)備要求高，設(shè)備投資也大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝簡單，成本較低，比較適合大規(guī)模生產(chǎn)的P型硅太陽能電池工藝方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案是一種一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的制備方法，以P型直拉單晶硅為基體，背面通過硼擴散制備P型背面場，在P型背面場上制作Si02薄膜，Si02薄膜作為正面堿溶液制絨的掩膜，在制絨完成后進(jìn)行磷源擴散，在正面制備P-N結(jié)，Si02薄膜在磷源擴散后并不會完全去除，保留10-150nmSi02薄膜作為背面鈍化膜。為增強掩膜效果，在Si02薄膜上再制作SiNx薄膜，Si02薄膜和SiNx薄膜共同作為正面堿溶液制絨和磷源擴散的掩膜，Si02薄膜和SiNx薄膜在磷源擴散后并不會完全去除，保留10-150nmSi02薄膜作為背面鈍化膜。具有如下步驟a)以P型直拉單晶硅為基體，硼擴散源制備P型背面場，方塊電阻為20-150ohm/ Sq ；b)腐蝕性酸或堿溶液或激光或腐蝕性漿料刻蝕掉正面的P+擴散層；c) HF 酸去 BSG ；d)熱氧化法生長Si02薄膜，或直接通過CVD方式單面沉積Si02薄膜，Si02薄膜厚度為 100-400nm ；e)在背面Si02薄膜表面再沉積50-100nm的SiNx薄膜，并高溫?zé)Y(jié)使其致密化；f)當(dāng)d步驟使用熱氧化法生長Si02薄膜時，用腐蝕性酸或堿腐蝕液或激光或腐蝕性漿料刻蝕正面的Si02薄膜，清洗刻蝕反應(yīng)物；g)用Si02薄膜和SiNx薄膜作為掩膜，用堿溶液做單面制絨；h)用Si02薄膜和SiNx薄膜作為掩膜，磷擴散源制備P-N結(jié)，方塊電阻為 40-150ohm/Sq ；i)等離子體刻蝕去除邊緣P-N結(jié)；j)HF酸清洗去除PSG，SiNx薄膜及部分Si02薄膜，保留30-150nm Si02薄膜作為背面鈍化膜；
k)P-N結(jié)面用PECVD方法沉積lO-lOOnm，折射率為1. 9-2. 5之間的SiNx薄膜；1)背面場用PECVD沉積30-100nm的折射率為1. 9-2. 5的SiNx薄膜；m)制作正面、背面電極。在a步驟中硅片首先經(jīng)過雙面拋光處理，然后在進(jìn)行硼擴散。此處理不僅可以除去切割損傷層，重要的是可以增強后期Si02薄膜的背面鈍化效果。一種一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的結(jié)構(gòu)，以P型直拉單晶硅為基體，硅片的正面是覆蓋有SiNx薄膜的磷擴散制備的N型發(fā)射極，背面是硼擴散制備的背面場，背面場上覆蓋有Si02薄膜，Si02薄膜上覆蓋SiNx薄膜，硅片的正面和背面設(shè)置電極。一種一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的制備方法，以N型直拉單晶硅為基體， 背面通過磷擴散制備N型背面場，在N型背面場上制作Si02薄膜，Si02薄膜作為正面堿溶液制絨的掩膜，在制絨完成后進(jìn)行硼源擴散，在正面制備P-N結(jié)，Si02薄膜在磷源擴散后并不會完全去除，保留10-150nmSi02薄膜作為背面鈍化膜。為增強掩膜效果，在Si02薄膜上再制作SiNx薄膜，Si02薄膜和SiNx薄膜共同作為正面堿溶液制絨和磷源擴散的掩膜，Si02薄膜和SiNx薄膜在硼源擴散后并不會完全去除，保留10-150nmSi02薄膜作為背面鈍化膜。具有如下步驟a)以N型直拉單晶硅為基體，磷擴散源制備N型背面場，方塊電阻為20-150ohm/ Sq ；b)腐蝕性酸或堿溶液或激光或腐蝕性漿料刻蝕掉正面的N+擴散層；c) HF 酸去 PSG ；d)熱氧化法生長Si02薄膜，或CVD方式單面沉積Si02薄膜，Si02薄膜厚度為 100-400nm ；e)在背面Si02薄膜表面再沉積50-100nm的SiNx薄膜，并高溫?zé)Y(jié)使其致密化；f)當(dāng)d步驟使用熱氧化法生長Si02薄膜時，用腐蝕性酸或堿腐蝕液或激光或腐蝕性漿料刻蝕正面的Si02薄膜，清洗刻蝕反應(yīng)物；g)用Si02薄膜和/SiNx薄膜作為掩膜，用堿溶液做單面制絨；h)用Si02薄膜和SiNx薄膜作為掩膜，硼擴散源制備P_N結(jié)，方塊電阻為 40-150ohm/Sq ；i)等離子體刻蝕去除邊緣P-N結(jié)；j)HF酸清洗去除BSG，SiNx薄膜及部分Si02薄膜，保留30-150nm Si02薄膜作為背面鈍化膜；k) P-N 結(jié)面用 PECVD 或 ALD 方法沉積 10_50nm A1203 薄膜；1)P-N結(jié)面再用PECVD方法沉積lO-lOOnm，折射率為1. 9-2. 5之間的SiNx薄膜；m)背面場用PECVD沉積30_100nm的折射率為1. 9-2. 5的SiNx薄膜；η)制作正面、背面電極。在a步驟中硅片首先經(jīng)過雙面拋光處理，然后在進(jìn)行硼擴散。一種一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的結(jié)構(gòu)，以N型直拉單晶硅為基體，硅片的正面是硼擴散制備的P型發(fā)射極，P型發(fā)射極上覆蓋A1203薄膜，A1203薄膜上覆蓋SiNx 薄膜，背面是磷擴散制備的N型背面場，N型背面場上覆蓋有Si02薄膜，Si02薄膜上覆蓋SiNx薄膜，硅片的正面和背面設(shè)置電極。 本發(fā)明的有益效果是與現(xiàn)有工藝方法相比，工藝過程簡單，容易控制，成本低，光電轉(zhuǎn)換效率高。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明；圖1是本發(fā)明的實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1. SiNx薄膜，2. N型發(fā)射極，3. P型背面場，4. Si02薄膜，5. N型背面場， 6.八1203薄膜，7. 型發(fā)射極。
具體實施例方式實施例1 選擇P型直拉單晶硅片，晶向(100)，摻雜濃度IQcm為例，對本發(fā)明進(jìn)一步說明， 具有如下步驟a)硅片兩面經(jīng)過拋光處理；b) BBr3液態(tài)硼擴散源制備P型背面場，擴散溫度930°C，時間為50min，方塊電阻為 30ohm/Sq ；c)用RENA公司的后清洗機刻蝕掉背面P_型發(fā)射結(jié)及同時去BSG ；d)用熱氧化法生長Si02薄膜作為掩膜層，厚度為300nm ；
e)在背面再沉積90nm的SiNx薄膜；f)用腐蝕性漿料刻蝕非發(fā)射極面的Si02薄膜；g)用常規(guī)堿制絨溶液在正面制絨，Si02薄膜/SiNx薄膜作為背面的掩膜；h)P0C13液態(tài)磷擴散源制備P-N結(jié)，擴散溫度840°C，時間為30min，方塊電阻為 50ohm/Sq ；i)等離子體刻蝕去除邊緣P-N結(jié)；j)5% HF酸去PSG，SiNx薄膜及部分Si02薄膜，時間為30s，最終Si02薄膜厚度為 50nm ；k)正面PECVD沉積80nm，折射率2. 05的SiNx薄膜；1)背面沉積70nm的折射率2. 25的SiN鈍化膜；m)背面印刷銀鋁漿；η)烘干；ο)正面印刷銀漿；ρ)燒結(jié)；q)測試，效率為18. 5%。如圖1所示，通過實施例1制的太陽能電池的結(jié)構(gòu)為以P型直拉單晶硅為基體， 硅片的正面是覆蓋有SiNx薄膜1的磷擴散制備的N型發(fā)射極2，背面是硼擴散制備的P型背面場3，P型背面場3上覆蓋有Si02薄膜4，Si02薄膜4上覆蓋SiNx薄膜1，硅片的正面和背面設(shè)置電極。
實施例2 選擇η型直拉單晶硅片，晶向(100)，摻雜濃度IQcm為例，對本發(fā)明進(jìn)一步說明， 具有如下步驟a)硅片兩面經(jīng)過拋光處理；b) POCl3液態(tài)磷擴散源制備N-型背面場，擴散溫度850°C，時間為50min，方塊電阻為 30ohm/Sq ；c)用RENA公司的后清洗機刻蝕掉背面N-型背面場及同時去PSG ；d)用熱氧化法生長Si02薄膜掩膜層，厚度為300nm ；
e)在背面再沉積90nm的SiN薄膜；f)用腐蝕性漿料刻蝕非發(fā)射極面的Si02掩膜層；g)用常規(guī)堿制絨溶液在正面制絨，Si02/SiNx作為背面的掩膜；h)BBr3液態(tài)硼擴散源制備p-n結(jié)，擴散溫度940°C，時間為50min，方塊電阻為 50ohm/Sq ；i)等離子體刻蝕去除邊緣P-N結(jié)；力5%冊酸去856，SiNx及部分Si02掩膜層，時間為30s，最終Si02薄膜厚度為 50nm ；k)正面 PECVD 沉積 30nm，Al203 薄膜；1)正面PECVD沉積50nm，折射率2. 05的SiNx薄膜；m)背面沉積70nm的折射率2. 25的SiN鈍化膜；η)正面印刷銀鋁漿；ο)烘干；ρ)背面印刷銀漿；q)燒結(jié)；r)測試，效率為18.5%。如圖2所示，通過實施例2制的太陽能電池的結(jié)構(gòu)為以N型直拉單晶硅為基體， 硅片的正面是硼擴散制備的P型發(fā)射極7，P型發(fā)射極7上覆蓋A1203薄膜6，A1203薄膜6 上覆蓋SiNx薄膜1，背面是磷擴散制備的N型背面場5，N型背面場5上覆蓋有Si02薄膜 4，Si02薄膜4上覆蓋SiNx薄膜1，硅片的正面和背面設(shè)置電極。
權(quán)利要求
1.一種一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的制備方法，其特征是以P型直拉單晶硅為基體，背面通過硼擴散制備P型背面場，在P型背面場上制作Si02薄膜，Si02薄膜作為正面堿溶液制絨的掩膜，在制絨完成后進(jìn)行磷源擴散，在正面制備P-N結(jié)，Si02薄膜在磷源擴散后并不會完全去除，保留10-150nmSi02薄膜作為背面鈍化膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的制備方法，其特征是 在Si02薄膜上再制作SiNx薄膜，Si02薄膜和SiNx薄膜共同作為正面堿溶液制絨和磷源擴散的掩膜，Si02薄膜和SiNx薄膜在磷源擴散后并不會完全去除，保留10-150nmSi02薄膜作為背面鈍化膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的制備方法，其特征是具有如下步驟a)以P型直拉單晶硅為基體，硼擴散源制備P型背面場，方塊電阻為20-150ohm/Sq；b)腐蝕性酸或堿溶液或激光或腐蝕性漿料刻蝕掉正面的P+擴散層；c)HF 酸去 BSG ；d)熱氧化法生長Si02薄膜，或直接通過CVD方式單面沉積Si02薄膜，Si02薄膜厚度為 100-400nm ；e)在背面Si02薄膜表面再沉積50-100nm的SiNx薄膜，并高溫?zé)Y(jié)使其致密化；f)當(dāng)d步驟使用熱氧化法生長Si02薄膜時，用腐蝕性酸或堿腐蝕液或激光或腐蝕性漿料刻蝕正面的Si02薄膜，清洗刻蝕反應(yīng)物；g)用Si02薄膜和SiNx薄膜作為掩膜，用堿溶液做單面制絨；h)用Si02薄膜和SiNx薄膜作為掩膜，磷擴散源制備P-N結(jié)，方塊電阻為40-150ohm/Sq ；i)等離子體刻蝕去除邊緣P-N結(jié)；j)HF酸清洗去除PSG，SiNx薄膜及部分Si02薄膜，保留30-150nm Si02薄膜作為背面鈍化膜；k)P-N結(jié)面用PECVD方法沉積lO-lOOnm，折射率為1. 9-2. 5之間的SiNx薄膜； 1)背面場用PECVD沉積30-100nm的折射率為1. 9-2. 5的SiNx薄膜； m)制作正面、背面電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的制備方法，其特征是 在a步驟中硅片首先經(jīng)過雙面拋光處理，然后在進(jìn)行硼擴散。
5.一種一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的結(jié)構(gòu)，其特征是以P型直拉單晶硅為基體，硅片的正面是覆蓋有SiNx薄膜(1)的磷擴散制備的N型發(fā)射極(2)，背面是硼擴散制備的P型背面場⑶，P型背面場⑶上覆蓋有Si02薄膜(4)，Si02薄膜(4)上覆蓋SiNx薄膜(1)，硅片的正面和背面設(shè)置電極。
6.一種一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的制備方法，其特征是以N型直拉單晶硅為基體，背面通過磷擴散制備N型背面場，在N型背面場上制作Si02薄膜，Si02薄膜作為正面堿溶液制絨的掩膜，在制絨完成后進(jìn)行硼源擴散，在正面制備P-N結(jié)，Si02薄膜在硼源擴散后并不會完全去除，保留10-150nmSi02薄膜作為背面鈍化膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的制備方法，其特征是在Si02薄膜上再制作SiNx薄膜，Si02薄膜和SiNx薄膜共同作為正面堿溶液制絨和硼源擴散的掩膜，Si02薄膜和SiNx薄膜在硼源擴散后并不會完全去除，保留10-150nmSi02薄膜作為背面鈍化膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的制備方法，其特征是具有如下步驟a)以N型直拉單晶硅為基體，磷擴散源制備N型背面場，方塊電阻為20-150ohm/Sq；b)腐蝕性酸或堿溶液或激光或腐蝕性漿料刻蝕掉正面的N+擴散層；c)HF 酸去 PSG ；d)熱氧化法生長Si02薄膜，或CVD方式單面沉積Si02薄膜，Si02薄膜厚度為 100-400nm ；e)在背面Si02薄膜表面再沉積50-100nm的SiNx薄膜，并高溫?zé)Y(jié)使其致密化；f)當(dāng)d步驟使用熱氧化法生長Si02薄膜時，用腐蝕性酸或堿腐蝕液或激光或腐蝕性漿料刻蝕正面的S i02薄膜，清洗刻蝕反應(yīng)物；g)用Si02薄膜和SiNx薄膜作為掩膜，用堿溶液做單面制絨；h)用Si02薄膜和SiNx薄膜作為掩膜，硼擴散源制備P-N結(jié)，方塊電阻為40-150ohm/Sq ；i)等離子體刻蝕去除邊緣P-N結(jié)；j)HF酸清洗去除BSG，SiNx薄膜及部分Si02薄膜，保留30-150nm Si02薄膜作為背面鈍化膜；k)P-N結(jié)面用PECVD或ALD方法沉積10_50nm A1203薄膜；DP-N結(jié)面再用PECVD方法沉積lO-lOOnm，折射率為1. 9-2. 5之間的SiNx薄膜；m)背面場用PECVD沉積30-100nm的折射率為1. 9-2. 5的SiNx薄膜；η)制作正面、背面電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的制備方法，其特征是 在a步驟中硅片首先經(jīng)過雙面拋光處理，然后在進(jìn)行硼擴散。
10.一種一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的結(jié)構(gòu)，其特征是以N型直拉單晶硅為基體，硅片的正面是硼擴散制備的P型發(fā)射極(7)，p型發(fā)射極(7)上覆蓋A1203薄膜(6)， A1203薄膜(6)上覆蓋SiNx薄膜(1)，背面是磷擴散制備的N型背面場(5)，N型背面場(5) 上覆蓋有Si02薄膜(4)，Si02薄膜(4)上覆蓋SiNx薄膜(1)，硅片的正面和背面設(shè)置電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及光伏電池制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種一膜多用的掩膜后制絨太陽能電池的制備方法及其結(jié)構(gòu)，以P型直拉單晶硅為基體，在P型背面場上制作SiO2薄膜，SiO2薄膜作為正面堿溶液制絨的掩膜，在制絨完成后進(jìn)行磷源擴散，在正面制備P-N結(jié)，SiO2薄膜和SiNx薄膜在磷源擴散后并不會完全去除，保留10-150nmSiO2薄膜作為背面鈍化膜；或者以N型直拉單晶硅為基體，在N型背面場上制作SiO2薄膜，SiO2薄膜作為正面堿溶液制絨和硼源擴散的掩膜，磷源擴散后并不會完全去除，保留10-150nmSiO2薄膜作為背面鈍化膜。本發(fā)明的有益效果是與現(xiàn)有工藝方法相比，工藝過程簡單，容易控制，成本低，光電轉(zhuǎn)換效率高。
文檔編號H01L31/04GK102403399SQ20111021770
公開日2012年4月4日 申請日期2011年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月30日
發(fā)明者張學(xué)玲 申請人:常州天合光能有限公司