本發(fā)明涉及太陽能電池的選擇性摻雜方法，屬于太陽能電池制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，對(duì)于清潔能源的需求日益旺盛。在人們研究的新型清潔能源中，太陽能作為一種不受地域限制的清潔能源成為了未來新能源發(fā)展的主要方向。太陽能電池是人們利用太陽的光能轉(zhuǎn)換為電能的主要裝置。但是，目前太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率還不能達(dá)到人們的要求。提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，降低太陽能電池制造成本成為了人們研究的熱點(diǎn)。選擇性摻雜太陽能電池是一種有效的低成本高效率的太陽能電池。選擇性摻雜太陽能電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于在太陽能電池的上電極覆蓋區(qū)域進(jìn)行重?fù)诫s降低電池的接觸電阻，同時(shí)在非頂電極區(qū)進(jìn)行輕摻雜，提高電池的光譜響應(yīng)和降低電池中光生載流子的復(fù)合。目前進(jìn)行太陽能電池選擇性摻雜的方法主要有：兩步擴(kuò)散法、絲網(wǎng)印刷磷漿法、擴(kuò)散掩膜法等。其中，兩步擴(kuò)散法是先對(duì)頂電極區(qū)重?cái)U(kuò)散，再對(duì)整個(gè)發(fā)射區(qū)輕擴(kuò)散，其優(yōu)點(diǎn)為制備工藝簡(jiǎn)單易行，但是，由于頂電極區(qū)先進(jìn)行了擴(kuò)散，雜質(zhì)的二次分布較難控制；絲網(wǎng)磷漿法是用絲網(wǎng)在局部印刷高濃度磷漿，通過其擴(kuò)散與揮發(fā)，一次擴(kuò)散就能使頂電極區(qū)形成重?fù)诫s，其他區(qū)域形成輕摻雜，但由于利用了局部的磷漿作為擴(kuò)散源，必然導(dǎo)致表面擴(kuò)散的不均勻性，這會(huì)降低電池的效率。擴(kuò)散掩膜法就是先輕摻雜，再進(jìn)行激光或者光刻掩膜，然后再對(duì)頂電極區(qū)進(jìn)行二次重?fù)诫s，該方法由于先進(jìn)行了輕摻雜，降低了頂電極區(qū)進(jìn)行選擇性摻雜時(shí)與襯底的雜質(zhì)濃度差，可以較好的控制電池的選擇性摻雜區(qū)域，但需要用激光或光刻的方法，提高了成本，降低了生產(chǎn)效率。綜上所述，目前主要的選擇性摻雜的方法都存在一定的缺陷，因此，必須尋找一種新型的選擇性摻雜的太陽能電池生產(chǎn)工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于：克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種太陽能電池的選擇性摻雜方法，工藝實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，獲得的太陽能電池性能良好。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的一種太陽能電池的選擇性摻雜方法，包括如下步驟：第1步、使用磁控濺射的方法在硅片上表面淀積一層厚度約為0.05微米的含有摻雜元素的二氧化硅薄膜；第2步、將淀積后的硅片進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散，使二氧化硅薄膜中的摻雜元素?cái)U(kuò)散入硅片，形成PN結(jié)；第3步、除去硅片上表面頂電極區(qū)以外的氧化層；第4步、在硅片上表面淀積本征非晶硅層；第5步、將硅片置于無氧環(huán)境中進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散，使硅片非頂電極區(qū)的摻雜元素被擴(kuò)散入非晶硅層，降低硅片非頂電極區(qū)摻雜元素濃度，實(shí)現(xiàn)摻雜元素的逆向擴(kuò)散；頂電極區(qū)二氧化硅薄膜中的摻雜元素進(jìn)一步向頂電極區(qū)擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)頂電極區(qū)的重?fù)诫s；第6步、采用濃硝酸和氫氟酸的混合溶液去除硅片表面的非晶硅層和二氧化硅，完成太陽能電池的逆擴(kuò)散選擇性摻雜。本發(fā)明提出了一種選擇性摻雜的逆擴(kuò)散方法，通過非晶硅吸收非頂電極區(qū)的雜質(zhì)，使非頂電極區(qū)的摻雜濃度降低，同時(shí)頂電極區(qū)進(jìn)行了二次摻雜，導(dǎo)致頂電極區(qū)與非頂電極區(qū)的摻雜濃度差進(jìn)一步增大，提高了選擇性摻雜的效果；并且逆擴(kuò)散工藝在無氧環(huán)境下進(jìn)行，從而減少對(duì)硅片表面的破壞和損耗，更好的保護(hù)了電池表面結(jié)構(gòu)。與熱氧化去除非晶硅層的方法相比，電池中雜質(zhì)濃度的分布更均勻，這更有利于減小電池中載流子的復(fù)合，提高電池電流；在去除非晶硅層時(shí)，通過混合溶液中的濃硝酸將非晶硅氧化為二氧化硅，同時(shí)利用氫氟酸去除二氧化硅，硅片中雜質(zhì)分布穩(wěn)定。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：1、所述硅片為P型單晶硅，摻雜元素為磷元素，第1步中，二氧化硅薄膜中的磷元素的濃度為1e19/cm3。2、所述硅片為N型單晶硅，摻雜元素為硼元素，第1步中，二氧化硅薄膜中的硼元素的濃度為1e19/cm3。3、所述第2步中，高溫?cái)U(kuò)散的溫度為900℃，高溫?cái)U(kuò)散的時(shí)間為5分鐘。4、所述第3步中，采用絲網(wǎng)印刷的方法保留頂電極區(qū)域的二氧化硅，將硅片上其它區(qū)域的二氧化硅利用氫氟酸緩沖液去除掉。5、所述第4步中，淀積的本征非晶硅層厚度約為40-50nm。6、所述第5步中，無氧環(huán)境下的高溫?cái)U(kuò)散工藝溫度為900℃-1100℃，持續(xù)時(shí)間為30-2分鐘。7、所述第6步中,非晶硅薄膜的去除采用濃硝酸和氫氟酸的混合溶液,其體積比為5:1。本發(fā)明該工藝方法的特點(diǎn)在于：1、不同于傳統(tǒng)的選擇性摻雜工藝，采用的是先全片重?fù)诫s，后逆擴(kuò)散出受光面雜質(zhì)，降低受光面的雜質(zhì)摻雜濃度的方法。2、應(yīng)用本征非晶硅薄膜吸收電池表面已摻雜區(qū)域的雜質(zhì)，使得電池表面不會(huì)被其他不同元素污染。3、保留頂電極區(qū)的磷硅玻璃作為高溫雜質(zhì)逆擴(kuò)散工藝的電極雜質(zhì)保護(hù)層，保證了頂電極區(qū)的重?fù)诫s。4、在雜質(zhì)逆擴(kuò)散過程中采用無氧環(huán)境，應(yīng)用濃硝酸的氧化性氧化非晶硅層,采用氫氟酸去除氧化層，減小熱氧化過程對(duì)硅片表面的破壞作用。附圖說明下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖1是本發(fā)明方法的工藝流程示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例一方法所得到的硅片雜質(zhì)分布仿真示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例二方法所得到的硅片雜質(zhì)分布仿真示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例三方法所得到的硅片雜質(zhì)分布仿真示意圖。圖5是在濕氧環(huán)境中進(jìn)行逆擴(kuò)散后硅片雜質(zhì)分布仿真示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例一如圖1所示為本發(fā)明太陽能電池的選擇性摻雜方法的流程示意圖，具體包括如下步驟：1a、使用磁控濺射的方法在P型單晶硅上表面淀積一層厚度約為0.05微米的磷硅玻璃1（含有磷元素的二氧化硅薄膜），磷硅玻璃1中磷元素的濃度為1e19/cm3；2a、將淀積后的硅片進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散，使磷硅玻璃1中的磷雜元素?cái)U(kuò)散入硅片，形成PN結(jié)；高溫?cái)U(kuò)散的溫度為900℃，高溫?cái)U(kuò)散的時(shí)間為5分鐘；3a、采用絲網(wǎng)印刷的方法保留頂電極區(qū)域的磷硅玻璃1，將硅片上其它區(qū)域的磷硅玻璃利用氫氟酸緩沖液去除掉；4a、在硅片上表面淀積厚度約為40nm的本征非晶硅層2；5a、將硅片置于無氧環(huán)境中進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散，使非頂電極區(qū)的摻雜元素（磷）被逆擴(kuò)散入非晶硅層2，降低硅片非頂電極區(qū)摻雜元素濃度，實(shí)現(xiàn)摻雜元素逆向擴(kuò)散；頂電極區(qū)磷硅玻璃1中的摻雜元素（磷）進(jìn)一步向頂電極區(qū)擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)頂電極區(qū)的重?fù)诫s，無氧環(huán)境下的高溫?cái)U(kuò)散工藝溫度為900℃，持續(xù)時(shí)間為30分鐘；6a、采用濃硝酸和氫氟酸的混合溶液（體積比5:1）去除硅片表面的非晶硅層2和磷硅玻璃1，完成太陽能電池的逆擴(kuò)散選擇性摻雜。利用仿真軟件對(duì)本實(shí)施例一方法進(jìn)行仿真后，硅片內(nèi)雜質(zhì)分見圖2。仿真結(jié)果圖中的曲線分別表示摻雜元素（磷）的濃度、以及PN結(jié)的位置。實(shí)施例二本實(shí)施例的步驟與實(shí)施例一相同，區(qū)別在于步驟5a（第五步）中干氧環(huán)境下高溫?cái)U(kuò)散的工藝參數(shù)，本實(shí)施例中，高溫?cái)U(kuò)散的工藝溫度為1000℃，持續(xù)時(shí)間為5分鐘。利用仿真軟件對(duì)本實(shí)施例二方法進(jìn)行仿真后，硅片內(nèi)雜質(zhì)分見圖3。仿真結(jié)果圖中的曲線分別表示摻雜元素（磷）的濃度、以及PN結(jié)的位置。實(shí)施例三本實(shí)施例的步驟與實(shí)施例一相同，區(qū)別在于步驟5a（第五步）中干氧環(huán)境下高溫?cái)U(kuò)散的工藝參數(shù)，本實(shí)施例中，高溫?cái)U(kuò)散的工藝溫度為1100℃，持續(xù)時(shí)間為2分鐘。利用仿真軟件對(duì)本實(shí)施例三方法進(jìn)行仿真后，硅片內(nèi)雜質(zhì)分見圖4。仿真結(jié)果圖中的曲線分別表示摻雜元素（磷）的濃度、以及PN結(jié)的位置。對(duì)比本發(fā)明三個(gè)實(shí)施例，從仿真結(jié)果圖中可以看出，隨著逆向擴(kuò)散工藝的高溫?cái)U(kuò)散溫度的升高，電池的PN結(jié)在不斷的加深。電池的表面的雜質(zhì)濃度先增加后減小，但頂電極區(qū)的雜質(zhì)濃度隨著溫度的增加而逐步增加。頂電極區(qū)的重?fù)诫s雜質(zhì)主要向電池體內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散，橫向擴(kuò)散較小，這與在電池表面淀積本征非晶硅層有關(guān)，過多的橫向擴(kuò)散雜質(zhì)被非晶硅層吸收。這說明應(yīng)用非晶硅層作為電池的逆擴(kuò)散層，可以起到限制重?fù)诫s區(qū)雜質(zhì)橫向擴(kuò)散作用。輕摻雜區(qū)域的雜質(zhì)濃度比較接近，較低的擴(kuò)散溫度可以有效地形成淺結(jié)，提高電池短波光譜響應(yīng)，綜合比較之后，可知步驟5a（第五步）中采用擴(kuò)散溫度900℃、擴(kuò)散持續(xù)時(shí)間30分鐘是較好的雜質(zhì)逆擴(kuò)散工藝條件。圖5為在濕氧環(huán)境中進(jìn)行逆擴(kuò)散后硅片雜質(zhì)分布仿真示意圖。該工藝與本發(fā)明的區(qū)別是第五步中，硅片在濕氧環(huán)境下進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散，非晶硅及硅片表面被氧化，因此第六步直接用氫氟酸去除磷硅玻璃即可。從圖中可以看出，濕氧環(huán)境使得硅片表面產(chǎn)生了較大損耗（硅表面低于0刻度線），而無氧環(huán)境下進(jìn)行逆擴(kuò)散（見圖2-4），則硅片表面與0刻度線齊平?？梢姳景l(fā)明工藝生產(chǎn)的電池，其表面未發(fā)生氧化消耗,這更好的保護(hù)了電池表面結(jié)構(gòu)；并且本發(fā)明工藝與熱氧化逆擴(kuò)散工藝相比，電池中雜質(zhì)濃度的分布更均勻，這更有利于減小電池中載流子的復(fù)合，提高電池電流。本發(fā)明實(shí)施例部分以P型單晶硅為例對(duì)本發(fā)明工藝進(jìn)行了詳細(xì)說明，對(duì)N型單晶硅進(jìn)行選擇性摻雜的工藝及條件與之類似，區(qū)別僅在于摻雜元素由磷換成了硼，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以通過了解本實(shí)施例部分，舉一反三來實(shí)現(xiàn)對(duì)N型單晶硅的逆擴(kuò)散選擇性摻雜。因此本文不再贅述。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。