本發(fā)明涉及一種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)保意識的提高，對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。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)特點在于在太陽能電池的上電極覆蓋區(qū)域進行重摻雜降低電池的接觸電阻，同時在非頂電極區(qū)進行輕摻雜，提高電池的光譜響應和降低電池中光生載流子的復合。目前進行太陽能電池選擇性摻雜的方法主要有：兩步擴散法、絲網(wǎng)印刷磷漿法、擴散掩膜法等。其中，兩步擴散法是先對頂電極區(qū)重擴散，再對整個發(fā)射區(qū)輕擴散，其優(yōu)點為制備工藝簡單易行，但是，由于頂電極區(qū)先進行了擴散，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，通過其擴散與揮發(fā)，一次擴散就能使頂電極區(qū)形成重摻雜，其他區(qū)域形成輕摻雜，但由于利用了局部的磷漿作為擴散源，必然導致表面擴散的不均勻性，這會降低電池的效率。擴散掩膜法就是先輕摻雜，再進行激光或者光刻掩膜，然后再對頂電極區(qū)進行二次重摻雜，該方法由于先進行了輕摻雜，降低了頂電極區(qū)進行選擇性摻雜時與襯底的雜質(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，工藝實現(xiàn)簡單，生產(chǎn)成本低，獲得的太陽能電池性能良好。為了達到上述目的，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、將淀積后的硅片進行高溫擴散，使二氧化硅薄膜中的摻雜元素擴散入硅片，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)境中進行高溫擴散，使硅片非頂電極區(qū)的摻雜元素被擴散入非晶硅層，降低硅片非頂電極區(qū)摻雜元素濃度，實現(xiàn)摻雜元素的逆向擴散；頂電極區(qū)二氧化硅薄膜中的摻雜元素進一步向頂電極區(qū)擴散，實現(xiàn)頂電極區(qū)的重摻雜；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散選擇性摻雜。本發(fā)明提出了一種選擇性摻雜的逆擴散方法，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，同時頂電極區(qū)進行了二次摻雜，導致頂電極區(qū)與非頂電極區(qū)的摻雜濃度差進一步增大，提高了選擇性摻雜的效果；并且逆擴散工藝在無氧環(huán)境下進行，從而減少對硅片表面的破壞和損耗，更好的保護了電池表面結(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合，提高電池電流；在去除非晶硅層時，通過混合溶液中的濃硝酸將非晶硅氧化為二氧化硅，同時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)明進一步的改進在于：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，高溫擴散的溫度為900℃，高溫擴散的時間為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為40-50nm。6、所述第5步中，無氧環(huán)境下的高溫擴散工藝溫度為900℃-1100℃，持續(xù)時間為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，采用的是先全片重摻雜，后逆擴散出受光面雜質(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)逆擴散工藝的電極雜質(zhì)保護層，保證了頂電極區(qū)的重摻雜。4、在雜質(zhì)逆擴散過程中采用無氧環(huán)境，應用濃硝酸的氧化性氧化非晶硅層,采用氫氟酸去除氧化層，減小熱氧化過程對硅片表面的破壞作用。附圖說明下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。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)境中進行逆擴散后硅片雜質(zhì)分布仿真示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。實施例一如圖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、將淀積后的硅片進行高溫擴散，使磷硅玻璃1中的磷雜元素擴散入硅片，形成PN結(jié)；高溫擴散的溫度為900℃，高溫擴散的時間為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為40nm的本征非晶硅層2；5a、將硅片置于無氧環(huán)境中進行高溫擴散，使非頂電極區(qū)的摻雜元素（磷）被逆擴散入非晶硅層2，降低硅片非頂電極區(qū)摻雜元素濃度，實現(xiàn)摻雜元素逆向擴散；頂電極區(qū)磷硅玻璃1中的摻雜元素（磷）進一步向頂電極區(qū)擴散，實現(xiàn)頂電極區(qū)的重摻雜，無氧環(huán)境下的高溫擴散工藝溫度為900℃，持續(xù)時間為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散選擇性摻雜。利用仿真軟件對本實施例一方法進行仿真后，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。實施例二本實施例的步驟與實施例一相同，區(qū)別在于步驟5a（第五步）中干氧環(huán)境下高溫擴散的工藝參數(shù)，本實施例中，高溫擴散的工藝溫度為1000℃，持續(xù)時間為5分鐘。利用仿真軟件對本實施例二方法進行仿真后，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。實施例三本實施例的步驟與實施例一相同，區(qū)別在于步驟5a（第五步）中干氧環(huán)境下高溫擴散的工藝參數(shù)，本實施例中，高溫擴散的工藝溫度為1100℃，持續(xù)時間為2分鐘。利用仿真軟件對本實施例三方法進行仿真后，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。對比本發(fā)明三個實施例，從仿真結(jié)果圖中可以看出，隨著逆向擴散工藝的高溫擴散溫度的升高，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)的重摻雜雜質(zhì)主要向電池體內(nèi)進行擴散，橫向擴散較小，這與在電池表面淀積本征非晶硅層有關(guān)，過多的橫向擴散雜質(zhì)被非晶硅層吸收。這說明應用非晶硅層作為電池的逆擴散層，可以起到限制重摻雜區(qū)雜質(zhì)橫向擴散作用。輕摻雜區(qū)域的雜質(zhì)濃度比較接近，較低的擴散溫度可以有效地形成淺結(jié)，提高電池短波光譜響應，綜合比較之后，可知步驟5a（第五步）中采用擴散溫度900℃、擴散持續(xù)時間30分鐘是較好的雜質(zhì)逆擴散工藝條件。圖5為在濕氧環(huán)境中進行逆擴散后硅片雜質(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)境下進行高溫擴散，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)境下進行逆擴散（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,這更好的保護了電池表面結(jié)構(gòu)；并且本發(fā)明工藝與熱氧化逆擴散工藝相比，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合，提高電池電流。本發(fā)明實施例部分以P型單晶硅為例對本發(fā)明工藝進行了詳細說明，對N型單晶硅進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施例部分，舉一反三來實現(xiàn)對N型單晶硅的逆擴散選擇性摻雜。因此本文不再贅述。除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。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)明要求的保護范圍。