本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種存在邊緣繞鍍層的tbc太陽能電池的制備方法。

背景技術(shù)：

1、?tbc太陽能電池結(jié)合了主流topcon太陽能電池優(yōu)異隧穿氧化層/摻雜多晶硅鈍化接觸技術(shù)以及背面電極接觸特性，是下一代主流晶硅太陽能電池的代表，具有高效率、美觀性強(qiáng)等特征。

2、目前，在tbc太陽能電池制備過程中，由于需多次采用管式真空設(shè)備在硅片背面沉積poly-si，因而不可避免會(huì)在硅片正面和邊緣產(chǎn)生繞鍍層。為了減少繞鍍層所帶來的漏電影響，后續(xù)往往需要采用濕法工藝去除硅片正面和邊緣的繞鍍層以減少太陽能電池的漏電數(shù)值。目前常見去除tbc太陽能電池邊緣繞鍍層的方式為鏈?zhǔn)剿釖伖に嚕捎阪準(zhǔn)綑C(jī)在長(zhǎng)期使用中滾輪難以一直保持水平，導(dǎo)致硅片在酸拋過程中存在上下抖動(dòng)，無法有效保證硅片邊緣繞鍍層被有效去除，因而實(shí)際電池邊緣或多或少仍殘留有繞鍍區(qū)域，這無疑會(huì)導(dǎo)致電池漏電數(shù)值的增加，也影響了電池最終性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、?為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種存在邊緣繞鍍層的tbc太陽能電池的制備方法。本發(fā)明通過特殊的“直接氧化-間接沉積”?+“高溫致密化+硼摻雜”組合工藝在硅片邊緣預(yù)構(gòu)建絕緣介質(zhì)膜使邊緣繞鍍區(qū)域與硅片基底絕緣隔離，因此即使成品tbc太陽能電池的邊緣存在繞鍍層，繞鍍部分也不會(huì)有較大漏電產(chǎn)生。其次，該絕緣介質(zhì)膜還具有優(yōu)異的鈍化效果，可進(jìn)一步鈍化硅片側(cè)面區(qū)域，有利于提升電池的電學(xué)性能。此外，與常規(guī)tbc太陽能電池的邊緣全部為金字塔絨面相比，本發(fā)明硅片邊緣部分為金字塔絨面，部分為拋光面，邊緣絨面狀硅片在外力作用下更容易引起硅片碎片，而拋光面則更加有助于提高電池片良率。

2、本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種存在邊緣繞鍍層的tbc太陽能電池的制備方法，具體包括以下步驟：

3、s1、對(duì)n型硅片雙面進(jìn)行拋光。

4、?s2、將若干硅片“層狀”堆疊為一個(gè)立方體狀的硅片組合。

5、由于單片硅片的厚度較薄，難以直接在其邊緣沉積絕緣介質(zhì)膜。為此，本發(fā)明巧妙地將多片硅片堆疊為一個(gè)立方體狀的硅片組合，如此可使有效增大沉積面積，便于沉積操作，并提高效率。

6、?s3、依次通過直接氧化、間接沉積的方式在硅片邊緣先后形成第一氧化硅層和第二氧化硅層，兩者組合構(gòu)成絕緣介質(zhì)膜。

7、在硅片邊緣的四個(gè)側(cè)面沉積絕緣介質(zhì)膜后，可隔絕硅片基底和后續(xù)繞鍍層，防止漏電產(chǎn)生。其中，第一氧化硅層通過直接氧化由對(duì)n型硅片邊緣淺表層硅原子原位氧化形成。由于硅片基底表面原子排列較緊密，可直接生成較為致密的第一氧化硅層；但由于硅片基底是n型摻雜，基體內(nèi)可移動(dòng)的電子數(shù)相比本征氧化硅要多，從而使得所形成的第一氧化硅層的介電常數(shù)較小，絕緣性能較弱。為此，本發(fā)明進(jìn)一步通過間接沉積方式在其表面沉積第二氧化硅層。不同于直接氧化將硅片邊緣淺表層轉(zhuǎn)化為第一氧化硅層，沉積方式可在第一氧化硅層的表面增加一層本征氧化硅薄膜（即第二氧化硅層），其基體內(nèi)可移動(dòng)電子數(shù)較少，絕緣性能較佳。上述兩步可在同一管式pecvd設(shè)備依序進(jìn)行，有效降低了工藝時(shí)間。綜上，本發(fā)明通過特殊的“直接氧化-間接沉積”工藝，可在硅片邊緣的四個(gè)側(cè)面有效形成絕緣介質(zhì)膜，即使有繞鍍層的存在，也不會(huì)有明顯的負(fù)面影響。

8、?s4、去除硅片背面的氧化硅層。

9、在s3高溫沉積過程中不可避免會(huì)在硅片背面產(chǎn)生部分氧化硅層，因而需要去除背面氧化硅層。

10、?s5、在硅片背面依次沉積隧穿氧化層、本征多晶硅層。

11、在硅片背面依次沉積隧穿氧化層、本征多晶硅層的同時(shí)，也會(huì)不可避免地在硅片正面、邊緣區(qū)域產(chǎn)生繞鍍層（即位于硅片邊緣的隧穿氧化層、本征多晶硅層）。

12、?s6、兩步通源硼擴(kuò)散，使本征多晶硅層的內(nèi)層、外層分別轉(zhuǎn)為硼擴(kuò)散層和bsg層，且絕緣介質(zhì)膜在高溫下發(fā)生致密化，并實(shí)現(xiàn)硼原子的摻雜。

13、在上述兩步通源硼擴(kuò)散過程中，除了使本征多晶硅層的內(nèi)層、外層分別轉(zhuǎn)為硼擴(kuò)散層和bsg層之外，與此同時(shí)也對(duì)絕緣介質(zhì)膜同步進(jìn)行了退火處理和硼摻雜，其效果在于：（1）s3中pecvd沉積的本征氧化硅薄膜（即第二氧化硅層）孔隙率較高，會(huì)降低材料的有效密度，進(jìn)而降低介電常數(shù)（絕緣性降低）；高溫退火可降低本征氧化硅薄膜中的孔隙率，使薄膜更加致密，從而提高介電常數(shù)；（2）硼原子的引入會(huì)改變絕緣介質(zhì)膜的微觀結(jié)構(gòu)和電荷分布，從而影響其介電性質(zhì)；具體地：（a）關(guān)于電荷分布：硼原子在絕緣介質(zhì)膜中的存在會(huì)引入額外的電荷，這些電荷會(huì)對(duì)電場(chǎng)產(chǎn)生響應(yīng)，從而增加材料的極化能力，實(shí)現(xiàn)介電常數(shù)的增加；（b）關(guān)于微觀結(jié)構(gòu)：硼原子的引入會(huì)改變絕緣介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，增加材料的非均勻性，這也會(huì)提升其介電常數(shù)。

14、?s7、激光一次圖形化開槽去除磷擴(kuò)散區(qū)和隔離區(qū)設(shè)計(jì)區(qū)域的bsg層。

15、去除磷擴(kuò)散區(qū)和隔離區(qū)設(shè)計(jì)區(qū)域表面的bsg層，可為后續(xù)的堿清洗做鋪墊。

16、?s8、堿清洗。在堿清洗過程中，由于s7開槽區(qū)表面的bsg層被去除，因此其底部的各沉積層會(huì)被堿液腐蝕去除，使硅片基底暴露；而非開槽區(qū)則由于表面受到bsg層保護(hù)，因此其底部沉積層得以保留。

17、?s9、背面二次沉積隧穿氧化層、本征多晶硅層。

18、在硅片背面二次依次沉積隧穿氧化層、本征多晶硅層的同時(shí)，也會(huì)不可避免地在硅片正面、邊緣區(qū)域再次產(chǎn)生繞鍍層。

19、?s10、磷擴(kuò)散，使本征多晶硅層的內(nèi)層、外層分別轉(zhuǎn)為磷擴(kuò)散層和psg層。

20、?s11、背面激光二次圖形化開槽去除硼擴(kuò)散區(qū)和隔離區(qū)設(shè)計(jì)區(qū)域的psg層。

21、去除硼擴(kuò)散區(qū)和隔離區(qū)設(shè)計(jì)區(qū)域表面的psg層，可為后續(xù)的清洗制絨做鋪墊。

22、?s12、去繞鍍：將硅片采用鏈?zhǔn)綑C(jī)酸拋去除硅片正面及邊緣的繞鍍層。但由于鏈?zhǔn)綑C(jī)在長(zhǎng)期使用中滾輪難以一直保持水平，導(dǎo)致硅片在酸拋過程中存在上下抖動(dòng)，其正面繞鍍部分基本可去除完，但無法有效使硅片邊緣繞鍍被全部去除，因而電池邊緣存在部分繞鍍區(qū)域。

23、?s13、清洗制絨：將去完繞鍍的硅片放入堿制絨槽中進(jìn)行濕法清洗及制絨一體化處理。由于硅片正面已去完繞鍍層無氧化區(qū)域存在，在制絨過程中可形成金字塔絨面（硅片邊緣繞鍍層徹底去除部分也會(huì)生成金字塔絨面）；對(duì)于硅片背面的磷擴(kuò)散層，由于表面受psg層保護(hù)，其底部沉積層得以保留。對(duì)于硅片背面的隔離區(qū)設(shè)計(jì)區(qū)域，由于表面psg層已被去除，堿液可有效腐蝕底部沉積層，使硅片基底失去保護(hù)，形成隔離區(qū)并生成金字塔絨面；對(duì)于硼擴(kuò)散層，由于其表面psg層也被去除，因此其底部的磷擴(kuò)散層和隧穿氧化層會(huì)被堿液腐蝕去除，直至底部bsg層暴露，bsg層會(huì)阻擋堿液侵蝕，保護(hù)其底部沉積層。隨后制絨槽體后續(xù)自帶酸（hf/hcl）清洗槽可進(jìn)一步去除硅片背面殘留的psg層和bsg層。

24、?s14、雙面鍍膜。

25、?s15、絲網(wǎng)印刷，燒結(jié)，光注入，制得存在邊緣繞鍍層的tbc太陽能電池。

26、作為優(yōu)選，s2中，每次堆疊的硅片的數(shù)量為100~300片，堆疊后相鄰硅片的正背面相貼，且四個(gè)邊緣側(cè)面齊平。

27、作為優(yōu)選，s3中，在堆疊后的硅片四個(gè)邊緣側(cè)面依次構(gòu)建絕緣介質(zhì)膜。

28、?作為優(yōu)選，s3中，所述第一氧化硅層的厚度為5~30?nm；所述第二氧化硅層的厚度為10~200?nm。

29、作為優(yōu)選，s3中，所述直接氧化包括：通入n2o，使硅片邊緣淺表面氧化為第一氧化硅層。

30、?進(jìn)一步優(yōu)選，所述直接氧化的條件為：n2o流量100~500?sccm，射頻功率1000~10000?w，壓力10~200?torr，溫度300~500℃，時(shí)間5~30?min。

31、作為優(yōu)選，s3中，所述間接沉積包括：通入sih4、n2o，在第一氧化層表面沉積第二氧化硅層。

32、?進(jìn)一步優(yōu)選，所述間接沉積的條件為：sih4和n2o的流量比=?1:5~1:10，射頻功率1000~10000?w，壓力100~500?torr，溫度300~500℃，時(shí)間10~80?min。

33、?作為優(yōu)選，s4中，采用鏈?zhǔn)綑C(jī)酸蝕去除硅片背面硅氧化層，以20~60?wt%的hf水溶液作為酸蝕液，帶速1~10?m/min。

34、?作為優(yōu)選，s5和s9中，所述隧穿氧化層的沉積條件為：o2流量10000~80000?sccm，反應(yīng)溫度400~800℃，時(shí)間200~1000?s，隧穿氧化層厚度2~10?nm；所述本征多晶硅層的沉積條件為：sih4流量300~2000?sccm，反應(yīng)溫度500~700℃，時(shí)間2~4?h，工作氣壓100~500mtorr，本征多晶硅層厚度100~300?nm。

35、?作為優(yōu)選，s6中，所述兩步通源硼擴(kuò)散的條件為：一步通源：通入bcl3和o2的混合氣體，溫度800~950℃，擴(kuò)散時(shí)間5~50?min，bcl3氣體流量50~500?sccm，o2流量500~2000sccm；氧化推進(jìn)：溫度900~1050℃，推進(jìn)時(shí)間30~80?min，o2流量5000~30000?sccm；二步通源：通入bcl3和o2的混合氣體，溫度800~950℃，擴(kuò)散時(shí)間2~30?min，bcl3流量20~100?sccm，o2流量200~1000?sccm。

36、由于常規(guī)一步通源硼擴(kuò)散過程中硼原子濃度偏低，導(dǎo)致絕緣介質(zhì)膜在此過程中引入硼原子濃度較低，為了增加邊緣絕緣介質(zhì)膜硼原子濃度，本發(fā)明在常規(guī)硼擴(kuò)散基礎(chǔ)上特意增加了后通源過程（即最后一步再通源過程），旨在增加絕緣介質(zhì)膜硼原子濃度，提升該層介電常數(shù)；同時(shí)由于背面硼擴(kuò)散表面存在bsg層阻擋，因而后通源不會(huì)影響背面硼擴(kuò)散層的初始性能。

37、?作為優(yōu)選，s10中，所述磷擴(kuò)散的條件為：溫度750~850℃，擴(kuò)散時(shí)間5~30?min，pocl3由氮?dú)鈹y帶其流速在500~1200?sccm，o2流速500~1000?sccm，氧化推進(jìn)溫度850~950℃，o2流量1000~10000?sccm，推進(jìn)時(shí)間20~60?min。

38、與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，本發(fā)明的有益效果是：

39、（1）本發(fā)明通在硅片邊緣預(yù)沉積絕緣介質(zhì)膜使邊緣繞鍍區(qū)域與硅片基底絕緣隔離，因此即使成品tbc太陽能電池的邊緣存在繞鍍層，繞鍍部分也不會(huì)有較大漏電產(chǎn)生。

40、?（2）本發(fā)明通過特殊的“直接氧化-間接沉積”+“高溫致密化+硼摻雜”組合工藝形成的絕緣介質(zhì)膜，其具有較高的致密性，較高的介電常數(shù)，因此絕緣性能出色，可有效隔離邊緣繞鍍層與硅片基底。

41、?（3）本發(fā)明氧化硅介質(zhì)膜同時(shí)具有優(yōu)異的鈍化效果，可進(jìn)一步鈍化硅片側(cè)面區(qū)域，有利于提升電池的電學(xué)性能。

42、?（4）與常規(guī)tbc太陽能電池的邊緣為金字塔絨面相比，本發(fā)明硅片邊緣部分為金字塔絨面，部分為拋光面，邊緣絨面狀硅片在外力作用下更容易引起硅片碎片，反之拋光面更加有助于提高電池片良率。