一種雙面電池的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能電池制備領(lǐng)域，具體地說涉及一種雙面電池的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙面晶體硅太陽能電池采用雙面金屬柵線結(jié)構(gòu)，電池的正反兩面可以同時受光發(fā)電，因而可顯著增加了單位面積的電能輸出。這種雙面的電池結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的單面鋁背場電池結(jié)構(gòu)相比，間接的、大幅度的提高了單位電能輸出，達(dá)到了單面高效太陽能電池發(fā)電的效果，大幅度降低了太陽能電池每瓦的發(fā)電成本。
[0003]以P型硅為例，傳統(tǒng)的雙面電池制備流程如下:
[0004]RCA清洗一磷擴(kuò)散面阻擋層沉積一硼擴(kuò)散一磷擴(kuò)散面阻擋層去除一硼擴(kuò)散面阻擋層沉積一磷擴(kuò)散一硼擴(kuò)散面阻擋層去除一雙面進(jìn)行SiNx沉積一雙面絲網(wǎng)印刷柵線并烘干—共燒完成電池金屬化。
[0005]常規(guī)雙面電池的生產(chǎn)工藝中往往需要進(jìn)行磷擴(kuò)散和硼擴(kuò)散兩個高溫過程，在每一次高溫擴(kuò)散之前都需要對非擴(kuò)散面進(jìn)行阻擋隔離，然后再去除阻擋層，工藝步驟冗繁，且擴(kuò)散均勻性差。此外，第二次高溫擴(kuò)散過程會使第一次高溫擴(kuò)散后的擴(kuò)散曲線發(fā)生改變，如表面摻雜濃度降低、結(jié)深增加，還會導(dǎo)致雙面電池的接觸電阻增加、電接觸性能下降。同時，多次高溫過程易導(dǎo)致硅襯底的雜質(zhì)濃度增加，電池的體復(fù)合隨之加劇，最終表現(xiàn)為電池開路電壓和轉(zhuǎn)換效率的下降。
[0006]因此，需要有一種不同于現(xiàn)有技術(shù)的雙面電池制備工藝，已解決現(xiàn)有技術(shù)中通過兩次高溫擴(kuò)散過程才能得到雙面電池的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中通過兩次高溫擴(kuò)散過程才能得到雙面電池，且雙面電池效率低下的問題，本發(fā)明提供了一種雙面電池的制備方法。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種雙面電池的制備方法，其中，所述方法包括步驟:
[0009]a)在硅片的第一表面采用PECVD工藝形成含硼二氧化硅層；
[0010]b)在所述硅片的第二表面采用PECVD工藝形成含磷二氧化硅層；
[0011]c)將所述硅片置于高溫擴(kuò)散爐中，并向所述高溫擴(kuò)散爐中通入氮?dú)猓瑢λ龉杵M(jìn)行擴(kuò)散。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個【具體實施方式】，所述步驟a)進(jìn)一步為使用三甲基硼和二氧化碳對所述硅片的第一表面進(jìn)行PECVD形成含硼二氧化硅層；
[0013]所述三甲基硼的流量為500sccm?550sccm ；
[0014]所述二氧化碳的流量為300sccm?330sccm。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個【具體實施方式】，所述步驟a)中進(jìn)行PECVD的時間為400s?450so
[0016]根據(jù)本發(fā)明的又一個【具體實施方式】，所述步驟a)中進(jìn)行PECVD的反應(yīng)溫度為200 °C ?220。。。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的又一個【具體實施方式】，所述步驟b)進(jìn)一步為使用磷烷和二氧化碳對所述硅片的第二表面進(jìn)行PECVD形成含磷二氧化硅層；
[0018]所述磷燒的流量為50sccm?10sccm ；
[0019]所述二氧化碳的流量為300sccm?330sccm。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的又一個【具體實施方式】，所述步驟b)中進(jìn)行PECVD的時間為380s?400so
[0021]根據(jù)本發(fā)明的又一個【具體實施方式】，所述步驟b)中進(jìn)行PECVD的反應(yīng)溫度為200 °C ?220。。。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的又一個【具體實施方式】，在所述步驟c)中，所述氮?dú)獾牧髁繛?1L/min0
[0023]根據(jù)本發(fā)明的又一個【具體實施方式】，其中，所述高溫擴(kuò)散爐中的溫度為8500C?1000 °C，保溫時間為30min?60min。
[0024]本發(fā)明提供的雙面電池制備方法，采用如下工藝流程:雙面制絨一一面PECVD沉積含磷二氧化硅層一一面PECVD沉積摻硼二氧化硅層一雙面共擴(kuò)散一雙面進(jìn)行SiNx沉積—雙面絲網(wǎng)印刷柵線并烘干一共燒完成電池金屬化。一次高溫擴(kuò)散則不需要形成隔離層，簡化了制備工藝；其一次完成擴(kuò)散，擴(kuò)散均勻性好。此外，一次擴(kuò)散不會出現(xiàn)二次擴(kuò)散造成的電池表面摻雜濃度降低、結(jié)深增加等問題，可以有效提高所制備的雙面電池的開路電壓和轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說明】
[0025]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0026]圖1所示為根據(jù)本發(fā)明提供的一種雙面電池的制備方法的一個【具體實施方式】的流程示意圖；
[0027]圖2(a)和圖2(b)所示為不同襯底的雙面電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。
【具體實施方式】
[0029]下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本發(fā)明省略了對公知組件和處理技術(shù)及工藝的描述以避免不必要地限制本發(fā)明。
[0030]參考圖1，圖1所示為根據(jù)本發(fā)明提供的一種雙面電池的制備方法的一個【具體實施方式】的流程示意圖。
[0031]步驟S101，在娃片的第一表面米用 PECVD(Plasma Enhanced Chemical VaporD印osit1n，等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)工藝形成含硼二氧化硅層。參考圖2(a)和圖2 (b)，所述娃片是N型娃片或者是P型娃片均可。
[0032]優(yōu)選的，使用三甲基硼(TMB)和二氧化碳(CO2)對所述硅片100的第一表面進(jìn)行PECVD形成含硼二氧化硅層200。其中，所述三甲基硼的流量為500sccm?550sccm，例如:500sccm，525sccm或者550sccm。所述二氧化碳的流量為300sccm?330sccm，例如:300sccm，315sccm 或者 330sccm。
[0033]優(yōu)選的，形成含硼二氧化硅層200時進(jìn)行PECVD時間為400s?450s，例如:400s，425s或者450s。優(yōu)選的，形成含硼二氧化硅層200的反應(yīng)溫度為200°C?220°C，例如:200°C，210°C 或者 220 0C ο
[0034]形成含硼二氧化硅層200后，執(zhí)行步驟S102，在所述硅片100的第二表面采用PECVD工藝形成含磷二氧化硅層300。
[0035]優(yōu)選的，使用磷烷(PH3)和二氧化碳(CO2)對所述硅片100的第二表面進(jìn)行PECVD形成含磷二氧化娃層300。其中，所述磷燒的流量為50sccm?lOOsccm，例如:50sccm，75sccm 或者 lOOsccm。所述二氧化碳的流量為 300sccm ?330sccm，例如:300sccm，315sccm或者 330sccm。
[0036]優(yōu)選的，形成含磷二氧化硅層300時進(jìn)行PECVD時間為280s?400s，例如:380s，390s或者400s。優(yōu)選的，形成含磷二氧化硅層300的反應(yīng)溫度為200°C?220°C，例如:200°C，210°C 或者 220 0C ο
[0037]步驟S102接收后，在硅片100的兩面分別形成了含硼二氧化硅層200和含磷二氧化硅層300，之后需對硅片100進(jìn)行高溫擴(kuò)散處理。因此，繼續(xù)執(zhí)行步驟S103，將所述硅片置于高溫擴(kuò)散爐中，并向所述高溫擴(kuò)散爐中通入氮?dú)?N2)，對所述硅片進(jìn)行擴(kuò)散。通過一次高溫擴(kuò)散過程，一步完成雙面電池的兩面擴(kuò)散。
[0038]優(yōu)選的，通入高溫擴(kuò)散爐中的氮?dú)獾牧髁繛?1L/min。優(yōu)選的，所述高溫擴(kuò)散爐中的溫度為850°C?1000°C，例如:850°C，923°C或者1000°C。優(yōu)選的，硅片100在所述高溫擴(kuò)散爐中的保溫時間為30min?60min，例如:30min，45min或者60min。
[0039]經(jīng)高溫擴(kuò)散后，在硅片100的兩面再分別沉積SiNx薄膜，SiNx薄膜不但具有減反射功能，此外還具有鈍化晶體硅發(fā)射極表面，減少載流子的復(fù)合的作用。
[0040]可選的，在沉積SiNx薄膜之后，對硅片100的兩面分別進(jìn)行絲網(wǎng)印刷形成柵線并烘干，最后共燒完成雙面電池的金屬化，至此制備出成品雙面電池?？梢岳斫?，除了通過絲網(wǎng)印刷之外，還可以采用其他常用方式形成雙面電池的電極，例如電鍍的方式。
[0041]本發(fā)明提供的雙面電池的制備方法，通過一次高溫擴(kuò)散工藝即可完成電池的雙面擴(kuò)散，工藝簡單，擴(kuò)散均勻性好；避免了二次擴(kuò)散造成的電池表面摻雜濃度低、金屬柵線接觸電阻增加等問題；并使得制備而成的雙面電池光電轉(zhuǎn)換效率高。
[0042]雖然關(guān)于示例實施例及其優(yōu)點已經(jīng)詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍的情況下，可以對這些實施例進(jìn)行各種變化、替換和修改。對于其他例子，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易理解在保持本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)的同時，工藝步驟的次序可以變化。
[0043]此外，本發(fā)明的應(yīng)用范圍不局限于說明書中描述的特定實施例的工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法及步驟。從本發(fā)明的公開內(nèi)容，作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地理解，對于目前已存在或者以后即將開發(fā)出的工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟，其中它們執(zhí)行與本發(fā)明描述的對應(yīng)實施例大體相同的功能或者獲得大體相同的結(jié)果，依照本發(fā)明可以對它們進(jìn)行應(yīng)用。因此，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在將這些工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟包含在其保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種雙面電池的制備方法，其中，所述方法包括步驟: a)在硅片的第一表面采用PECVD工藝形成含硼二氧化硅層； b)在所述硅片的第二表面采用PECVD工藝形成含磷二氧化硅層； c)將所述硅片置于高溫擴(kuò)散爐中，并向所述高溫擴(kuò)散爐中通入氮?dú)猓瑢λ龉杵M(jìn)行擴(kuò)散。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述步驟a)進(jìn)一步為使用三甲基硼和二氧化碳對所述硅片的第一表面進(jìn)行PECVD形成含硼二氧化硅層； 所述三甲基硼的流量為500sccm?550sccm ； 所述二氧化碳的流量為300sccm?330sccm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其中，所述步驟a)中進(jìn)行PECVD的時間為.400s ?450s。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其中，所述步驟a)中進(jìn)行PECVD的反應(yīng)溫度為.200 °C ?220。。。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述步驟b)進(jìn)一步為使用磷烷和二氧化碳對所述硅片的第二表面進(jìn)行PECVD形成含磷二氧化硅層； 所述磷燒的流量為50sccm?10sccm ； 所述二氧化碳的流量為300sccm?330sccm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的制備方法，其中，所述步驟b)中進(jìn)行PECVD的時間為.380s ?400s。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其中，所述步驟b)中進(jìn)行PECVD的反應(yīng)溫度為200 °C ?220。。。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，在所述步驟c)中，所述氮?dú)獾牧髁繛?1L/.min0
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的制備方法，其中，所述高溫擴(kuò)散爐中的溫度為850°C?.1000 °C，保溫時間為30min?60min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙面電池的制備方法，該方法包括以下步驟：在硅片的第一表面通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積形成含硼二氧化硅層；在所述硅片的第二表面通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積形成含磷二氧化硅層；將所述硅片置于高溫擴(kuò)散爐中，并向所述高溫擴(kuò)散爐中通入氮?dú)?，對所述硅片進(jìn)行擴(kuò)散。采用本發(fā)明提供的制備方法，可以有效減少二次擴(kuò)散造成的電池表面摻雜濃度降低、接觸電阻增加等問題，并有效提高雙面電池的開路電壓和轉(zhuǎn)換效率。
【IPC分類】H01L31-18
【公開號】CN104538485
【申請?zhí)枴緾N201410621635
【發(fā)明人】權(quán)微娟, 王仕鵬, 黃海燕, 陸川
【申請人】浙江正泰太陽能科技有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月6日