[发明专利]利用离子注入形成选择性掺杂和制备高效晶体硅太阳能电池的方法

权利要求书

1.一种利用离子注入形成选择性掺杂和制备高效晶体硅太阳能电池的方法，其特征是1）首先通过热生长、CVD、PVD、ALD方法或化学凝胶生长法在硅片基体一面形成一层一定厚度的半掩膜材料，作为后续离子注入工艺形成分区掺杂的半掩膜；半掩膜材料选择：SiOx、SiOxNy、SiNx或TiOx等；2）对晶硅电池的某一面或者某一面的特定区域进行图案化刻蚀处理，形成所需要的选择性掺杂图案：刻蚀处理后的图案区将会形成重掺杂区；3）根据电池结构的设计，在晶硅电池的某一面或者与某一面的特定区域进行与衬底相同掺杂类型或者相反掺杂类型的离子注入掺杂；4）退火：放置到高温管式扩散炉或者RTP快速热退火炉中，通过选择合适的退火温度、时间、气氛，进行掺杂杂质的再分布退火，退火温度范围：600-1100℃，退火时间范围：1-500分钟，气氛:惰性气体（比如氮气）、氧气的单一或者混合气体，退火炉的选择：管式扩散炉或者RTP快速热退火炉；在退火的过程中，修复注入后的损失和进行杂质再分布，根据掺杂杂质在半掩膜层的扩散系数不同，形成选择性的分区掺杂。

2.根据权利要求1所述的利用离子注入形成选择性掺杂和制备高效晶体硅太阳能电池的方法，其特征是所述步骤1）－2）中分别在硅片的双面进行相同工艺处理，再进行步骤3）晶硅电池的某一面或者此面的特定区域进行一种掺杂类型的离子注入掺杂；在另一面或者此面的特定区域进行与第一面相反掺杂类型的离子注入掺杂。

3.根据权利要求1或2所述的利用离子注入形成选择性掺杂和制备高效晶体硅太阳能电池的方法，其特征是半掩膜层的生长在硅材料表面织构化处理工艺之后。

4.根据权利要求1或2所述的利用离子注入形成选择性掺杂和制备高效晶体硅太阳能电池的方法，其特征是半掩膜材料SiOx、SiOxNy、SiNx或TiOx作为分区掺杂的半掩膜，半掩膜层厚范围是10-100nm。

5.根据权利要求1或2所述的利用离子注入形成选择性掺杂和制备高效晶体硅太阳能电池的方法，其特征是轻重掺杂的分区会在后续的生长或沉积钝化层时候会具有不同的表面生长或沉积速率，从而在不同的分区掺杂区域获得不同的钝化层厚度，这使得后续的金属化工艺采用自对准的方法进行。

6.根据权利要求1或2所述的利用离子注入形成选择性掺杂和制备高效晶体硅太阳能电池的方法，其特征是利用激光消融技术实现这种分区掺杂的图案化处理；或利用化学刻蚀技术：利用丝网印刷腐蚀性的浆料或Inkjet or Aerosol Jet printing印刷腐蚀性浆料或墨水，进行化学刻蚀，在化学刻蚀之后，对硅片表面进行清洗以去除表面的残余化学浆料。

7.根据权利要求1或2所述的利用离子注入形成选择性掺杂和制备高效晶体硅太阳能电池的方法，其特征是在退火中生长成一层氧化硅作为表面钝化层；表面钝化层厚度为2－25纳米。

8.根据权利要求2－7之一所述的利用离子注入形成选择性掺杂和制备高效晶体硅太阳能电池的方法制备背接触IBC电池、双面电池、PERL/PERT电池，硅片为单晶硅、类单晶或多晶硅材料。

9.根据权利要求6所述的利用离子注入形成选择性掺杂和制备高效晶体硅太阳能电池的方法，其特征是利用激光消融技术实现分区掺杂的图案化处理。