[发明专利]串联升压太阳能电池单元及其制备方法

权利要求书

1.一种串联升压太阳能电池单元制备方法，其特征是，包括如下步骤：

1)在轻掺杂的P^-型硅衬底上制备浅沟槽隔离区，其作用是实现太阳能电池间，以及太阳能电池和CMOS电子电路之间的电学隔离，避免相互影响；

2)在浅沟槽隔离区间的器件有源区内制备一个中等掺杂的N阱，该区域用作P⁺/N阱型太阳能电池D₁的N型基底；

3)利用离子注入工艺在N型基底中制备一个大面积、重掺杂的P⁺有源区，同时在衬底上制备一个衬底接触区，所述P⁺有源区与N型基底构成P⁺/N阱型太阳能电池D₁；

4)利用离子注入工艺在所述P⁺有源区外侧的N型基底上制备重掺杂的N⁺接触区，同时在N型基底外侧的衬底上制备出重掺杂的N⁺有源区，所述N⁺有源区和P型衬底构成N⁺/P衬底型太阳能电池D₂；

5)在晶片表面淀积合适厚度的介质层，所述介质层同时兼作太阳能电池的抗反射膜，增加太阳光的入射效率；

6)利用光刻和金属化工艺步骤，在器件上表面制备出所述两种太阳能电池的阳极电极和阴极电极；

7)利用互连工艺将P⁺/N阱型太阳能电池D₁的阴极电极和N⁺/P衬底型太阳能电池D₂的阳极电极短路连接，并将P⁺/N阱型太阳能电池D₁的阳极电极和N⁺/P衬底型太阳能电池D₂的阴极电极引出，分别作为串联升压电池单元的阳极和阴极。

2.如权利要求1所述的串联升压太阳能电池单元制备方法，其特征是，在<100>晶向的P^-型硅衬底上依次淀积50nm的氧化硅和200nm氮化硅介质层，然后采用标准CMOS工艺中的光刻、刻蚀工艺步骤定义出浅沟槽隔离区，沟槽深度在0.5～1μm，沟槽宽度为0.5μm，采用高密度等离子体化学气相淀积技术（HDP CVD）淀积氧化物填充沟槽，氧化物的厚度略超过沟槽深度，最后用化学机械抛光工艺实施全局整平，用热磷酸去除表面氮化硅，制备出浅沟槽隔离区。

3.如权利要求1所述的串联升压太阳能电池单元制备方法，其特征是，对制备出浅槽隔离区的衬底进行太阳能电池的N型基底光刻，N型基底的窗口面积为50×50μm²，利用标准CMOS工艺的N阱注入对所述窗口进行N型掺杂和退火热处理，所述区域的平均掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3，深度约为1μm。

4.如权利要求1所述的串联升压太阳能电池单元制备方法，其特征是，光刻太阳能电池的P⁺有源区窗口和衬底接触区窗口，利用标准CMOS工艺中PMOS晶体管的P⁺源/漏注入对所述P⁺有源区和衬底接触区进行掺杂和退火热处理，所述区域的平均掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3，结深约为0.1～0.2μm。

5.如权利要求1所述的串联升压太阳能电池单元制备方法，其特征是，光刻出太阳能电池的N阱接触区和N⁺有源区，利用标准CMOS工艺中NMOS晶体管的N⁺源/漏注入对所述N阱接触区和N⁺有源区进行掺杂和退火热处理，所述区域的平均掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3，结深约为0.1～0.2μm。

6.如权利要求1所述的串联升压太阳能电池单元制备方法，其特征是，用高密度等离子体化学气相淀积技术（HDP CVD）在表面淀积一层结构致密、厚度在80～140nm的氧化硅介质层，所述介质膜同时兼作太阳能电池的抗反射膜，用于增强400～800nm范围太阳光谱的入射效率；利用接触孔掩膜版进行光刻，并用反应离子刻蚀技术在介质层上刻蚀出数个P⁺有源区、N阱接触区、N⁺有源区和衬底接触区的接触孔，接触孔面积为0.5×0.5μm²。