[发明专利]PN结构的掺杂方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PN结构的掺杂方法，特别是涉及一种去除意外进入PN结构的基底的掺杂杂质的掺杂方法。

背景技术

光伏太阳能发电对转换效率的要求是行业内永恒的话题。离子注入的掺杂方法为更高效率的晶体硅太阳能电池提供了一种更好的手段，预计将在未来3-5年内，离子注入技术将取代传统的扩散工艺，成为晶体硅太阳能电池制备的标准工艺。

离子注入制备晶体硅工艺的一个优点是无需去边结和去磷硅玻璃工艺，但在对太阳能硅片进行离子注入时，由于离子注入机中承载和固定硅片的夹具、平台或托盘一直在循环使用，所以这些部件的表面未被硅片覆盖的地方难免会存在一些未注入到硅片上的掺杂物质。

当这些部件表面存在的掺杂物质的量达到一定程度的情况下，在进行下次离子注入时，这些掺杂物质很有可能会被溅射出来，从而溅射到硅片的侧面和背面。除了这些部件的表面以外，由于同样的原因，其它沿着离子束传输路径上的真空腔内侧表面也同样会不同程度的沾染一些掺杂物质。

当进行退火工艺时，部分溅射到硅片的侧面及背面的掺杂物质可能被部分激活，在硅片侧面形成短路电流，降低硅片的转化效率。

针对这些沾染于离子注入机各个部件中的掺杂物质，目前的解决方法可以采用现在常用的热扩散方法后去磷玻璃工艺去除硅片侧面的磷掺杂，但这样会损伤硅片边缘，减少吸收太阳光的有效面积，从而降低了硅片太阳能转化效率。实验表明，直接进行离子注入和退火工艺的单晶硅电池反向电流非常显著，过大的反向电流同时会对组件的寿命和可靠性带来严重影响。

由此，希望找到一种既不会损伤作为基底的硅片边缘，避免吸收太阳光的有效面积的减小，同时还能去除意外溅射至该基底侧面、表面或背面上的掺杂杂质的掺杂方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中沾染于离子注入机各个部件中的掺杂物质被意外溅射至基底侧面、表面或背面、经过退火工艺后在基底侧面形成短路电流、降低太阳能电池转换效率的缺陷，提供一种去除意外溅射至基底侧面、表面或背面的掺杂杂质、避免基底侧面形成短路电流、提高太阳能电池转换效率且工艺简单的PN结构的掺杂方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种PN结构的掺杂方法，其特点在于，其包括：

步骤S₁、通过离子注入的方式将掺杂离子注入至一基底的表面中和/或背面中得到一PN结构；

步骤S₂、使用一第一洗液清洗该PN结构，该第一洗液用于去除溅射至该基底的表面上、背面上或侧面上的掺杂离子形成的不必要的杂质；

步骤S₃、对经过清洗的该PN结构进行退火处理。

步骤S₁中的离子注入可以包括一次掺杂离子的注入，也可以包括多次掺杂离子的注入，离子注入的区域可以在该基底的表面中也可以为该基底的背面中，掺杂离子可以为一种，也可以为多种。在完成了所有离子注入的步骤之后，才开始步骤S₂的对该PN结构的清洗步骤。另外，这里表面、背面和侧面的描述仅是为了描述上的便利，并非是对本发明的限制，如果将该基底看成一个扁平的柱体(例如圆形的硅片或者方形的硅片)，所述的表面、背面和侧面即指该基底的各个表面。

优选地，该第一洗液还用于去除溅射至该基底的表面上、背面上或侧面上的金属杂质。

优选地，该第一洗液为碱性溶液、双氧水和去离子水的混合溶液。

在离子注入后，为了消除意外溅射至该基底的表面上、背面上或侧面上的掺杂离子形成的掺杂杂质，用第一洗液(例如碱性溶液和双氧水混合溶液)清洗该PN结构，去除离子注入时从托盘等部件溅射到基底各个表面上的掺杂物质。其去除原理是：经过离子注入后的该基底表面呈非晶形态，极易与氧化剂反应而被氧化生成氧化膜(约6nm厚，呈亲水性)，该氧化膜又被碱性溶液腐蚀，腐蚀后立即又发生氧化，氧化和腐蚀反复进行，因此附着在基底各个表面的不必要的掺杂原子、其他杂质颗粒也随腐蚀层而落入该第一洗液内，保证基底表面洁净的同时也避免了边结漏电的引入。

优选地，该碱性溶液为弱碱性溶液。

优选地，该弱碱性溶液为氢氧化氨溶液。

优选地，该氢氧化铵溶液、该双氧水以及去离子水的体积比为1∶1∶2～1∶2∶10，其中，该氢氧化铵溶液的浓度为28-32％，该双氧水的浓度为30-32％，去离子水的电阻率不低于15MΩ，其中百分号表示质量百分比。

优选地，该弱碱性溶液为有机弱碱溶液。

优选地，该有机弱碱溶液为四甲基氢氧化铵溶液。