[发明专利]一种晶体硅太阳电池选择性发射极的实现方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳电池技术领域，涉及一种晶体硅选择性发射极太阳电池的制作方法，尤其是涉及一种晶体硅太阳电池选择性发射极的实现方法，有利于形成完美的选择性发射极。

背景技术

随着光伏行业竞争的日益激烈和市场对高品质光伏产品的迫切要求，提升太阳电池效率，成为了太阳电池技术革新的首要任务。一种脱胎于常规电池技术的选择性发射极技术在已经受到业内的广泛重视，而且在部分技术领先的企业中实现规模化生产，并产生很好的经济效益和社会效益。

选择性发射极电池技术的核心是选择性发射极的制备。与常规发射极结构相比，选择性发射极具有电极区域重掺杂和有效受光区域轻掺杂的特点。藉此，一方面降低电极接触电阻，以提升填充因子；另一方面降低发射极区域复合和发射极饱和暗电流，从而提高开路电压和短路电流。

现如今，制备选择性发射极的方法有很多，如激光刻槽掩膜法，激光掺杂法，化学掩膜反腐蚀法，印刷纳米硅墨法，印刷磷浆法等等。但是，这些方法或是存在着高温处理时间过长而引起衬底质量衰退，高能量激光易诱导晶格损伤，化学腐蚀均匀性难以控制，磷源易挥发等技术问题；或是存在技术转让费用和辅料价格较高的成本问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种晶体硅选择性发射极的实现方法，有利于形成完美的选择性发射极，并且不需要付出高昂的成本。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案是：

一种晶体硅选择性发射极的实现方法，包含：预沉积、去除需轻掺杂区域磷硅玻璃层和推进三个步骤，其中：

预沉积：在一定的温度条件下，在POCl₃、O₂和N₂混合气体的氛围中，使已清洗制绒的p型硅片表面形成一定厚度的磷硅玻璃层和磷含量低的n⁺型层发射极；

去除需轻掺杂区域磷硅玻璃层：依据选择性发射极结构设计，通过化学腐蚀的方法，将完成预沉积的硅片中需轻掺杂区域的磷硅玻璃层去除；

推进：在较高的温度条件下，将已去除需轻掺杂区域磷硅玻璃层的硅片置于N₂单一气体或O₂和N₂混合气体的氛围中，去除磷硅玻璃层区域在没有磷源补充的情况下，进行磷原子再分布，实现轻掺杂；保留磷硅玻璃层区域以磷硅玻璃层为磷源，继续进行磷原子的扩散，实现重掺杂。

所述的预沉积步骤中，温度条件为780~820℃，持续时间为10~20min，通过调节携源气体POCl₃-N₂、反应气体O₂的各自流量，使磷硅玻璃层的厚度为20~40nm，发射极的表面磷原子浓度为1×10²¹~5×10²¹/cm³，掺杂深度为150nm~250nm。

所述去除需轻掺杂区域磷硅玻璃层步骤中，化学腐蚀方案一是：按选择性发射极结构设计印刷或喷涂打印一层抗蚀剂于重掺杂区域表面上，然后将硅片置于腐蚀溶液中一段时间，通过腐蚀溶液将没有抗蚀剂保护的需轻掺杂区域磷硅玻璃层去除，再将抗蚀剂用有机溶液清洗剥离。所采用的抗蚀剂主要成分为高分子聚合物。所采用的有机溶液一般为乙醇等醇类溶剂。所采用的腐蚀溶液只与磷硅玻璃发生反应，而不与硅基体发生反应。

所述去除需轻掺杂区域磷硅玻璃层步骤中，化学腐蚀方案二是：按选择性发射极结构设计印刷或喷涂打印一层酸性腐蚀剂于轻掺杂区域硅片表面上，通过酸性腐蚀剂将需轻掺杂区域磷硅玻璃层去除，再将硅片置于低浓度碱性清洗溶液中一段时间，以便将腐蚀剂去除。所采用的酸性腐蚀剂的主要成分为磷酸或氟化氢铵。所采用的酸性腐蚀剂只与磷硅玻璃发生反应，而不与硅基体发生反应。

所述推进步骤中，温度条件为830~870℃，持续时间为10~30min，形成轻掺杂区域的表面磷原子浓度为5×10¹⁹~2×10²⁰/cm³，掺杂深度为300nm~400nm；形成重掺杂区域的表面磷原子浓度为4×10²⁰~6×10²⁰/cm³，掺杂深度为500nm~700nm。

作为一种优选，在所述的预沉积步骤中，O₂与POCl₃-N₂的流量比例为2~3：5之间。