選擇性背場結構的制備工藝與n型太陽能電池的制備方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及太陽能電池技術領域，具體而言，涉及一種選擇性背場結構的制備工 藝與N型太陽能電池的制備方法。
【背景技術】
[0002] 高效率和低成本一直是光伏電池領域面臨的挑戰，近來在N型硅材料上制作的太 陽電池由于其高效率和雙面發電特性越來越受到廣泛關注。這主要得益于N型硅材料較高 的少子壽命、對金屬的污染的容忍度高于P型硅片。對于體壽命較高的N型電池，發射結可 以在正面也可以在背面。對于發射結在正面，背面局部金屬接觸的太陽電池，背面需要通過 重摻雜形成背場效應，這樣做的好處的可以提高表面層的電導率從而獲得低的接觸電阻和 較好的填充因子。
[0003] 但是重摻雜的背表面場增加俄歇復合、降低電池的長波響應。而選擇性背場結構 是利用N型電池的背表面，將金屬半導體接觸區域和背面受光區域分離。對于金屬接觸區 域，通過重摻雜降低歐姆接觸；而背面受光區域摻雜濃度低復合小，提高電池的長波響應。 [0004]目前，國內外制備選擇性發射極的方法很多，如擴散掩膜法，磷漿料擴散法、硅墨 擴散法、掩膜回刻工藝等。而選擇性背場工藝的原理和結構與選擇性發射極一樣。其中，掩 膜回刻工藝制作選擇性電極的工藝較常用。掩膜回刻工藝在擴散后的硅片表面印刷與柵線 一樣的掩膜圖案作為腐蝕阻擋層，用腐蝕液中對硅片表面進行腐蝕。對于金屬化接觸區域， 掩膜阻擋酸溶液對其進行腐蝕。對于非金屬接觸區域，酸溶液與硅片反應，從而實現具有不 同高低摻雜濃度的區域。但是，掩膜回刻工藝中的掩膜成本高，并且需要后續進行掩膜清洗 工藝。工藝過程復雜，成本高，不符合太陽電池低成本制造的要求，無法在工業大規模生產 中應用。
[0005] 因此，需要一種工藝簡單，成本較低的選擇性背場結構的制備工藝與N型太陽能 電池的制備方法。
【發明內容】
[0006] 本申請旨在提供一種選擇性背場結構的制備工藝與N型太陽能電池的制備方法， 以解決現有技術中N型太陽能電池的制備方法復雜，成本高的問題。
[0007] 為了實現上述目的，根據本申請的一個方面，提供了一種選擇性背場結構的制備 工藝，該制備工藝包括：步驟A1，采用擴散的方式在硅基底的第一表面形成N +層，上述N+層 中的遠離上述硅基底的表面層為磷硅玻璃層；步驟A2,采用激光按照預定圖形掃描上述N + 層，在上述N+層中形成N ++層；以及步驟A3,濕法腐蝕上述N +層，去除上述磷硅玻璃層或者 去除上述磷硅玻璃層及部分上述N++層，形成選擇性背場結構。
[0008] 進一步地，采用HF和圓03的混合溶液實施上述濕法腐蝕。
[0009] 為了實現上述目的，根據本申請的另一個方面，提供了一種N型太陽能電池的制 備方法，該制備方法包括：步驟S1，在硅基底的第一表面形成選擇性背場結構，該選擇性背 場結構通過上述的選擇性背場結構的制備工藝得到。
[0010] 進一步地，在上述步驟S1之后，上述制備方法還包括：步驟S2,在上述硅基底的第 二表面形成P型層；步驟S3,去除經過上述步驟S2之后形成的結構的周向邊緣部分；步驟 S4,在上述選擇性背場結構的遠離上述硅基底的表面上設置第一減反射層，在上述P型層 的遠離上述硅基底的表面上設置第二減反射層；步驟S5,在上述第一減反射層的遠離上述 選擇性背場結構的表面設置第一金屬層，在上述第二減反射層的遠離上述P型層的表面上 設置第二金屬層；步驟S6,對上述第一金屬層與上述第二金屬層進行燒結，上述第一金屬 層形成第一電極，上述第二金屬層形成第二電極。
[0011] 進一步地，在形成上述第一減反射層與上述第二減反射層之前，上述制備方法還 包括在上述選擇性背場結構的遠離上述硅基底的表面上設置第一鈍化層，在上述P型層的 遠離上述硅基底的表面上設置第二鈍化層。
[0012] 進一步地，上述第一鈍化層為SiOx和SiNx形成的疊層或SiOx層，第二鈍化層為 SiOx和SiNx形成的疊層、A1 203和SiNx形成的疊層、SiOx層或A1 203層。
[0013] 進一步地，上述步驟S2中采用擴散的方式在上述硅基底的第二表面形成上述P型 層，上述P型層的遠離上述硅基底的表面層為P硅玻璃層。
[0014] 進一步地，在上述步驟S4與上述步驟S5之間還包括：去除上述P娃玻璃層的步 驟。
[0015] 進一步地，上述步驟S3中采用干法刻蝕去除上述周向邊緣部分。
[0016] 進一步地，在上述步驟S1之前，上述N型太陽能電池的制備方法還包括：清洗娃片 表面的損傷層，并將上述表面織構化。
[0017] 應用本申請的技術方案，在選擇性背場結構的制備工藝過程中，不需要更改擴散 工藝，不需要增加掩膜，也不需要去除掩膜的步驟，就可以形成選擇性背場結構。這樣，簡化 了選擇性背場結構的制備工藝，降低了制備成本，有利于選擇性背場結構在太陽能電池中 的推廣。
【附圖說明】
[0018] 構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示 意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：
[0019] 圖1示出了本申請一種典型實施方式提出的選擇性背場結構的制備工藝的流程 示意圖；
[0020] 圖2示出了本申請一種優選實施例提供的在硅基底的第一表面形成N+層后的剖 面結構示意圖；
[0021] 圖3示出了采用激光掃描圖2所示的結構后形成的結構的剖面示意圖；
[0022] 圖4示出了腐蝕圖3所示的N+層后形成的結構的剖面示意圖；以及
[0023] 圖5示出了一種優選實施例提供的太陽能電池的剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請提供進一步的說明。除非另 有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬技術領域的普通技術人員通常 理解的相同含義。
[0025] 需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述【具體實施方式】，而非意圖限制根 據本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式 也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語"包含"和/或"包 括"時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0026] 正如【背景技術】所介紹的，利用現有技術制備選擇性背場結構的工藝比較復雜，成 本較低，為了解決如上的技術問題，本申請提出了一種選擇性背場結構的制備工藝與N型 太陽能電池的制備方法。
[0027] 本申請一種典型的實施方式中，如圖1所示，提供了一種選擇性背場結構的制備 工藝，該工藝包括：
[0028] 步驟A1，采用擴散的方式在硅基底10的第一表面形成N+層30,上述N +層30的遠 離上述硅基底的表面層為磷硅玻璃層31，如圖2所示。
[0029] 步驟A2,采用激光按照預定圖形掃描圖2中的磷硅玻璃層31，激光照射區域的磷 向局部聚集并向硅基底10擴散，在N +層中形成N ++層32,如圖3所示，其中，預訂圖形為金 屬化電極圖形。
[0030] 以及步驟A3,濕法腐蝕部分上述N+層30,去除上述磷硅玻璃層31或者去除上述 磷硅玻璃層31及部分上述N ++層32,形成圖4中具有預沉積金屬電極區域與背面受光區域 的選擇性背場結構35。
[0031] 該制備工藝中，將硅片置于擴散爐中進行磷擴散，在其表面形成N+層30,同時在表 面生成50~100nm的磷硅玻璃層31，磷硅玻璃層31中的磷含量可以通過擴散過程中通入 的磷源含量進行調節，磷硅玻璃層31的厚度可以通過擴散過程中通入的氧氣量調節。利用 激光按照金屬化電極圖形掃描加熱磷硅玻璃層31，通過局部熔融使激光掃描部位的磷硅玻 璃層31中的磷元素進一步擴散到中，在N +層30中形較重的擴散區域即N++層32, N++層32 中包括N++區域320與和N++區域320相鄰的非N ++區域，在后期的腐蝕過程中，對上述N+層 30進行腐蝕，至少將上述的磷硅玻璃層31腐蝕去除，進而形成重摻雜的預沉積金屬電極區 域與相對輕摻雜背面受光區域，進而形成選擇性背場結構35。本領域技術人員可以通過控 制腐蝕液的濃度以及腐蝕的時間來控制腐蝕N +層30
[0032] 上述的選擇性背場結構35的制備工藝過程中，不需要更改擴散工藝，不需要增加 掩膜，也不需要去除掩膜的步驟，就可以形成選擇性背場結構。這樣，簡化了選擇性背場結 構35的制備工藝，降低了制備成本，有利于選擇性背場結構35在太陽能電池中的推廣。
[0033] 為了獲得較好的刻蝕效果，本申請優選采用采用HF和圓03的混合溶液實施上述 濕法腐蝕。腐蝕后，利用堿溶液去除激光損傷層和多孔硅。
[0034] 本申請另一種典型的實施方式中，提供了一種N型太陽能電池的制備方法，該方 法包括步驟S1，在硅基底的第一表面形成選擇性背場結構，該選擇性背場結構采用上述的 選擇性背場結構的制備工藝制備得到。
[0035] 上述的太陽能電池的選擇性背場結構35采用上述的制備工藝，在選擇性背場結 構35的制備工藝過程中，不需要印刷掩膜和后續的去除掩膜的步驟，簡化了 N型太陽能電 池的制備工藝，降低了制備成本，有利于選擇性背場結構35在太陽能電池中的推廣。
[0036] 本申請又一種優選的實施例中，上述制備方法還包括：步驟S2,在上述硅基底10 的第二表面形成P型層20;步驟S3,去除經過上述步驟S2之后形成的結構的周向邊緣部 分；步驟S4,在上述選擇性背場結構35的遠離上述硅基底10的表面上設置第一減反射層 70,在上述P型層20的遠離上述硅基底10的表面上設置第二減反射層60;步驟S5,在上述 第一減反射層70的遠離上述選擇性背場結構35的表面設置第一金屬層，在上述第二減反 射層60的遠離上述P型層20的表面上設置第二金屬層；步驟S6,對上述第一金屬層與上 述第二金屬層進行燒結，形成圖5所示的第一電極91與第二電極81。
[0037] 為了減少娃片表面的表面復合中心，提尚有效少子的壽命，提尚太陽能電池的效 率，本申請優選上述步驟S4中在設置上述第一減反射層70與上述第二減反射層60之前， 還包括在上述選擇性背場結構35的遠離上述硅基底10的表面上設置第一鈍化層50,在上 述P型層20的遠離上述硅基底10的表面上設置第二鈍化層40。
[0038] 上述第一鈍化層50可以是SiOx層，也可以是SiOx和SiNx形成的疊層，第二鈍化 層40也可以是Si