晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結構及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鈍化接觸電極的結構及其制備方法，尤其是一種高效晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結構及其制備方法。
【背景技術】
[0002]提升晶體硅電池效率，是有效降低太陽能電池片效率的手段之一。隨著電池擴散工藝逐漸進步，低方阻均勻擴散電池已經可以在產線上實現，滿足了降低太陽能電池發射極雜質，減少少子復合，從而提升電池電壓的要求。同時，為了彌補金屬接觸發射極升高的接觸電阻問題，選擇發射極技術被廣泛應用，主流的技術為激光制熔選擇發射極技術。傳統的激光制熔選擇性發射極為以下制備步驟:
第一步，如圖1-1所示，硅襯底Ia表面生長鈍化層2a，一般為氮化硅薄膜；
第二步，如圖1-2所示，擴散摻雜溶液噴涂，形成摻雜涂層3a，主要為磷源或者硼源；第三部，如圖1-3、圖1-4所示，激光4a開口去除表面摻雜涂層3a，同時融化硅，使摻雜物摻進娃襯底中，形成選擇發射極5a ；
第四部，如圖1-5所示，完成金屬化，在開口處生長金屬6a;方式一般為絲網印刷或電鍍。
[0003]上述工藝主要存在兩個問題，第一，激光制熔帶來半導體損傷，會降低電壓;第二，形成的金屬電極在娃表面附著力較小，容易脫落。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結構及其制備方法，鈍化接觸電極，同時防止金屬擴散至硅襯底內形成復合中心，達到高效的目的。
[0005]按照本發明提供的技術方案，所述晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結構的制備方法，其特征是，包括以下步驟:
第一步，在硅襯底表面生長第一鈍化層；
第二步，使用激光開槽，在硅襯底上形成槽體，槽體由第一鈍化層表面延伸至硅襯底內部；
第三步，在第一鈍化層表面生成第二鈍化層，第二鈍化層覆蓋第一鈍化層的表面以及槽體的側壁和底部；
第四步，在槽體中金屬化形成電極，使電極嵌在娃襯底中。
[0006]進一步的，所述第一鈍化層采用氮化硅薄膜。
[0007]進一步的，所述第一鈍化層的厚度為75nm。
[0008]進一步的，所述激光的波長為600?1200nm。
[0009]進一步的，所述第二鈍化層的厚度<1nm0
[0010]進一步的，所述第二鈍化層采用ALD生長的氧化鋁。[0011 ]所述晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結構，其特征是:包括硅襯底，在硅襯底表面覆蓋第一鈍化層和第二鈍化層;在所述硅襯底上設有槽體，槽體由第一鈍化層的表面延伸至硅襯底內部，第二鈍化層覆蓋第一鈍化層以及槽體的側壁和底部;在所述槽體內嵌設有電極。
[0012]本發明所述晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結構及其制備方法，引入鈍化層和刻槽技術，一方面用激光在娃襯底表面刻槽，在金屬生長時候可以停留在槽內，增強附著力；另一方面在開口面生長超薄鈍化膜以達到鈍化目的，同時防止金屬擴散至硅襯底內形成復合中心，達到高效的目的。
【附圖說明】
[0013]圖1-1?圖1-5為傳統的激光制熔選擇性發射極的流程圖，其中:
圖1-1為在硅襯底表面生長鈍化層的示意圖。
[0014]圖1-2為制作摻雜涂層的示意圖。
[0015]圖1-3為采用激光開口去除摻雜涂層的示意圖。
[0016]圖1-4為形成選擇發射極的示意圖。
[0017]圖1-5為生長金屬的不意圖。
[0018]圖2-1?圖2-4為本發明所述鈍化接觸電極結構的制作流程圖，其中:
圖2-1為在硅襯底表面生長第一鈍化層的示意圖。
[0019]圖2-2為在硅襯底上制作槽體的示意圖。
[0020]圖2-3為制作第二鈍化層的示意圖。
[0021 ]圖2-4為本發明所述鈍化接觸電極結構的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合具體附圖對本發明作進一步說明。
[0023]所述晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結構的制備方法，包括以下步驟:
第一步，如圖2-1所示，在硅襯底I表面生長第一鈍化層2，第一鈍化層2—般采用氮化硅薄膜，第一鈍化層2的厚度一般為75nm左右；
第二步，如圖2-2所示，使用激光開槽，在硅襯底I上形成槽體3，槽體3的深度小于硅襯底I的厚度;一般采用波長相對較大的激光(波長范圍一般為600?1200nm);該過程完成了去除第一鈍化層2和開槽的目的，與傳統方式比，該步驟利用的波長相對較長的激光蒸發硅，而不是熔融，從而在硅襯底表面生成了槽體；
第三步，如圖2-3所示，在第一鈍化層2表面生成較薄的第二鈍化層4，第二鈍化層4覆蓋第一鈍化層2的表面以及槽體3的側壁和底部;第二鈍化層4的厚度足夠電子從槽體3中穿越到金屬電極表面，第二鈍化層4的厚度一般SlOnm;相對于傳統的開槽技術，該步驟省去了槽的清理，同時利用薄膜鈍化，減少損傷對硅少子壽命的影響；第二鈍化層4同時也成為阻擋金屬擴散進硅襯底的障礙層，該第二鈍化層4可以用ALD生長的氧化鋁，因為其厚度可控，鈍化效果好，穩定性強，所以可以成為較好的鈍化層；
第四步，如圖2-4所示，在槽體3中金屬化形成電極5;所述金屬化過程可以使用多種手段，如絲網印刷或光誘導電鍍等。
[0024]本發明具有以下優點:(I)本發明使用激光在娃襯底表面開槽，將金屬電極嵌入槽內形成接觸，可以增加金屬電極與硅襯底的附著力；
(2)本發明在開槽內部形成一層薄膜(第二鈍化層)，完成對槽內硅表面的鈍化，同時薄膜的厚度可以實現電子可以通過遂穿效應進入硅襯底表面；
(3)本發明利用可控厚度的穩定薄膜阻擋金屬的擴散，去除激光制熔表面應有的擴散，實現更高電壓潛力；本發明避免了現有技術中激光熔融開口過程中形成的摻雜選擇發射極，避免對硅襯底造成損傷，以及造成電壓偏低等現象。
【主權項】
1.一種晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結構的制備方法，其特征是，包括以下步驟: 第一步，在硅襯底(I)表面生長第一鈍化層(2); 第二步，使用激光開槽，在硅襯底(I)上形成槽體(3)，槽體(3)由第一鈍化層(2)表面延伸至娃襯底(I)內部； 第三步，在第一鈍化層(2)表面生成第二鈍化層(4)，第二鈍化層(4)覆蓋第一鈍化層(2)的表面以及槽體(3)的側壁和底部； 第四步，在槽體(3)中金屬化形成電極(5)，使電極(5)嵌在硅襯底(I)中。2.如權利要求1所述的晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結構的制備方法，其特征是:所述第一鈍化層(2)采用氮化硅薄膜。3.如權利要求1所述的晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結構的制備方法，其特征是:所述第一鈍化層(2)的厚度為75nm。4.如權利要求1所述的晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結構的制備方法，其特征是:所述激光的波長為600?1200nmo5.如權利要求1所述的晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結構的制備方法，其特征是:所述第二鈍化層(4)的厚度< 1nm06.如權利要求1所述的晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結構的制備方法，其特征是:所述第二鈍化層(4)采用ALD生長的氧化鋁。7.—種晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結構，其特征是:包括硅襯底(I)，在硅襯底(I)表面覆蓋第一鈍化層(2)和第二鈍化層(4);在所述硅襯底(I)上設有槽體(3)，槽體(3)由第一鈍化層(2)的表面延伸至硅襯底(I)內部，第二鈍化層(4)覆蓋第一鈍化層(2)以及槽體(3 )的側壁和底部;在所述槽體(3 )內嵌設有電極(5 )。
【專利摘要】本發明涉及一種晶體硅刻槽埋柵電池的鈍化接觸電極結構及其制備方法，其特征是：包括硅襯底，在硅襯底表面覆蓋第一鈍化層和第二鈍化層，在硅襯底上設有槽體，槽體由第一鈍化層的表面延伸至硅襯底內部，第二鈍化層覆蓋第一鈍化層、槽體的側壁和底部，在槽體內嵌設有電極。所述制備方法包括以下步驟：第一步，在硅襯底表面生長第一鈍化層；第二步，使用激光在硅襯底上形成槽體，槽體由第一鈍化層表面延伸至硅襯底內部；第三步，在第一鈍化層表面生成第二鈍化層，第二鈍化層覆蓋第一鈍化層的表面以及槽體的側壁和底部；第四步，在槽體中金屬化形成電極，使電極嵌在硅襯底中。本發明鈍化接觸電極，防止金屬擴散至硅襯底內形成復合中心，實現高效。
【IPC分類】H01L31/0224, H01L31/18
【公開號】CN105633218
【申請號】CN201610180452
【發明人】肖博
【申請人】無錫尚德太陽能電力有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月25日