[发明专利]一种掺铝氧化锌重掺杂N型硅欧姆接触的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池，尤其是涉及一种掺铝氧化锌重掺杂N型硅(AZO/N⁺-Si)欧姆接触的制备方法。

背景技术

ZnO薄膜具有高透过率和高导电率，退火或掺杂能改变ZnO薄膜的电学和光学性能。其中，掺杂引起吸收带边蓝移，能提高近紫外的透过率，这就是著名的Burstein-Moss效应。可见光平均透光率能达到90％以上，这可以满足大多数光电领域的应用要求。而退火能改变透过率、电导率和晶体结构。铝掺杂的氧化锌(Al-doped ZnO，简称AZO)因具有低电阻率和高可见光透过率，加上其原材料丰富，价格低廉且无污染，成为当前可选择的主要透明导电氧化物材料之一。

目前，能源紧缺、环境污染越来越严重，这一切使人们对可再生能源，尤其是太阳能的利用产生极大兴趣，但太阳能电池效率不高是太阳能的利用所面临的一个主要问题。所以希望能将AZO用在低成本多晶硅太阳能电池的表面做透明电极，来提高太阳能电池的效率，但目前主要用于非晶硅太阳电池([1]O.Kluth，B.Rech，L.Houben，S.Wieder，G.，C.Beneking，H.Wagner，A.and H.W.Schock.Thin Solid Films Vol.351，(1999)，p.247-253；[2]J.Müller，B.Rech，J.Springer and M.Vanecek，Sol.Energy 77(2004)，p.917；[3]R.Groenen，J.L.Linden，H.R.M.van Lierop，D.C.Schram，A.D.Kuypers and M.C.M.van de Sanden.Appl.Surf.Sci.173(2001)，p.40)、CIGS太阳电池([4]T.Nakada，Y.Hirabayashi，T.Tokado，D.Ohmori andT.Mise，Sol.Energy 77(2004)，p.739)和异质结太阳电池([5]A.A.Ibrahim，A.Ashour，J.Mater.Sci.：Mater.Electron.17，(2006)p.835)，而很少用于多晶硅和单晶硅太阳电池中。

能否将AZO做透明电极，最重要的是制作出接触电阻低、可靠性良好的高质量欧姆接触。器件的电学性能和稳定性变差主要原因是半导体材料和金属界面接触处存在较大的电压降。器件正常工作要求良好的欧姆接触，若接触电阻率太大，则会使正向电压增大、发热、无用功耗增大，性能就会降低。欧姆接触没有做好，可能形成肖特基接触就会降低器件的性能。目前生产的硅太阳电池都是N+/P的结构。所以，实现AZO与N-型多晶硅的低阻欧姆接触是提高太阳能硅的关键工艺之一，也是进一步提高太能电池效率性能的基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掺铝氧化锌重掺杂N型硅欧姆接触的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1)将P型多晶硅片清洗后，再以三氯氧磷(POCl₃)为源扩磷，然后用氢氟酸腐蚀去表面的磷硅玻璃层，得扩磷后的多晶硅片；

2)在扩磷后的多晶硅片的N型层上光刻出圆形传输线模型图形，再生长氧化锌掺铝(AZO)薄膜，得样品；

3)将样品浸泡在丙酮中，剥离多晶硅片N型层上的光刻胶后，退火，得掺铝氧化锌重掺杂N型硅欧姆接触。

在步骤1)中，所述P型多晶硅片的电阻率可为0.5～3.0Ω·cm，所述清洗可采用常规太阳能电池制备标准工艺进行清洗，所述清洗的流程可为：先将P型多晶硅片在去离子水中冲洗至少1遍，去除可见颗粒，再放入III号液中煮沸，冷却后倒掉残液，再用去离子水冲洗至少1遍后，放入腐蚀液中，腐蚀后用去离子水冲洗至少1遍后，放入II号液中，再水浴，倒掉残液，再用去离子水冲洗至少1遍后烘干；然后，以三氯氧磷(POCl₃)为源扩磷，再用氢氟酸腐蚀去表面的磷硅玻璃层；所得扩磷后的多晶硅片的方块电阻可为20Ω/□～50Ω/□，所述方块电阻的测量可采用SZT-2000四探针测试仪。

所述III号液为浓H₂SO₄∶H₂O₂＝4∶1；

所述腐蚀液可为HF∶HNO₃＝1∶3，所述腐蚀的速率可为1μm/s。

所述II号液可为HCl∶H₂O₂∶H₂O＝1∶2∶8。

所述烘干的温度可为120～130℃，烘干的时间可为30min。