[发明专利]一种晶硅太阳能电池去死层方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶硅太阳能电池去死层方法。属于光伏技术领域。

背景技术

晶硅太阳能电池：利用晶体硅作为材料制作的将光能转化为电能的发电装置。

死层：磷扩散时，其浓度呈阶梯分布，表面浓度较高，超过磷在硅基上的最大固溶度，有部分磷原子析出，不能作为施主杂质提供电子，且会因为晶格失配、位错，成为复合中心，少子寿命极低。对常规磷扩而言，硅片近表面0.1um范围内杂质分布平坦，无浓度梯度，此即所谓“死层”。

晶体硅太阳电池制作过程中磷扩散后表面有不活泼磷(死层)，造成晶格缺陷，使得少子寿命显著降低，表层吸收的短波(400-600nm)光子所产生的光生载流子对电池电流输出贡献小。

晶硅太阳能电池制造过程分为制绒、扩散、等离子刻蚀、PSG(Phospho Silicate Glass)清洗、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition等离子增强的化学气相沉积)镀膜、丝网印刷、烧结等工序，而扩散过程可以看做是一个无限源杂质的扩散过程，这个过程导致了发射极表面区域的杂质浓度等于(或大于)固溶度。对于磷元素来说，在850-950℃时的固溶度约为3*1020cm^-3(即5％的硅原子被一个磷原子代替)。

理想情况下，活性载流子(电子)浓度应该等于磷的浓度，但是在这么高的载流子浓度(重掺杂)的情况下，俄歇复合起主导作用，少子寿命和扩散长度非常低。而且，磷原子很可能不是均匀的分布的，可能在局部区域磷的浓度更高，使硅的晶格出现扭曲，产生大量缺陷，导致了SRH(与缺陷相关的复合)的增强。

现有技术的缺点：经过扩散工艺后，硅片表面有不活泼磷(死层)。死层造成晶格缺陷，使得少子寿命极低，表层吸收的短波(400-600nm)光子所产生的光生载流子对电池电流输出贡献小。

针对这些缺点，本发明主要通过去掉扩散后硅片表面死层来达到提升电流最终提升电池片效率的目的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明主要针对如何去掉或部分去掉死层来提高少子寿命，最终达到通过提高电池电流来提升效率的目的。

一种晶硅太阳能电池去死层方法，含有以下步骤；

步骤1；将原硅片进行制绒；

步骤2；进行扩散；

步骤3；进行等离子刻蚀；

步骤4；进行去磷硅；

步骤5；进行HNO₃腐蚀；

步骤6；进行去磷硅；

步骤7；进行PECVD镀膜；

步骤8；进行丝印烧结；

步骤9；进行测试分选；

溶液配比及浸泡时间均可以调整；

所配溶液为HNO₃(类别：EL；含量：65.0-68.0％)∶H₂O(纯水)＝1∶2(1∶3)；

硅片在硝酸溶液中浸泡时间2min-5min，之后再进行去离子水洗为2min。

或：

浸泡时间为2min(或4min)，之后再进行去离子水洗大约2min。

去死层工艺主要为：HNO₃腐蚀→去磷硅；其中，HNO₃腐蚀过程所用设备为中联科伟达磷硅玻璃湿制程设备。

本发明的优点是：

a)去磷硅后的硅片在硝酸中浸泡腐蚀可以去除表面含高浓度磷的薄层，能达到去死层的目的。方阻提高了1-3Ω，最终提升了电池的短流和串阻以至于效率提升1.0％-1.4％。

b)在硝酸浸泡腐蚀只在硅片表面形成一层很薄的氧化层，反应会自停止，不会对PN结造成明显破坏。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

实施例1：

本发明的关键点：

1)硝酸溶液重量配比1∶2-1∶3；

2)硅片在硝酸溶液中浸泡时间2min-5min；

3)去磷硅后添加去死层工艺步骤——硝酸和氢氟酸分步腐蚀去死层的方法。

实施例2：本发明提供一种晶硅太阳能电池去死层方法，含有以下步骤；

在去磷硅步骤后添加去死层步骤；

扩散后的硅片经过HF液去磷硅清洗后，表面是重掺磷的硅片，把硅片浸入硝酸后会产生极薄的SiO₂氧化层，由于没有HF参与反应，故反应有自停止作用；

然后再通过去磷硅工艺，即可去除一层含高浓度磷的硅；