[发明专利]适用于选择性发射极太阳电池的无掩膜回蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种回蚀方法，尤其涉及一种适用于选择性发射极太阳电池的无掩膜回蚀方法。

背景技术

太阳电池的发展方向是低成本、高效率，选择性发射极太阳电池是一种实现大规模生产的高效率新型结构电池。

选择性扩散太阳电池主要特点是金属化区域高掺杂浓度，光照区域低掺杂浓度，目的是在不降低金半接触质量的前提下提高表面钝化质量，减小表面复合和发射层复合，提高蓝光波段的光子响应，提高电池性能。选择性扩散太阳电池具有良好的金半欧姆接触；金属化区域浓扩散区结深大，烧结过程中金属等杂质不易进入耗尽区形成深能级，反向漏电小，并联电阻高；金属化高复合区域和光照区域分离，载流子复合低；光照区域掺杂浓度低，短波响应好，短路电流密度高；横向高低结前场作用明显，有利于光生载流子收集等优点。据此，选择性发射极太阳电池要求金属栅线间的低掺杂浓度区表面浓度低，以获得更好的表面钝化效果；金属栅线下的高掺杂浓度区满足金半接触要求。

实现高效率选择性发射极太阳电池方法有多种，如扩散掩膜法，激光掺杂法，磷浆扩散法，硅墨扩散法，离子注入法，掩膜回蚀法等。

选择性发射极结构需要丝网印刷技术进行精确套印，但由于现有丝网印刷设备、丝网印刷网板、套印方式等技术限制，通常有占整个硅片面积5-20％的高掺杂浓度区域不能被金属栅线完全覆盖而成为受光照区域，高掺杂浓度区不可避免的形成表面死层，从而会影响太阳电池表面钝化质量、表面和发射层复合，降低蓝光波段的光子响应，降低电池性能。

回蚀技术可有效去除扩散表面死层，提高钝化质量。但掩膜回蚀选择性发射极方法同样面临未套印高掺杂浓度区对电性能的负面影响，另外需要额外的掩膜工艺保护高掺杂浓度区，从而增加了设备和耗材的成本。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种适用于选择性发射极太阳电池的无掩膜回蚀方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

适用于选择性发射极太阳电池的无掩膜回蚀方法，其包括以下步骤：步骤①，采用硅片放入加工溶液中，加热到对应温度，控制反应时间确保单面去除机械损伤层厚度为6-10μm；步骤②，将硅片放入氧化炉中，采用水蒸汽氧化法在硅片表面形成20-30nm厚SiO₂层；步骤③，采用丝网印刷的方法在上述经过氧化的硅片上根据金属栅线图形，进行丝网印刷腐蚀性浆料，腐蚀图形后将浆料清洗干净；步骤④，将经过上述处理过的硅片放入扩散炉中进行扩散，扩散后腐蚀图形区域方阻30-60Ω/sqr，其他区域70-80Ω/sqr；步骤⑤，将经过扩散的硅片去除表面氧化层及磷硅玻璃，并腐蚀去除背结；步骤⑥，将上述处理过的硅片回蚀溶液中进行回蚀，回蚀后方阻腐蚀图形区域45-50Ω/sqr，其他区域100-120Ω/sqr；步骤⑦，利用PECVD设备在发射结表面制作氮化硅膜，氮化硅膜的膜厚控制范围70-80nm，折射率控制范围2.0-2.1；步骤⑧，利用丝网印刷设备制备正、背面电极以及背面电场，利用烧结炉进行电极、电场共烧处理。

上述的适用于选择性发射极太阳电池的无掩膜回蚀方法，其中：所述的硅片为p型单晶硅片，晶粒面积约占整个硅片的90％。

进一步地，上述的适用于选择性发射极太阳电池的无掩膜回蚀方法，其中：所述的去除机械损伤层时温度为5-10℃。

更进一步地，上述的适用于选择性发射极太阳电池的无掩膜回蚀方法，其中：所述的加工溶液为NaOH溶液，NaOH重量百分比为30％，溶液中加入H₂O₂，H₂O₂体积百分比10％；或是，所述的加工溶液为HF、HNO3的混合溶液，混合溶液体积百分含量为60％，HF和HNO3的体积比为1∶3.5。

更进一步地，上述的适用于选择性发射极太阳电池的无掩膜回蚀方法，其中：所述的去除表面氧化层及磷硅玻璃的过程为，将经过扩散的硅片放入氢氟酸溶液中，去除表面氧化层及磷硅玻璃；或是，利用532nm激光器根据金属栅线图形局部熔融磷硅玻璃。

更进一步地，上述的适用于选择性发射极太阳电池的无掩膜回蚀方法，其中：所述的对应温度为50-80℃。

更进一步地，上述的适用于选择性发射极太阳电池的无掩膜回蚀方法，其中：步骤③进行丝网印刷的丝网宽度为300-400um。

再进一步地，上述的适用于选择性发射极太阳电池的无掩膜回蚀方法，其中：所述的回蚀溶液为氢氟酸和硝酸的混合溶液，氢氟酸和硝酸比例为1∶5。