[发明专利]全背接触太阳电池表面场制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种全背接触太阳电池表面场的制备方法，属于太阳电池领域。

背景技术：

全背接触太阳电池被认为是一种很有大规模量产潜力的高效太阳电池，通常其电池的结构如图1所示，主要包括以下几个部分：n型单晶硅衬底(11)；位于衬底背面的掺杂层(12)；位于衬底背面的另一掺杂层(13)；位于衬底正面的掺杂层(14)；位于掺杂层之上的介质薄膜(16)；位于衬底背面的另一介质层(15)；位于衬底背面的金属电极(17)，一般为银电极；位于衬底背面的另一金属电极(18)，一般为铝电极。全背接触太阳电池的主要优点在于：1)采用少子寿命高的n型单晶硅衬底(11)为衬底，可以获得高的开路电压；2)金属电极(17)和金属电极(18)全部位于衬底背面，衬底正面无金属电极遮挡，可以获得高的短路电流；3)全部电极位于衬底背面，不用考虑衬底正面遮光，因此金属电极(17)和金属电极(18)的宽度可以设计得更宽些，从而有利于降低串联电阻，提高开路电压。基于上述优点，全背接触太阳电池可获得较常规电池更高的转换效率。

制作全背接触太阳电池的一个关键问题是在n型单晶硅衬底(11)前后表面形成掺杂浓度适当的掺杂层(13)和掺杂层(14)。通常要求掺杂层(13)的掺杂浓度要高，以满足金属-半导体欧姆接触的需要；而掺杂层(14)的掺杂浓度则要低些，以满足衬底前表面对钝化性能及光学性能的要求。在制备全背接触太阳电池过程中通常是采用热扩散的方式在衬底前后表面同时形成掺杂层(13)和掺杂层(14)，这种方式形成的掺杂层(13)和掺杂层(14)的掺杂浓度相同，很难同时满足掺杂层(13)对金属-半导体欧姆接触和掺杂层(14)对钝化性能及光学性能的要求。为解决上述问题，对比文献(美国专利US7339110B1)采取了以下技术方案：

步骤一：在n型单晶硅衬底表面上通过热扩散形成p型掺杂层，同时在p型掺杂层上得到一层热氧化二氧化硅层；

步骤二：在衬底背面热氧化二氧化硅层上沉积图案化的刻蚀阻挡层；

步骤三：利用化学刻蚀去掉前面及背面没有被刻蚀阻挡层保护的热氧化二氧化硅，然后刻蚀去掉前表面以及背面去掉二氧化硅处的p型掺杂层；

步骤四：利用热扩散在前表面及背面去掉热氧化二氧化硅处形成n型掺杂层，同时在n型掺杂层上形成热氧化二氧化硅；

步骤五：在整个衬底背面沉积刻蚀阻挡层；

步骤六：表面织构化，同时正面的n型掺杂层被去除，背面n型掺杂层在刻蚀阻挡层的保护下不会被去除；

步骤七：去除背面刻蚀阻挡层，并利用热扩散在前表面形成n型掺杂层，背面在热氧化二氧化硅的保护下不会受到热扩散影响。

对比文献的上述技术方案采用两次热扩散、热氧化二氧化硅以及两次沉积刻蚀阻挡层的方法得到了不同掺杂浓度的前后表面场。但该技术方案存在一些不足之处：首先，采用两次热扩散及两次沉积刻蚀阻挡层，增加了电池制备的工艺流程的复杂性；其次，两次热扩散及形成热氧化二氧化硅都涉及高温过程，会降低衬底的体寿命；最后，涉及多次刻蚀阻挡层的沉积和去除，需要消耗较多原材料，制造成本较高。

发明内容

本发明的目的是提出一种全背接触太阳电池表面场的制作方法，以获得更高转换效率的全背接触太阳电池，重点解决了全背接触太阳电池制备过程中，在半导体衬底前后两个表面形成不同掺杂浓度的表面场的技术难题。

为达到上述目的，本发明提出一种全背接触太阳电池表面场的制作方法，该制作方法包括以下步骤：

步骤一：在抛光或者制绒后的衬底的表面二采用热扩散的方法形成p型掺杂的掺杂层一；

步骤二：在步骤一所述表面二沉积介质薄膜一；

步骤三：对步骤二中沉积的介质薄膜一的局部区域进行刻蚀处理，得到局域开膜图案一，并去掉局域开膜图案一处的p型掺杂层一；

步骤四：在衬底表面一及步骤三所述的去掉掺杂层一的局域开膜图案一处采用扩散的方法形成n型掺杂的掺杂层二；

步骤五：在表面二上沉积介质薄膜二；

步骤六：将上述n型硅片置于刻蚀溶液中进行反刻，在表面一形成n型掺杂层三；

作为本发明的进一步改进，上述技术方案步骤一所述的半导体衬底为n型掺杂的单晶硅片，所述的半导体衬底的体电阻率在0.5～20.0Ω·cm之间。

作为本发明的进一步改进，上述技术方案步骤一所述的p型掺杂层一是通过热扩散的方式形成的，其方块电阻在50～200Ω·cm之间。