[发明专利]一种局部钝化接触结构的制备方法

说明书

本发明涉及一种局部钝化接触结构的制备方法，包括生长隧穿氧化层及非晶硅层、非晶硅层上局部印刷掺杂浆料、高温退火与氧化、去除非掺杂区氧化层、利用碱刻蚀去除非掺杂区多晶硅层，形成局部钝化接触结构。本发明局部钝化接触结构极大拓展了钝化接触的应用范围，使其不再局限在受光面。同时，本发明局部钝化接触结构的制备方法，无需额外掩膜步骤即可形成局部结构，该方法工艺窗口大、易于实施，非常适合进行产业化推广。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种局部钝化接触结构的制备方法。

背景技术

晶硅太阳能电池的表面钝化一直是设计和优化的关键。从早期的仅有背电场钝化，到正面氮化硅钝化，再到背面引入诸如氧化硅、氧化铝、氮化硅等介质层的钝化局部开孔接触的PERC/PERL设计。虽然这一结构暂时缓解了背面钝化的问题，但并未根除，开孔处的高复合速率依然存在，而且使工艺进一步复杂。PERC以及PERL结构的电池虽然已经拥有相对完善的表面钝化结构，不过将背面的接触范围限制在开孔区域，除了增加了工艺的复杂度外，开孔的过程采用不同的工艺还会对周围的硅材料造成不同程度的损伤，这也额外的增加了金属接触区域的复合。由于开孔限制了载流子的传输路径，使之偏离垂直于接触面的最短路径并拥堵在开口处，增大了填充因子的损失。近几年来，一种既能实现整面钝化，且无需开孔接触的技术成为行业研究的热点，这就是隧穿氧化层钝化接触(TunnelOxide Passivated Contact)技术。

隧穿氧化层钝化接触结构由一层超薄的隧穿氧化层和掺杂的多晶硅层组成，最早在1984年斯坦福大学的Kwark和Swanson教授报道运用在半导体晶体管结构上，具有大小为20fA/cm²的极低发射极饱和电流密度。2013年，德国Fraunhofer太阳能系统研究所的Feldmann等将这种结构运用于晶体硅太阳电池，获得23％的电池转换效率，经过后续的优化，电池的转换效率提升至25.8％；德国ISFH太阳能研究所将隧穿氧化层钝化接触结构引入IBC电池，取得26.1％的转换效率。隧穿氧化层钝化接触结构既可以用于n-Si衬底也可以用于p-Si衬底，在金属接触区域可以获得低于10fA/cm²的J0值，同时接触性能良好，接触电阻率低于10mΩ·cm²。

然而，钝化接触结构中的掺杂多晶硅层具有较高的消光系数，对可见光有较高的吸收，当该掺杂多晶硅层位于电池受光面时，将会显著降低电池的短路电流，基于这一原因，目前钝化接触结构都位于电池的非受光面，这将极大限制钝化接触这一先进结构的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种局部钝化接触结构的制备方法。

本发明提供的一种局部钝化接触结构的制备方法，包含以下步骤：

S101、在晶体硅基体表面生长一层隧穿氧化层，然后在所述隧穿氧化层上沉积本征非晶硅层；

S102、在所述本征非晶硅层上局部印刷掺杂浆料并烘干；

S103、对步骤S102处理后的晶体硅基体进行高温热处理，使得所述掺杂浆料中的掺杂元素在高温下扩散进入所述本征非晶硅层中完成掺杂，以在印刷掺杂浆料区域形成重度掺杂多晶硅层，在未印刷掺杂浆料区域形成多晶硅层；

在热处理过程中，通入氧气或水蒸气，以在所述重度掺杂多晶硅区域和多晶硅层上均形成氧化层；其中，所述印刷掺杂浆料区域的氧化层厚度大于所述未印刷掺杂浆料区域的氧化层厚度。

S104、将步骤S103处理后的晶体硅基体浸入HF溶液中，完全去除所述未印刷掺杂浆料区域的氧化层，去除部分所述印刷掺杂浆料区域的氧化层；

S105、将步骤S104处理后的晶体硅基体浸入碱性溶液中，进行选择性刻蚀；其中，所述未印刷掺杂浆料区域的多晶硅层将被碱刻蚀去除，而印刷掺杂浆料区域的重度掺杂多晶硅层因有氧化层的保护，不会被碱刻蚀去除；