[发明专利]一种基于反应离子刻蚀法制备黑硅钝化接触电池的方法

说明书

本发明涉及一种基于反应离子刻蚀法制备黑硅钝化接触电池的方法。该方法包括：S1、对N型单晶硅进行结构化处理，形成金字塔结构，对处理后的硅片硅基体的背面依次形成隧穿氧化层和多晶硅层，同时在N型单晶硅基体的正面形成含有多晶硅绕镀的第一区域和不含多晶硅绕镀的第二区域；S2、对硅基体进行掺杂和退火处理，以使得硅基体背面的多晶硅层变为表面覆盖有含磷氧化层的掺磷多晶硅层，同时在硅基体正面的含有多晶硅绕镀的第一区域和不含多晶硅绕镀的第二区域上均形成薄氧化层；S3、对硅基体的正面进行反应离子刻蚀，以去除电池正面的多晶硅绕度，同时在电池正面的微米级的金字塔结构上形成纳米级孔洞结构；S3、对硅基体进行后处理。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种基于反应离子刻蚀法制备黑硅钝化接触电池的方法。

背景技术

在晶体硅太阳电池中，光学、电学和电阻损失是限制太阳能电池效率的主要因素。目前已有的商业化晶体硅太阳电池中，多晶太阳能电池采用酸制绒，形成蠕虫状的孔洞结构，制绒后表面反射率在16％-20％；相较于多晶电池，单晶电池表面采用碱制绒技术，形成金字塔结构，可以获得比常规多晶电池更低的表面反射率，制绒后反射率为11％-13％。由于多晶硅片金刚线切割的推广，常规的酸制绒工艺后表面反射率更高，并且伴有明显的线痕等外观缺陷，严重影响多晶电池效率，黑硅技术可以完美的解决这一问题，无论RIE技术还是湿法黑硅技术，既可以提升多晶电池效率又可以降低多晶电池成本，是多晶提效降本的必经之路。目前，国内已经有一些厂商将该黑硅技术应用到多晶电池生产中，该技术可以降低表面反射率，提升电池的短路电流，从而提升电池效率。然而，黑硅技术在单晶电池中的应用却鲜有报道。在单晶电池中叠加黑硅技术，可以进一步的降低电池表面反射率，提升短路电流，从而提升电池效率；此外，黑硅单晶电池表面各角度反射率均很低，而常规单晶只对垂直入射的光反射率低，黑硅TOPCon电池可以满足特斯拉瓦的需求。

目前，常用的黑硅技术有如下几种：1)激光刻蚀法、2)气相腐蚀法、3)发应离子刻蚀法(RIE)、4)金属催化化学腐蚀法(MCCE)。激光刻蚀法和气相腐蚀法由于设备造价昂贵，在产业化中应用很少，一般用于实验室研究；反应离子刻蚀法和金属催化化学腐蚀法均在多晶电池产业中有广泛的应用。

目前，国内已经有一些厂商将TOPCon技术应用到电池生产中，在制备隧穿氧化层和掺杂多晶硅层的过程大多采用LPCVD设备，由于沉积多晶硅的前驱体的硅烷为气态，化学反应沉积的过程中由于硅片贴合的紧密程度不一致，难免会在正面产生随机的绕镀区域，且此绕镀区域会对电池的性能带来以下负面影响：

1)绕镀区域跟非绕镀区域存在颜色差异，镀膜后有明显色差，导致电池外观不良；

2)绕镀区域的多晶硅吸光能力强，不利于电池对光线的吸收，引起效率的降低；

3)绕镀区域的多晶硅影响浆料的烧穿效果，导致电池的填充因子降低，引起效率的降低。

常用的去绕镀方法为通过酸溶液或碱溶液去除绕镀，这两种方法在去除正面绕镀时，酸碱溶液不仅会与绕镀区域的硅发生反应，在正面非绕镀区域也会与硅发生反应，因此，正面在去除绕镀之后，无可避免的会将非绕镀区域的金字塔刻蚀掉一部分，造成正面反射率升高，电流降低。

因此，如何在保证在不升高正面反射率，不降低电流的前提下，去除电池正面的绕度，以提高单位面积特斯拉瓦的发电功率是接下来特斯拉瓦的重点研究方向之一。

发明内容

本发明的目的在于利用RIE技术去除钝化接触电池中的多晶硅绕镀，既获得良好的外观，又降低电池表面反射率，提高电池效率，提供一种基于反应离子刻蚀法制备黑硅钝化接触电池的方法。

本发明的一种基于反应离子刻蚀法制备黑硅钝化接触电池的方法，包括以下步骤：