一种全背接触高效晶硅电池的制作方法
一种全背接触高效晶硅电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种晶娃电池的制作方法，尤其是涉及一种全背接触高效晶娃电池的 制作方法。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，关于背接触高效晶体娃电池方面的专利，多数涉及的是金属穿孔 (Metal Wrap T虹OU曲；MWT)电池，也有部分涉及到的是薄膜方面的背接触技术，而且多数 涉及的只是电池外观、电极结构及工艺的简单叙述，很多基本上是采用较高技术成本的工 艺完成，如光刻、高进度掩膜对位等高成本工艺。
[0003] 申请号为201310721710. 9的中国专利公开了背接触晶体娃电池，包括娃基底，娃 基底包括娃基底非受光面；位于所述娃基底非受光面的PN渗杂区，PN渗杂区包括位置交替 排列的表面具有汇流导电带的P型区和N型区，其中，沿每条P型区或N型区的延伸方向， 相邻条之间存在距离差，相邻条之间的第一条沿所述延伸方向，超出第二条之外的部分作 为所述第一条的边缘条；边缘条为P型区边缘条或N型区边缘条；边缘条作为电极引出部。 该种电池在制作时避免了开孔步骤和电极副栅末端与主栅之间保留必要的间隙，简化了制 作工艺并降低了生产成本。
[0004] 上述专利中，电极背面P+区域与妒区域的延伸方向存在距离差，送是为满足其后 续电流汇集的要求；本专利中N+区域及P+区域采用的是简单的指交叉设计结构，另外，上述 专利中妒及P+区域均采用离子注入工艺，其后续妒区域及P+区域的退火推结任然需要非 常高的温度（> 950C)，尤其是测注入退火需要温度更高。在电极金属化方面采用的是采用 瓣射、热蒸发或者电锥金属化工艺，送些工艺后续都要涉及到昂贵的图形化工艺。本专利中 采用了离子注入与高温扩散相结合的工艺，优化了工艺步骤，降低了工艺成本，采用的丝网 印刷电极及后续烧结工艺都是基于现有规模批产工艺设备，且能满足电极设计要求。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有低工艺设备 成本优势的全背接触电池制备工艺。
[0006] 本发明的目的可W通过W下技术方案来实现：
[0007] -种全背接触高效晶娃电池的制作方法，采用W下步骤：
[000引（1)将娃片在K0H及&02溶液中去除损伤层，然后再高浓度K0H溶液中将娃片进 行抛光；
[0009] (2)在测源高温扩散炉管中，控制温度为96(TC扩散20-40min，然后控制温度为 90(TC通入氧气推结，形成低表面浓度P+发射结，同时在娃片表面形成连续的锥膜层；
[0010] (3)对娃片表面的锥膜层进行激光或湿法腐蚀图形化，在背面形成妒背场区域窗 Π ；
[0011] (4)控制温度为8(TC，利用四甲基氨氧化倭及异丙醇构成混合溶液对娃片进行正 面制绒、背面腐蚀，正面形成具有1-2 μ m的金字培绒面；
[0012] (5)采用离子注入机对娃片正面及背面进行不同剂量磯的注入，形成正面低浓度 高方阻前场及背面高浓度低方阻背场；
[0013] (6)将娃片在高温扩散炉中进行高温氧化退火，在娃片正面及背面形成高质量致 密氧化层；
[0014] (7)在娃片正面沉积75-85皿Si化，背面依次沉积10-20皿Si化及100-20皿 Si化，并用激光或湿法刻蚀方式打开背面纯化层；
[0015] (8)采用丝网印刷工艺在背表面场妒区域印刷Ag浆，经烘干后在发射结P+区域 印刷Ag-Al浆，经高温共烧结过程在妒区域及P+区域形成欧姆接触。
[001引步骤（1)中的娃片厚度为140-200 μ m，K0H溶液的浓度为Iwt % -5wt %，&02溶液 的浓度为3wt % -6wt %，高浓度K0H溶液的浓度为6wt % -lOwt %。
[0017] 步骤（2)中所述的锥膜层为测娃玻璃层与Si化掩蔽层，测娃玻璃层与非晶娃 (a-Si)掩蔽层，或者测娃玻璃层与采用CVD或湿氧氧化方式制备的氧化层，其中测娃玻璃 层厚度为l〇nm-200nm，Si化掩蔽层、非晶娃（a-Si)掩蔽层、采用CVD或湿氧氧化方式制备 的氧化层的厚度为10nm-400nm。
[001引步骤（4)的混合溶液中甲基氨氧化倭的浓度为2-lOwt%，异丙醇的浓度为 5_8wt%。
[0019] 步骤（5)在对娃片注入磯时，采用高能粒子束将磯原子或测原子注入到娃片体 内，形成高渗杂妒或P+表面，采用磯焼（Ρ&)作为反应气源，利用离子注入机对娃片正面注 入的剂量为1Ε15--3Ε15,娃片背面注入的剂量为3Ε15--祀15。
[0020] 与现有技术相比，本专利中妒区域及Ρ+区域采用的是简单的指交叉设计结构，且 设计尺寸满足后续丝网印刷对位套印的要求。Ν+及Ρ+区域采用了离子注入与高温扩散相 结合的工艺，优化了工艺步骤，降低了工艺成本。在电极金属化方面，本专利中采用的丝网 印刷电极及后续烧结工艺都是基于现有规模批产工艺设备，且能满足电极设计要求。不需 要昂贵的光刻和高精度对位设备。因此，本发明中使用的设备均为常规高效晶体娃电池批 量产设备，不需要昂贵的光刻等设备，具有更低的成本优势；采用了可用于高效晶娃电池批 量产的，适用于太阳能行业的离子注入技术，显著降低电池制备工艺，更大程度降低电池制 备成本。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0022] 实施例1
[0023] 一种全背接触高效晶娃电池的制作方法，采用W下步骤：
[0024] (1)将厚度为140 μ m娃片在浓度为Iwt%的Κ0Η及3wt%的&〇2溶液中去除损伤 层，然后再用6wt% K0H溶液中将娃片进行抛光；
[002引 似在测源高温扩散炉管中，控制温度为96(TC扩散20min，然后控制温度为90(TC 通入氧气推结，形成低表面浓度P+发射结，同时在娃片表面形成连续的厚度为40nm的测娃 玻璃层度oron Silicon Glass ;BSG) W及厚度为160nm的Si化掩蔽层、非晶娃（a-Si)掩 蔽层、采用CVD或湿氧氧化方式制备的氧化层，本实施例中采用的是SiNx掩蔽层；
[0026] (3)对娃片表面的锥层进行激光或湿法腐蚀图形化，在背面形成N+背场区域窗 Π ；
[0027] (4)控制温度为8(TC，利用浓度为2wt%的四甲基氨氧化倭及5wt%异丙醇构成混 合溶液对娃片进行正面制绒、背面腐蚀，正面形成具有1 μ m的金字培绒面；
[0028] (5)采用离子注入机对娃片正面及背面进行注入不同剂量的磯元素，在对娃片注 入磯时，采用高能粒子束将磯原子或测原子注入到娃片体内，形成高渗杂妒或P+表面，采用 磯焼（Ρ&)作为反应气源，正面注入的剂量为1E15,背面注入的剂量为3E15,形成正面低浓 度高方阻前场及背面高浓度低方阻背场；
[0029] (6)将娃片在高温扩散炉中进行高温氧化退火，在娃片正面及背面形成高质量致 密氧化层；
[0030] (7)在娃片正面沉积75皿Si化，背面依次沉积10皿Si化及100皿Si化，并用激 光或湿法刻蚀方式打开背面纯化层；
[0031] (8)采用丝网印刷工艺在背表面场妒区域印刷Ag浆，经烘干后在发射结P+区域 印刷Ag-Al浆，经高温共烧结过程在妒区域及P+区域形成欧姆接触。
[0032] 对经过W上流程制备得到的全背接触高效晶娃电池进行检测，获得的初步数据， SunsVoc 测试 Voc 639mV，FF ;0. 797,电池效率 19. 4%，如表 1 所示。
[0033]
[0034] 在我们现有实验数据优化的基础上，我们可W获得650mV W上的开压（Voc)，由于 电池表面没有电极栅线，电池正面电流密度，根据目前的结果可W实现39mA~cm-2 W上，送 是相对于常规晶体娃电池在电性能方面的优势。
[0035] 相对于其他背接触电池专利，主要优势就是，我们没有昂贵 的光刻曝光设备及高 精度对位设备，工艺设备采用的多数是现有量产设备，且工艺路线稳定、可靠，制备出电池 关键性能已经超越现有常规高效单晶电池。
[003引 实施例2
[0037] -种全背接触高效晶娃电池的制作方法，采用W下步骤：
[003引 （1)将厚度为150 μ m娃片在浓度为2wt%的K0H及4wt%的&02溶液中去除损伤 层，然后再用8wt% K0H溶液中将娃片进行抛光；
[0039] 似在测源高温扩散炉管中，控制温度为96(TC扩散30min，然后控制温度为90(TC 通入氧气推结，形成低表面浓度P+发射结，同时在娃片表面形成连续的厚度为50nm的测娃 玻璃层度oron Silicon Glass ;BSG) W及厚度为170nm的Si化掩蔽层、非晶娃（a-Si)掩蔽 层、采用CVD或湿氧氧化方式制备的氧化层，本实施例中采用的是非晶娃（a-Si)掩蔽层；
[0040] (3)对娃片表面的锥层进行激光或湿法腐蚀图形化，在背面形成N+背场区域窗 Π ；
[0041] (4)控制温度为80°C，利用浓度为5wt%的四甲基氨氧化倭及6wt%异丙醇构成混 合溶液对娃片进行正面制绒、背面腐蚀，正面形成具有1 μ m的金字培绒面；
[0042] (5)采用离子注入机对娃片正面及背面进行注入不同剂量的磯元素，在对娃片注 入磯时，采用高能粒子束将磯原子或测原子注入到娃片体内，形成高渗杂妒或P+表面，采用 磯焼（Ρ&)作为反应气源，正面注入的剂量为沈15,背面注入的剂量为4E15,形成正面低浓 度高方阻前场及背面高浓度低方阻背场；
[0043] (6)将娃片在高温扩散炉中进行高温氧化退火，在娃片正面及背面形成高质量致 密氧化层；
[0044] (7)在娃片正面沉积80皿Si化，背面依次沉积15皿Si化及50皿Si化，并用激光 或湿法刻蚀方式打开背面纯化层；
[0045] (8)采用丝网印刷工艺在背表面场妒区域印刷Ag浆，经烘干后在发射结P+区域 印刷Ag-Al浆，经高温共烧结过程在妒区域及P+区域形成欧姆接触。
[0046] 实施例3
[0047] -种全背接触高效晶娃电池的制作方法，采用W下步骤：
[004引 （1)将厚度为200 μ m娃片在浓度为5wt %的K0H及6wt %的&02溶液中去除损伤 层，然后再用lOwt% K0H溶液中将娃片进行抛光；
[0049] 似在测源高温扩散炉管中，控制温度为96(TC扩散40min，然后控制温度为90(TC 通入氧气推结，形成低表面浓度P+发射结，同时在娃片表面形成连续的厚度为60nm的测娃 玻璃层度oron Silicon Glass ;BSG) W及厚度为180nm的Si化掩蔽层、非晶娃（a-Si)掩 蔽层、采用CVD或湿氧氧化方式制备的氧化层，本实施例中采用的是CVD或湿氧氧化方式制 备的氧化层；
[0050] (3)对娃片表面的锥层进行激光或湿法腐蚀图形化，在背面形成妒背场区域窗 Π ；
[0051] (4)控制温度为80°C，利用浓度为lOwt%的四甲基氨氧化倭及8wt%异丙醇构成 混合溶液对娃片进行正面制绒、背面腐蚀，正面形成具有2 μ m的金字培绒面；
[0052] (5)采用离子注入机对娃片正面及背面进行注入不同剂量的磯元素，在对娃片注 入磯时，采用高能粒子束将磯原子或测原子注入到娃片体内，形成高渗杂妒或P+表面，采用 磯焼（Ρ&)作为反应气源，正面注入的剂量为3E15,背面注入的剂量为5E15,形成正面低浓 度高方阻前场及背面高浓度低方阻背场；
[0053] (6)将娃片在高温扩散炉中进行高温氧化退火，在娃片正面及背面形成高质量致 密氧化层；
[0054] (7)在娃片正面沉积85皿Si化，背面依次沉积20皿Si化及20皿Si化，并用激光 或湿法刻蚀方式打开背面纯化层；
[00巧](8)采用丝网印刷工艺在背表面场妒区域印刷Ag浆，经烘干后在发射结P+区域 印刷Ag-Al浆，经高温共烧结过程在妒区域及P+区域形成欧姆接触。
【主权项】
1. 一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，该方法采用以下步骤： (1) 将硅片在KOH及H202溶液中去除损伤层，然后再高浓度KOH溶液中将硅片进行抛 光； (2) 在硼源高温扩散炉管中，控制温度为960°C扩散20-40min，然后控制温度为900°C 通入氧气推结，形成低表面浓度P+发射结，同时在硅片表面形成连续的镀膜层； (3) 对硅片表面的镀膜层进行激光或湿法腐蚀图形化，在背面形成N+背场区域窗口； (4) 控制温度为80°C，利用四甲基氢氧化铵及异丙醇构成混合溶液对硅片进行正面制 绒、背面腐蚀，正面形成具有1-2μm的金字塔绒面； (5) 采用离子注入机对硅片正面及背面进行不同剂量磷的注入，形成正面低浓度高方 阻前场及背面高浓度低方阻背场； (6) 将硅片在高温扩散炉中进行高温氧化退火，在硅片正面及背面形成高质量致密氧 化层； (7) 在娃片正面沉积75_85nmSiNx，背面依次沉积10_20nmSiOx及100_20nmSiNx，并 用激光或湿法刻蚀方式打开背面钝化层； (8) 采用丝网印刷工艺在背表面场N+区域印刷Ag浆，经烘干后在发射结P+区域印刷 Ag-Al浆，经高温共烧结过程在N+区域及P+区域形成欧姆接触。2. 根据权利要求1所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，步骤 (1)中的硅片厚度为140-200μm。3. 根据权利要求1所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，步骤 (1) 中K0H溶液的浓度为lwt% -5wt%，H202溶液的浓度为3wt% -6wt%，高浓度K0H溶液 的浓度为6wt% -10wt%。4. 根据权利要求1所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，步骤 (2) 中所述的镀膜层为硼硅玻璃层与SiNx掩蔽层，硼硅玻璃层与非晶硅（a-Si)掩蔽层，或 者硼硅玻璃层与采用CVD或湿氧氧化方式制备的氧化层。5. 根据权利要求4所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，所述 的硼硅玻璃层厚度为l〇nm-200nm，所述的SiNx掩蔽层、非晶硅（a-Si)掩蔽层、采用CVD或 湿氧氧化方式制备的氧化层的厚度为l〇nm-400nm。6. 根据权利要求1所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，步骤 (4) 的混合溶液中甲基氢氧化铵的浓度为2-10wt%，异丙醇的浓度为5-8wt%。7. 根据权利要求1所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，步骤 (5) 在对硅片注入磷时，采用高能粒子束将磷原子或硼原子注入到硅片体内，形成高掺杂N+ 或P+表面。8. 根据权利要求1所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，步 骤（5)采用离子注入机对硅片正面注入的剂量为1E15-3E15,硅片背面注入的剂量为 3E15-5E15。9. 根据权利要求1所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，步骤 (5)在对硅片注入磷时采用磷烷（PH3)作为反应气源。
【专利摘要】本发明涉及一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，将硅片去除损伤层并抛光，然后在表面形成P+发射结及镀膜层，然后进行激光或湿法腐蚀图形化，在背面形成N+背场区域窗口，再进行表面制绒，然后在硅片正面及背面不同浓度的方阻，高温氧化退火后进行沉积，电池高温烧结形成欧姆接触，即制作得到全背接触高效晶硅电池。与现有技术相比，本发明不需要昂贵的光刻等设备，具有更低的成本优势，适用于太阳能行业的离子注入技术，显著降低电池制备工艺。
【IPC分类】H01L31/18, H01L31/0224
【公开号】CN105489696
【申请号】CN201410479235
【发明人】汪建强, 刘穆清, 郑飞, 张忠卫, 石磊
【申请人】上海神舟新能源发展有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月18日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种晶娃电池的制作方法，尤其是涉及一种全背接触高效晶娃电池的 制作方法。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，关于背接触高效晶体娃电池方面的专利，多数涉及的是金属穿孔 (Metal Wrap T虹OU曲；MWT)电池，也有部分涉及到的是薄膜方面的背接触技术，而且多数 涉及的只是电池外观、电极结构及工艺的简单叙述，很多基本上是采用较高技术成本的工 艺完成，如光刻、高进度掩膜对位等高成本工艺。
[0003] 申请号为201310721710. 9的中国专利公开了背接触晶体娃电池，包括娃基底，娃 基底包括娃基底非受光面；位于所述娃基底非受光面的PN渗杂区，PN渗杂区包括位置交替 排列的表面具有汇流导电带的P型区和N型区，其中，沿每条P型区或N型区的延伸方向， 相邻条之间存在距离差，相邻条之间的第一条沿所述延伸方向，超出第二条之外的部分作 为所述第一条的边缘条；边缘条为P型区边缘条或N型区边缘条；边缘条作为电极引出部。 该种电池在制作时避免了开孔步骤和电极副栅末端与主栅之间保留必要的间隙，简化了制 作工艺并降低了生产成本。
[0004] 上述专利中，电极背面P+区域与妒区域的延伸方向存在距离差，送是为满足其后 续电流汇集的要求；本专利中N+区域及P+区域采用的是简单的指交叉设计结构，另外，上述 专利中妒及P+区域均采用离子注入工艺，其后续妒区域及P+区域的退火推结任然需要非 常高的温度（> 950C)，尤其是测注入退火需要温度更高。在电极金属化方面采用的是采用 瓣射、热蒸发或者电锥金属化工艺，送些工艺后续都要涉及到昂贵的图形化工艺。本专利中 采用了离子注入与高温扩散相结合的工艺，优化了工艺步骤，降低了工艺成本，采用的丝网 印刷电极及后续烧结工艺都是基于现有规模批产工艺设备，且能满足电极设计要求。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有低工艺设备 成本优势的全背接触电池制备工艺。
[0006] 本发明的目的可W通过W下技术方案来实现：
[0007] -种全背接触高效晶娃电池的制作方法，采用W下步骤：
[000引（1)将娃片在K0H及&02溶液中去除损伤层，然后再高浓度K0H溶液中将娃片进 行抛光；
[0009] (2)在测源高温扩散炉管中，控制温度为96(TC扩散20-40min，然后控制温度为 90(TC通入氧气推结，形成低表面浓度P+发射结，同时在娃片表面形成连续的锥膜层；
[0010] (3)对娃片表面的锥膜层进行激光或湿法腐蚀图形化，在背面形成妒背场区域窗 Π ；
[0011] (4)控制温度为8(TC，利用四甲基氨氧化倭及异丙醇构成混合溶液对娃片进行正 面制绒、背面腐蚀，正面形成具有1-2 μ m的金字培绒面；
[0012] (5)采用离子注入机对娃片正面及背面进行不同剂量磯的注入，形成正面低浓度 高方阻前场及背面高浓度低方阻背场；
[0013] (6)将娃片在高温扩散炉中进行高温氧化退火，在娃片正面及背面形成高质量致 密氧化层；
[0014] (7)在娃片正面沉积75-85皿Si化，背面依次沉积10-20皿Si化及100-20皿 Si化，并用激光或湿法刻蚀方式打开背面纯化层；
[0015] (8)采用丝网印刷工艺在背表面场妒区域印刷Ag浆，经烘干后在发射结P+区域 印刷Ag-Al浆，经高温共烧结过程在妒区域及P+区域形成欧姆接触。
[001引步骤（1)中的娃片厚度为140-200 μ m，K0H溶液的浓度为Iwt % -5wt %，&02溶液 的浓度为3wt % -6wt %，高浓度K0H溶液的浓度为6wt % -lOwt %。
[0017] 步骤（2)中所述的锥膜层为测娃玻璃层与Si化掩蔽层，测娃玻璃层与非晶娃 (a-Si)掩蔽层，或者测娃玻璃层与采用CVD或湿氧氧化方式制备的氧化层，其中测娃玻璃 层厚度为l〇nm-200nm，Si化掩蔽层、非晶娃（a-Si)掩蔽层、采用CVD或湿氧氧化方式制备 的氧化层的厚度为10nm-400nm。
[001引步骤（4)的混合溶液中甲基氨氧化倭的浓度为2-lOwt%，异丙醇的浓度为 5_8wt%。
[0019] 步骤（5)在对娃片注入磯时，采用高能粒子束将磯原子或测原子注入到娃片体 内，形成高渗杂妒或P+表面，采用磯焼（Ρ&)作为反应气源，利用离子注入机对娃片正面注 入的剂量为1Ε15--3Ε15,娃片背面注入的剂量为3Ε15--祀15。
[0020] 与现有技术相比，本专利中妒区域及Ρ+区域采用的是简单的指交叉设计结构，且 设计尺寸满足后续丝网印刷对位套印的要求。Ν+及Ρ+区域采用了离子注入与高温扩散相 结合的工艺，优化了工艺步骤，降低了工艺成本。在电极金属化方面，本专利中采用的丝网 印刷电极及后续烧结工艺都是基于现有规模批产工艺设备，且能满足电极设计要求。不需 要昂贵的光刻和高精度对位设备。因此，本发明中使用的设备均为常规高效晶体娃电池批 量产设备，不需要昂贵的光刻等设备，具有更低的成本优势；采用了可用于高效晶娃电池批 量产的，适用于太阳能行业的离子注入技术，显著降低电池制备工艺，更大程度降低电池制 备成本。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0022] 实施例1
[0023] 一种全背接触高效晶娃电池的制作方法，采用W下步骤：
[0024] (1)将厚度为140 μ m娃片在浓度为Iwt%的Κ0Η及3wt%的&〇2溶液中去除损伤 层，然后再用6wt% K0H溶液中将娃片进行抛光；
[002引 似在测源高温扩散炉管中，控制温度为96(TC扩散20min，然后控制温度为90(TC 通入氧气推结，形成低表面浓度P+发射结，同时在娃片表面形成连续的厚度为40nm的测娃 玻璃层度oron Silicon Glass ;BSG) W及厚度为160nm的Si化掩蔽层、非晶娃（a-Si)掩 蔽层、采用CVD或湿氧氧化方式制备的氧化层，本实施例中采用的是SiNx掩蔽层；
[0026] (3)对娃片表面的锥层进行激光或湿法腐蚀图形化，在背面形成N+背场区域窗 Π ；
[0027] (4)控制温度为8(TC，利用浓度为2wt%的四甲基氨氧化倭及5wt%异丙醇构成混 合溶液对娃片进行正面制绒、背面腐蚀，正面形成具有1 μ m的金字培绒面；
[0028] (5)采用离子注入机对娃片正面及背面进行注入不同剂量的磯元素，在对娃片注 入磯时，采用高能粒子束将磯原子或测原子注入到娃片体内，形成高渗杂妒或P+表面，采用 磯焼（Ρ&)作为反应气源，正面注入的剂量为1E15,背面注入的剂量为3E15,形成正面低浓 度高方阻前场及背面高浓度低方阻背场；
[0029] (6)将娃片在高温扩散炉中进行高温氧化退火，在娃片正面及背面形成高质量致 密氧化层；
[0030] (7)在娃片正面沉积75皿Si化，背面依次沉积10皿Si化及100皿Si化，并用激 光或湿法刻蚀方式打开背面纯化层；
[0031] (8)采用丝网印刷工艺在背表面场妒区域印刷Ag浆，经烘干后在发射结P+区域 印刷Ag-Al浆，经高温共烧结过程在妒区域及P+区域形成欧姆接触。
[0032] 对经过W上流程制备得到的全背接触高效晶娃电池进行检测，获得的初步数据， SunsVoc 测试 Voc 639mV，FF ;0. 797,电池效率 19. 4%，如表 1 所示。
[0033]
[0034] 在我们现有实验数据优化的基础上，我们可W获得650mV W上的开压（Voc)，由于 电池表面没有电极栅线，电池正面电流密度，根据目前的结果可W实现39mA~cm-2 W上，送 是相对于常规晶体娃电池在电性能方面的优势。
[0035] 相对于其他背接触电池专利，主要优势就是，我们没有昂贵 的光刻曝光设备及高 精度对位设备，工艺设备采用的多数是现有量产设备，且工艺路线稳定、可靠，制备出电池 关键性能已经超越现有常规高效单晶电池。
[003引 实施例2
[0037] -种全背接触高效晶娃电池的制作方法，采用W下步骤：
[003引 （1)将厚度为150 μ m娃片在浓度为2wt%的K0H及4wt%的&02溶液中去除损伤 层，然后再用8wt% K0H溶液中将娃片进行抛光；
[0039] 似在测源高温扩散炉管中，控制温度为96(TC扩散30min，然后控制温度为90(TC 通入氧气推结，形成低表面浓度P+发射结，同时在娃片表面形成连续的厚度为50nm的测娃 玻璃层度oron Silicon Glass ;BSG) W及厚度为170nm的Si化掩蔽层、非晶娃（a-Si)掩蔽 层、采用CVD或湿氧氧化方式制备的氧化层，本实施例中采用的是非晶娃（a-Si)掩蔽层；
[0040] (3)对娃片表面的锥层进行激光或湿法腐蚀图形化，在背面形成N+背场区域窗 Π ；
[0041] (4)控制温度为80°C，利用浓度为5wt%的四甲基氨氧化倭及6wt%异丙醇构成混 合溶液对娃片进行正面制绒、背面腐蚀，正面形成具有1 μ m的金字培绒面；
[0042] (5)采用离子注入机对娃片正面及背面进行注入不同剂量的磯元素，在对娃片注 入磯时，采用高能粒子束将磯原子或测原子注入到娃片体内，形成高渗杂妒或P+表面，采用 磯焼（Ρ&)作为反应气源，正面注入的剂量为沈15,背面注入的剂量为4E15,形成正面低浓 度高方阻前场及背面高浓度低方阻背场；
[0043] (6)将娃片在高温扩散炉中进行高温氧化退火，在娃片正面及背面形成高质量致 密氧化层；
[0044] (7)在娃片正面沉积80皿Si化，背面依次沉积15皿Si化及50皿Si化，并用激光 或湿法刻蚀方式打开背面纯化层；
[0045] (8)采用丝网印刷工艺在背表面场妒区域印刷Ag浆，经烘干后在发射结P+区域 印刷Ag-Al浆，经高温共烧结过程在妒区域及P+区域形成欧姆接触。
[0046] 实施例3
[0047] -种全背接触高效晶娃电池的制作方法，采用W下步骤：
[004引 （1)将厚度为200 μ m娃片在浓度为5wt %的K0H及6wt %的&02溶液中去除损伤 层，然后再用lOwt% K0H溶液中将娃片进行抛光；
[0049] 似在测源高温扩散炉管中，控制温度为96(TC扩散40min，然后控制温度为90(TC 通入氧气推结，形成低表面浓度P+发射结，同时在娃片表面形成连续的厚度为60nm的测娃 玻璃层度oron Silicon Glass ;BSG) W及厚度为180nm的Si化掩蔽层、非晶娃（a-Si)掩 蔽层、采用CVD或湿氧氧化方式制备的氧化层，本实施例中采用的是CVD或湿氧氧化方式制 备的氧化层；
[0050] (3)对娃片表面的锥层进行激光或湿法腐蚀图形化，在背面形成妒背场区域窗 Π ；
[0051] (4)控制温度为80°C，利用浓度为lOwt%的四甲基氨氧化倭及8wt%异丙醇构成 混合溶液对娃片进行正面制绒、背面腐蚀，正面形成具有2 μ m的金字培绒面；
[0052] (5)采用离子注入机对娃片正面及背面进行注入不同剂量的磯元素，在对娃片注 入磯时，采用高能粒子束将磯原子或测原子注入到娃片体内，形成高渗杂妒或P+表面，采用 磯焼（Ρ&)作为反应气源，正面注入的剂量为3E15,背面注入的剂量为5E15,形成正面低浓 度高方阻前场及背面高浓度低方阻背场；
[0053] (6)将娃片在高温扩散炉中进行高温氧化退火，在娃片正面及背面形成高质量致 密氧化层；
[0054] (7)在娃片正面沉积85皿Si化，背面依次沉积20皿Si化及20皿Si化，并用激光 或湿法刻蚀方式打开背面纯化层；
[00巧](8)采用丝网印刷工艺在背表面场妒区域印刷Ag浆，经烘干后在发射结P+区域 印刷Ag-Al浆，经高温共烧结过程在妒区域及P+区域形成欧姆接触。
【主权项】
1. 一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，该方法采用以下步骤： (1) 将硅片在KOH及H202溶液中去除损伤层，然后再高浓度KOH溶液中将硅片进行抛 光； (2) 在硼源高温扩散炉管中，控制温度为960°C扩散20-40min，然后控制温度为900°C 通入氧气推结，形成低表面浓度P+发射结，同时在硅片表面形成连续的镀膜层； (3) 对硅片表面的镀膜层进行激光或湿法腐蚀图形化，在背面形成N+背场区域窗口； (4) 控制温度为80°C，利用四甲基氢氧化铵及异丙醇构成混合溶液对硅片进行正面制 绒、背面腐蚀，正面形成具有1-2μm的金字塔绒面； (5) 采用离子注入机对硅片正面及背面进行不同剂量磷的注入，形成正面低浓度高方 阻前场及背面高浓度低方阻背场； (6) 将硅片在高温扩散炉中进行高温氧化退火，在硅片正面及背面形成高质量致密氧 化层； (7) 在娃片正面沉积75_85nmSiNx，背面依次沉积10_20nmSiOx及100_20nmSiNx，并 用激光或湿法刻蚀方式打开背面钝化层； (8) 采用丝网印刷工艺在背表面场N+区域印刷Ag浆，经烘干后在发射结P+区域印刷 Ag-Al浆，经高温共烧结过程在N+区域及P+区域形成欧姆接触。2. 根据权利要求1所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，步骤 (1)中的硅片厚度为140-200μm。3. 根据权利要求1所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，步骤 (1) 中K0H溶液的浓度为lwt% -5wt%，H202溶液的浓度为3wt% -6wt%，高浓度K0H溶液 的浓度为6wt% -10wt%。4. 根据权利要求1所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，步骤 (2) 中所述的镀膜层为硼硅玻璃层与SiNx掩蔽层，硼硅玻璃层与非晶硅（a-Si)掩蔽层，或 者硼硅玻璃层与采用CVD或湿氧氧化方式制备的氧化层。5. 根据权利要求4所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，所述 的硼硅玻璃层厚度为l〇nm-200nm，所述的SiNx掩蔽层、非晶硅（a-Si)掩蔽层、采用CVD或 湿氧氧化方式制备的氧化层的厚度为l〇nm-400nm。6. 根据权利要求1所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，步骤 (4) 的混合溶液中甲基氢氧化铵的浓度为2-10wt%，异丙醇的浓度为5-8wt%。7. 根据权利要求1所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，步骤 (5) 在对硅片注入磷时，采用高能粒子束将磷原子或硼原子注入到硅片体内，形成高掺杂N+ 或P+表面。8. 根据权利要求1所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，步 骤（5)采用离子注入机对硅片正面注入的剂量为1E15-3E15,硅片背面注入的剂量为 3E15-5E15。9. 根据权利要求1所述的一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，其特征在于，步骤 (5)在对硅片注入磷时采用磷烷（PH3)作为反应气源。
【专利摘要】本发明涉及一种全背接触高效晶硅电池的制作方法，将硅片去除损伤层并抛光，然后在表面形成P+发射结及镀膜层，然后进行激光或湿法腐蚀图形化，在背面形成N+背场区域窗口，再进行表面制绒，然后在硅片正面及背面不同浓度的方阻，高温氧化退火后进行沉积，电池高温烧结形成欧姆接触，即制作得到全背接触高效晶硅电池。与现有技术相比，本发明不需要昂贵的光刻等设备，具有更低的成本优势，适用于太阳能行业的离子注入技术，显著降低电池制备工艺。
【IPC分类】H01L31/18, H01L31/0224
【公开号】CN105489696
【申请号】CN201410479235
【发明人】汪建强, 刘穆清, 郑飞, 张忠卫, 石磊
【申请人】上海神舟新能源发展有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月18日
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