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太陽能電池的制作方法

503   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:上海凱世通半導(dǎo)體股份有限公司  
2024-02-22 10:53:38
權(quán)利要求書: 1.一種太陽能電池的制作方法,該太陽能電池包括一第一導(dǎo)電類型襯底,其特征在于,該制作方法包括以下步驟:

步驟S1:在該第一導(dǎo)電類型襯底的一表面上形成氧化層;

步驟S2:在該氧化層上形成多晶硅;

步驟S3:采用第二導(dǎo)電類型摻雜元素對(duì)該多晶硅進(jìn)行選擇性摻雜以形成重?fù)诫s區(qū)和輕摻雜區(qū);

步驟S4:熱處理步驟S3所得的結(jié)構(gòu);

步驟S5:采用堿性試劑選擇性蝕刻步驟S4所得的多晶硅;

步驟S6:在重?fù)诫s區(qū)上形成電極,其中,步驟S3包括以下步驟:步驟S31:設(shè)置阻擋層,該阻擋層包括鏤空區(qū)域,該阻擋層設(shè)置于束流和工件傳輸裝置之間,該束流的傳輸方向垂直于該工件傳輸裝置的傳輸平面;

步驟S32:工件傳輸裝置傳輸步驟S2所得的待注入結(jié)構(gòu)通過束流以通過離子注入形成選擇性摻雜,

其中該鏤空區(qū)域用于形成該重?fù)诫s區(qū),束流在該傳輸平面上的投影與入口端的該鏤空區(qū)域在該傳輸平面上的投影部分重疊,該入口端為該鏤空區(qū)域的靠近待注入結(jié)構(gòu)的一端,步驟S5中堿性試劑對(duì)重?fù)诫s區(qū)和輕摻雜區(qū)的刻蝕速率之比為1:5-1:100。

2.如權(quán)利要求1所述的制作方法,其特征在于,步驟S5蝕刻后輕摻雜的多晶硅的厚度小于10nm。

3.如權(quán)利要求1所述的制作方法,其特征在于,步驟S5蝕刻后重?fù)诫s的多晶硅的厚度為

10nm-300nm。

4.如權(quán)利要求1所述的制作方法,其特征在于,步驟S1之前還包括:步驟S0:在該第一導(dǎo)電類型襯底的一表面中形成第二導(dǎo)電類型摻雜層;

步驟S1:在該第二導(dǎo)電類型摻雜層上形成該氧化層。

5.如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的制作方法,其特征在于,步驟S3中重?fù)诫s區(qū)的離子注入劑量為1e15-2e16/cm2。

6.如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的制作方法,其特征在于,步驟S3中輕摻雜區(qū)的離子注入劑量為1e14-5e15/cm2。

7.如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的制作方法,其特征在于,步驟S4中熱處理在700℃-

1000℃、氮?dú)夂?或氧氣氣氛下進(jìn)行,熱處理時(shí)間1-60分鐘。

8.如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的制作方法,其特征在于,步驟S5中堿性試劑為NaOH、KOH或TMAH。

9.一種太陽能電池的制作方法,該太陽能電池包括一第一導(dǎo)電類型襯底,其特征在于,該制作方法包括以下步驟:

步驟S1:在該第一導(dǎo)電類型襯底的一表面上形成氧化層;

步驟S2:在該氧化層上形成非晶硅;

步驟S3:采用第二導(dǎo)電類型摻雜元素對(duì)該非晶硅進(jìn)行選擇性摻雜以形成重?fù)诫s區(qū)和輕摻雜區(qū);

步驟S4:熱處理步驟S3所得的結(jié)構(gòu),使得非晶硅轉(zhuǎn)化為多晶硅;

步驟S5:采用堿性試劑選擇性蝕刻步驟S4所得的多晶硅;

步驟S6:在重?fù)诫s區(qū)上形成電極,其中,步驟S3包括以下步驟:步驟S31:設(shè)置阻擋層,該阻擋層包括鏤空區(qū)域,該阻擋層設(shè)置于束流和工件傳輸裝置之間,該束流的傳輸方向垂直于該工件傳輸裝置的傳輸平面;

步驟S32:工件傳輸裝置傳輸步驟S2所得的待注入結(jié)構(gòu)通過束流以通過離子注入形成選擇性摻雜,

其中該鏤空區(qū)域用于形成該重?fù)诫s區(qū),束流在該傳輸平面上的投影與入口端的該鏤空區(qū)域在該傳輸平面上的投影部分重疊,該入口端為該鏤空區(qū)域的靠近待注入結(jié)構(gòu)的一端,步驟S5中堿性試劑對(duì)重?fù)诫s區(qū)和輕摻雜區(qū)的刻蝕速率之比為1:5-1:100。

10.如權(quán)利要求9所述的制作方法,其特征在于,步驟S5蝕刻后輕摻雜的多晶硅的厚度小于10nm。

11.如權(quán)利要求9所述的制作方法,其特征在于,步驟S5蝕刻后重?fù)诫s的多晶硅的厚度為10nm-300nm。

12.如權(quán)利要求9所述的制作方法,其特征在于,步驟S1之前還包括:步驟S0:在該第一導(dǎo)電類型襯底的一表面中形成第二導(dǎo)電類型摻雜層;

步驟S1:在該第二導(dǎo)電類型摻雜層上形成該氧化層。

13.如權(quán)利要求9-12中任意一項(xiàng)所述的制作方法,其特征在于,步驟S3中重?fù)诫s區(qū)的離子注入劑量為1e15-2e16/cm2。

14.如權(quán)利要求9-12中任意一項(xiàng)所述的制作方法,其特征在于,步驟S3中輕摻雜區(qū)的離子注入劑量為1e14-5e15/cm2。

15.如權(quán)利要求9-12中任意一項(xiàng)所述的制作方法,其特征在于,步驟S4中熱處理在700℃-1000℃、氮?dú)夂?或氧氣氣氛下進(jìn)行,熱處理時(shí)間1-60分鐘。

16.如權(quán)利要求9-12中任意一項(xiàng)所述的制作方法,其特征在于,步驟S5中堿性試劑為NaOH、KOH或TMAH。

說明書: 太陽能電池的制作方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種太陽能電池的制作方法,特別是涉及一種鈍化效果和透光效果均較佳的太陽能電池的制作方法。

背景技術(shù)[0002] 無論哪種太陽能電池,在PN結(jié)構(gòu)的摻雜完成后,金屬化之前,都需要做表面鈍化,通常鈍化層可以采用氧化物或者氮化物來實(shí)現(xiàn)。形成鈍化層之后,在鈍化層上沉積金屬最

后燒結(jié),使得金屬和硅襯底形成接觸。但是這種類型的鈍化層在形成電極后,金屬和硅襯底

的接觸位置處復(fù)合會(huì)比較大,由此影響了太陽能電池的開壓和轉(zhuǎn)換效率。

[0003] 為此,業(yè)內(nèi)提出采用多晶硅材料來代替氧化物或氮化物,但是這又造成了新的問題,多晶硅材料的吸光很嚴(yán)重,如果受光面采用多晶硅作為鈍化層,雖能改善鈍化效果,減

少金屬半導(dǎo)體接觸位置的復(fù)合,但是由于多晶硅吸光嚴(yán)重,又減少了太陽光的利用率。

發(fā)明內(nèi)容[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)氧化物或氮化物作為鈍化層時(shí)金屬和半導(dǎo)體接觸位置復(fù)合較大以及采用多晶硅作為鈍化層時(shí)吸光較多的缺陷,提供一種能

夠兼顧鈍化效果和吸光程度的太陽能電池的制作方法。

[0005] 本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的:[0006] 一種太陽能電池的制作方法,該太陽能電池包括一第一導(dǎo)電類型襯底,其特點(diǎn)在于,該制作方法包括以下步驟:

[0007] 步驟S1:在該第一導(dǎo)電類型襯底的一表面上形成氧化層;[0008] 步驟S2:在該氧化層上形成多晶硅或非晶硅;[0009] 步驟S3:采用第二導(dǎo)電類型摻雜元素對(duì)該多晶硅或非晶硅進(jìn)行選擇性摻雜以形成重?fù)诫s區(qū)和輕摻雜區(qū);

[0010] 步驟S4:熱處理步驟S3所得的結(jié)構(gòu),使得非晶硅轉(zhuǎn)化為多晶硅;[0011] 步驟S5:采用堿性試劑選擇性蝕刻步驟S4所得的多晶硅;[0012] 步驟S6:在重?fù)诫s區(qū)上形成電極。[0013] 由于多晶硅吸收光很嚴(yán)重,超過10nm的重?fù)诫s的多晶硅層會(huì)導(dǎo)致短路電流和效率降低。而較薄的多晶硅由于摻雜過程的原因,容易損傷氧化層,造成鈍化效果的下降。并且

薄的多晶硅層在高溫?zé)Y(jié)形成金屬半導(dǎo)體接觸的時(shí)候容易被燒穿,造成電池短路等問題。

本發(fā)明先形成較厚的多晶硅層,然后對(duì)多晶硅層進(jìn)行選擇性摻雜形成重?fù)絽^(qū)域和輕摻區(qū)

域。由于堿性試劑對(duì)多晶硅的刻蝕速率隨著摻雜濃度的升高而降低,通過控制重?fù)絽^(qū)域和

輕摻區(qū)域的摻雜濃度,可以對(duì)多晶硅層進(jìn)行選擇性刻蝕。因此本發(fā)明通過選擇性摻雜和刻

蝕多晶硅,使得金屬形成于較厚的多晶硅(重?fù)诫s的多晶硅)上,由此降低了金屬和半導(dǎo)體

接觸的復(fù)合,同時(shí)較薄的多晶硅(輕摻雜的多晶硅)則用于透光,實(shí)現(xiàn)了鈍化效果和透光的

平衡。

[0014] 優(yōu)選地,步驟S5蝕刻后輕摻雜的多晶硅的厚度小于10nm。[0015] 優(yōu)選地,步驟S5蝕刻后重?fù)诫s的多晶硅的厚度為10nm-300nm。[0016] 優(yōu)選地,步驟S1之前還包括:[0017] 步驟S0:在該第一導(dǎo)電類型襯底的一表面中形成第二導(dǎo)電類型摻雜層;[0018] 步驟S1:在該第二導(dǎo)電類型摻雜層上形成該氧化層。[0019] 優(yōu)選地,步驟S3包括以下步驟:[0020] 步驟S31:設(shè)置阻擋層,該阻擋層包括鏤空區(qū)域,該阻擋層設(shè)置于束流和工件傳輸裝置之間,該束流的傳輸方向垂直于該工件傳輸裝置的傳輸平面;

[0021] 步驟S32:工件傳輸裝置傳輸步驟S2所得的待注入結(jié)構(gòu)通過束流以通過離子注入形成選擇性摻雜,

[0022] 其中該鏤空區(qū)域用于形成該重?fù)诫s區(qū),束流在該傳輸平面上的投影與入口端的該鏤空區(qū)域在該傳輸平面上的投影部分重疊,該入口端為該鏤空區(qū)域的靠近待注入結(jié)構(gòu)的一

端。

[0023] 束流在襯底運(yùn)動(dòng)方向上具有一定寬度,設(shè)置的阻擋層僅遮擋部分束流。當(dāng)襯底經(jīng)過未被遮擋的部分束流時(shí),全部襯底表面均被離子注入形成摻雜。在襯底經(jīng)過阻擋層時(shí),僅

鏤空區(qū)域下的襯底表面被離子注入形成重?fù)诫s區(qū)域,其它被遮擋的區(qū)域未注入形成輕摻雜

區(qū)域。通過調(diào)整阻擋層遮擋的束流的寬度,可以控制重?fù)诫s和輕摻雜區(qū)域的摻雜劑量的比

例,從而得到最佳的選擇性刻蝕的效果。

[0024] 優(yōu)選地,步驟S3中重?fù)诫s區(qū)的離子注入劑量為1e15-2e16/cm2。[0025] 優(yōu)選地,步驟S3中輕摻雜區(qū)的離子注入劑量為1e14-5e15/cm2。[0026] 優(yōu)選地,步驟S4中熱處理在700℃-1000℃、氮?dú)夂?或氧氣氣氛下進(jìn)行,熱處理時(shí)間1-60分鐘。

[0027] 優(yōu)選地,步驟S5中堿性試劑為NaOH、KOH或TMAH(四甲基氫氧化銨)。[0028] 優(yōu)選地,步驟S5中中堿性試劑對(duì)重?fù)诫s區(qū)域和輕摻雜區(qū)域的刻蝕速率之比為1:5-1:100。

[0029] 在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上,上述各優(yōu)選條件,可任意組合,即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。

[0030] 本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。[0031] 本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:[0032] 本發(fā)明采用經(jīng)過選擇性摻雜的多晶硅,可以減少金屬和硅接觸的少子復(fù)合,提高太陽能電池開路電壓和轉(zhuǎn)換效率。由于多晶硅吸收光很嚴(yán)重,超過10nm的重?fù)诫s的多晶硅

層會(huì)導(dǎo)致短路電流和效率降低。而較薄的多晶硅由于摻雜過程的原因,容易損傷氧化層,造

成鈍化效果的下降。但是本發(fā)明通過選擇性刻蝕,在金屬接觸下形成厚的多晶硅,只在接受

光的部分形成薄的多晶硅,解決了鈍化和吸光的矛盾。

附圖說明[0033] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中在襯底上形成氧化層的截面示意圖。[0034] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中在氧化層上形成非晶硅的截面示意圖。[0035] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中的采用束流和阻擋層進(jìn)行選擇性摻雜的俯視圖。[0036] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中在多晶硅中形成選擇性摻雜的截面示意圖。[0037] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中蝕刻后的多晶硅的截面示意圖。[0038] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例1中在重?fù)诫s的多晶硅上形成電極的截面示意圖。[0039] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例2中在襯底中形成第二導(dǎo)電類型摻雜層并在該第二導(dǎo)電類型摻雜層上形成氧化層的截面示意圖。

[0040] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例2中在氧化層上形成多晶硅的截面示意圖。[0041] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例2中在多晶硅中形成選擇性摻雜的截面示意圖。[0042] 圖10為本發(fā)明實(shí)施例2中蝕刻后的多晶硅的截面示意圖。[0043] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例2中在重?fù)诫s的多晶硅上形成電極的截面示意圖。[0044] 圖12為本發(fā)明實(shí)施例3中在重?fù)诫s的多晶硅上形成電極的截面示意圖,其中輕摻雜區(qū)被完全蝕刻掉。

具體實(shí)施方式[0045] 下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明,但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法,按照常規(guī)方法和條件,或按照商

品說明書選擇。

[0046] 實(shí)施例1[0047] 參考圖1-圖6,介紹本實(shí)施例的制作方法。[0048] 參考圖1,在該第一導(dǎo)電類型襯底100,例如n型硅片,的正面上形成氧化層200。[0049] 參考圖2,在該氧化層200上形成非晶硅300。[0050] 參考圖3和圖4,采用第二導(dǎo)電類型摻雜元素對(duì)該非晶硅進(jìn)行選擇性摻雜以形成重?fù)诫s區(qū)302和輕摻雜區(qū)301(重?fù)诫s區(qū)和輕摻雜區(qū)均為第二導(dǎo)電類型元素?fù)诫s),例如進(jìn)行p

型摻雜,注入硼離子。具體來說,在待加工的工件和束流700之間設(shè)置具有鏤空區(qū)域的阻擋

層400,并且束流和阻擋層有部分重疊,這樣在工件(這里的工件即為圖2的結(jié)構(gòu))從左至右

的移動(dòng)過程中,在阻擋層400的影響下非晶硅中就會(huì)形成重?fù)诫s區(qū)和輕摻雜區(qū),由此形成了

選擇性摻雜。例如當(dāng)阻擋層遮擋80%的束流寬度時(shí),其中重?fù)诫s區(qū)的離子注入劑量為5e15,

輕摻雜區(qū)的離子注入劑量為1e15。接下來熱處理圖4所得的結(jié)構(gòu),使得非晶硅轉(zhuǎn)化為多晶

硅。熱處理在800℃、氮?dú)夂脱鯕鈿夥障逻M(jìn)行,熱處理時(shí)間30分鐘。

[0051] 參考圖5,采用NaOH選擇性蝕刻圖4的結(jié)構(gòu),硼重?fù)诫s區(qū)和硼輕摻雜區(qū)在NaOH溶液中的蝕刻速度是不同的,硼重?fù)诫s區(qū)域刻蝕速度慢而硼輕摻雜區(qū)域刻蝕速度快。蝕刻后輕

摻雜的多晶硅的厚度為8nm,蝕刻后重?fù)诫s的多晶硅的厚度為50nm。

[0052] 參考圖6,在重?fù)诫s區(qū)上形成電極500。[0053] 實(shí)施例2[0054] 實(shí)施例2的原理與實(shí)施例1相同,不同之處在于:[0055] 參考圖7-圖11,在形成氧化層之前,先在該第一導(dǎo)電類型襯底100,例如n型硅片,的正面中形成第二導(dǎo)電類型摻雜層600,例如p型摻雜層。摻雜可采用現(xiàn)有手段實(shí)現(xiàn),例如硼

擴(kuò)散或者硼離子注入。之后在第二導(dǎo)電類型摻雜層600上形成該氧化層200。

[0056] 參考圖8-圖11,在氧化層200上形成多晶硅300,之后通過設(shè)置有鏤空區(qū)域的阻擋層結(jié)合離子注入(注入第二導(dǎo)電類型摻雜元素,例如硼元素)在多晶硅中形成硼重?fù)诫s區(qū)

302和硼輕摻雜區(qū)301,并且熱處理離子注入后的結(jié)構(gòu)。

[0057] 之后蝕刻多晶硅和形成電極的步驟參照實(shí)施例1。[0058] 實(shí)施例3[0059] 實(shí)施例3的原理與實(shí)施例2相同,不同之處在于:[0060] 參考圖12,在本實(shí)施例中僅保留重?fù)诫s區(qū)302,輕摻雜的多晶硅被全部蝕刻掉,電極形成于重?fù)诫s區(qū)之上。其余步驟參考實(shí)施例2。

[0061] 在本發(fā)明中多晶硅的輕重?fù)诫s可以形成載流子選擇性電極,減少金屬和硅接觸的復(fù)合。由于多晶硅中不同劑量的摻雜區(qū)域?qū)A性試劑的耐受力不同,能夠形成選擇性刻蝕,

由此在金屬接觸下形成比較厚的多晶硅,而在接受光的部分形成較薄的多晶硅,從而解決

了鈍化和吸光的矛盾。

[0062] 雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,這些僅是舉例說明,本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背

離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下,可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改,但這些變更

和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。



聲明:
“太陽能電池的制作方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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