專利名稱：太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，特別涉及太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)及其制備方法。
背景技術(shù)：
低成本、高效率的太陽能電池(簡(jiǎn)稱“電池”)是工業(yè)化電池生產(chǎn)的方向，而選擇性發(fā)射極電池?zé)o疑是實(shí)現(xiàn)高效率電池的重要方法之一。選擇性發(fā)射極電池的結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)首先和金屬化區(qū)域接觸的襯底形成重?fù)诫s 區(qū)，非金屬區(qū)域形成輕摻雜區(qū)。目的是在保證金屬半導(dǎo)體接觸質(zhì)量的情況下，降低發(fā)射極的復(fù)合速率，提高藍(lán)波段的內(nèi)量子效率，提高短路電流密度和開壓。選擇性發(fā)射極具有良好的金屬接觸，金屬化區(qū)域重?fù)诫s區(qū)節(jié)深大，燒結(jié)過程中金屬等雜質(zhì)不容易進(jìn)入耗盡區(qū)形成深能級(jí)；金屬化高復(fù)合域和光照區(qū)域分離，載流子復(fù)合低，橫向高低結(jié)前場(chǎng)作用明顯，有利于光生載流子收集等優(yōu)點(diǎn)。目前實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)射極電池的主要方法有掩膜二次擴(kuò)散和一次重?cái)U(kuò)散后利用掩膜保護(hù)重?cái)U(kuò)散區(qū)進(jìn)行化學(xué)腐蝕形成輕摻雜區(qū)。但是這兩種方法工藝相對(duì)復(fù)雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供工藝簡(jiǎn)單、成本較低的太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)及其制備方法。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明米用的第一種技術(shù)方案為一種太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)，包括P型晶體硅襯底，上表面分布有間斷的輕摻雜區(qū)，所述輕摻雜區(qū)的間斷處設(shè)有n++重?fù)诫s區(qū)。進(jìn)一步地，所述襯底的厚度為160微米至220微米。本發(fā)明采用的第二種技術(shù)方案為一種太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟(I)提供p型晶體硅片作為半導(dǎo)體襯底；(2)在半導(dǎo)體襯底表面在820至900°C的環(huán)境下重?cái)U(kuò)散形成n++重?fù)诫s區(qū)(又稱重?fù)诫s發(fā)射極)；(3)在n++重?fù)诫s區(qū)上形成掩膜阻隔層；(4)利用等離子體干法刻蝕n++重?fù)诫s區(qū)，在掩膜阻隔層以外的區(qū)域形成輕摻雜區(qū)(又稱淺發(fā)射極)。進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體襯底的電阻率為I至6Q !!，襯底的厚度為160微米至220微米。進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，以液態(tài)POCl3S原料擴(kuò)散形成n++重?fù)诫s區(qū)，該n++重?fù)诫s區(qū)的方塊電阻為20至60ohm/ 口。進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，還包括在常溫下用重量百分比1%至10%的氫氟酸清洗n++重?fù)诫s區(qū)0. 5至lOmin，去除n++重?fù)诫s區(qū)表面的磷硅玻璃。進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，使用噴墨印刷抗蝕劑作為掩膜阻隔層，然后烘干。更進(jìn)一步地，烘干溫度為100至350°C，烘干后的掩膜阻隔層的高度為5至20um，寬度為100至 500um。進(jìn)一步地，所述輕摻雜區(qū)的方塊電阻為70至140ohm/ 口。進(jìn)一步地，所述步驟(4)中，還包括先去除掩膜阻隔層，再清洗等離子體干法刻蝕后在硅片表面形成的殘留物。有益效果本發(fā)明采用一步擴(kuò)散工藝，相對(duì)二次擴(kuò)散工藝流程更簡(jiǎn)單，并避免二次高溫造成的損傷；采用抗蝕劑作為掩膜阻隔層，通過等離子體選擇性的刻蝕在沒有掩膜阻隔層的區(qū)域形成輕摻雜區(qū)，和化學(xué)濕法刻蝕相比，工藝更加穩(wěn)定，易控制，腐蝕更均勻；等離子體干法刻蝕減少了環(huán)境污染，降低了廢液處理的成本。


圖I為p型晶體硅片作為半導(dǎo)體襯底的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為形成n++重?fù)诫s區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為形成掩膜阻隔層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為形成輕摻雜區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。如圖I所示，提供p型多晶硅片為半導(dǎo)體襯底1，電阻率為 cm。襯底的厚度190 ±30微米。如圖2所示，在多晶硅襯底I表面之上，以液態(tài)POCl3S原料在860±40°C的高溫下重?cái)U(kuò)散形成n++重?fù)诫s區(qū)2, n++重?fù)诫s區(qū)的方塊電阻宜控制在2(T60ohm/ □,然后常溫下用重量百分比1%至10%的HF，清洗時(shí)間為0. 5 lOmin，去除n++重?fù)诫s區(qū)表面的磷硅玻3 。如圖3所示，在n++重?fù)诫s區(qū)2上使用噴墨印刷AZ4620抗蝕劑作為掩膜阻隔層3，在n++重?fù)诫s區(qū)表面形成電極柵線區(qū)，以100-350°C烘干后掩膜阻隔層的高度5-20um，寬度100_500umo如圖4所示，使用等離子體干法刻蝕，在掩膜阻隔層3以外的區(qū)域，形成輕摻雜區(qū)4，刻蝕氣體包括但不限于SF6和O2的混合氣體，例如CF4和O2或NF3和O2等亦可，以SF6和O2的混合氣體為例，SF6氣體流量200-3000sccm，O2氣體流量20-1000sccm，壓強(qiáng)10_80pa，功率3-20kw，刻蝕時(shí)間10-300S，刻蝕后的淺發(fā)射極方塊電阻宜控制在7(Tl40ohm/ □，量測(cè)49點(diǎn)方塊電阻值的方差可以控制在10以內(nèi)，比化學(xué)腐蝕形成的方塊電阻均勻性好，進(jìn)一步提高了效率。之后先用嘧啶酮化合物剝離液將抗蝕劑去除，然后使用重量百分比1%至10%的HF去除等離子刻蝕后在硅片表面形成的殘留物，后者的時(shí)間為5 20分鐘。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)，包括P型晶體硅襯底，上表面分布有間斷的輕摻雜區(qū)，所述輕摻雜區(qū)的間斷處設(shè)有η++重?fù)诫s區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)，其特征在于所述襯底的厚度為160微米至220微米。
3.一種太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟 (1)提供P型晶體硅片作為半導(dǎo)體襯底； (2)在半導(dǎo)體襯底表面在820至900°C的環(huán)境下重?cái)U(kuò)散形成η++重?fù)诫s區(qū)； (3)在η++重?fù)诫s區(qū)上形成掩膜阻隔層； (4)利用等離子體干法刻蝕η++重?fù)诫s區(qū)，在掩膜阻隔層以外的區(qū)域形成輕摻雜區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于所述半導(dǎo)體襯底的電阻率為I至6 Ω · cm，襯底的厚度為160微米至220微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，以液態(tài)POCl3為原料擴(kuò)散形成η++重?fù)诫s區(qū),該η++重?fù)诫s區(qū)的方塊電阻為20 至 60ohm/ □。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，還包括在常溫下用重量百分比1%至10%的氫氟酸清洗η++重?fù)诫s區(qū)O. 5至IOmin,去除η++重?fù)诫s區(qū)表面的磷娃玻璃。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中，使用噴墨印刷抗蝕劑作為掩膜阻隔層，然后烘干。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于烘干溫度為100至350°C，烘干后的掩膜阻隔層的高度為5至20um，寬度為100至500um。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于所述輕摻雜區(qū)的方塊電阻為70至140ohm/ 口。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于所述步驟(4)中，還包括先去除掩膜阻隔層，再清洗等離子體干法刻蝕后在硅片表面形成的殘留物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)，包括p型晶體硅襯底，上表面分布有間斷的輕摻雜區(qū)，所述輕摻雜區(qū)的間斷處設(shè)有n++重?fù)诫s區(qū)。本發(fā)明還公開了一種太陽能電池的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟提供p型晶體硅片作為半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底表面在820至900℃的環(huán)境下重?cái)U(kuò)散形成n++重?fù)诫s區(qū)；在n++重?fù)诫s區(qū)上形成掩膜阻隔層；利用等離子體干法刻蝕n++重?fù)诫s區(qū)，在掩膜阻隔層以外的區(qū)域形成輕摻雜區(qū)。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、成本較低。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102709350SQ20121023188
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者張海濤, 朱召義, 王明介, 繆燕, 范麗冰, 邢國(guó)強(qiáng), 陳同銀, 馬杰華 申請(qǐng)人:合肥海潤(rùn)光伏科技有限公司