CN101771103A - 二段式太阳能电池的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种二段式太阳能电池制造方法，包括：制造基板；进行杂质植入后进行扩散；或进行扩散后进行杂质植入；所述杂质植入步骤包括：在基板上设置一遮挡物，所述遮挡物具有预设的图案开口，所述开口贯穿所述遮挡物；在遮挡物下方植入杂质，并使位于所述开口处的杂质浓度高于位于非开口处的杂质浓度；在表面形成反射防止膜并形成电极。本发明通过采用遮挡物实现控制不同区域植入不同浓度的掺杂离子，使电极下方形成高浓度层，其他区域形成低浓度层。本发明提出的方法，能够采用一次植入及扩散，实现与现有的二段式太阳能电池相同的技术参数，具有更好的接触电阻、较高的转换效率，同时又能减少生产工艺步骤、降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池的制造方法，特别是指一种二段式太阳能电池的制造方法。
背景技术
随着人类的科学技术的发展，人类社会对于能源的依赖越来越严重。而煤炭、石油等能源又是不可再生的，因此现代科学技术对于太阳能这种清洁、高效、可再生的能源越来越重视。
太阳能电池是将太阳能转化为电能的设备，随着半导体技术的发展，太阳能电池技术也发展迅速。
早期的太阳能电池是采用组合热扩散法与网版印刷法的方法。在p型硅上用以热扩散法形成n型扩散层。该方法仅采用一次热扩散，步骤简单，但不能有效降低接触电阻，无法得到较高的转换效率。
目前采用的二段式太阳能电池的制造方法是采用两次掩膜热扩散。即：先在电极下方形成高浓度扩散层；然后是使受光面其余部分形成低浓度扩散层。电极下方含有高浓度掺杂剂的高浓度扩散层(也就是射极层)，获得低欧姆接触。同时降低受光面的其他部分扩散层的表面浓度，抑制受光面的电极以外的部分的表面再结合以及射极内的再结合。
这种二段式太阳能电池制造方法的缺点是：最少要进行二次的掩模热扩散工艺，不仅烦杂且增加成本。
发明内容
针对现有技术中的上述缺陷和问题，本发明的目的是提出一种二段式太阳能电池制造方法，能够具有更好的接触电阻、较高的转换效率，同时又能减少生产工艺步骤、降低成本。
本发明提出了一种二段式太阳能电池制造方法，包括：
步骤1、制造基板；
步骤2、进行杂质植入后进行扩散；或进行扩散后进行杂质植入；所述杂质植入步骤包括：在基板上设置一遮挡物，所述遮挡物具有预设的图案开口，所述开口贯穿所述遮挡物；在遮挡物下方植入杂质，使位于所述开口处的杂质浓度高于位于非开口处的杂质浓度；
步骤3、在表面形成反射防止膜并形成电极。
作为上述技术方案的优选，所述步骤1具体为：
步骤11、将基板以碱性溶液进行清洗，并通过蚀刻祛除表面的切片损伤；
步骤12、在基板表面形成纹路。
作为上述技术方案的优选，在步骤12中，在基板表面形成纹路的方法可以为：通过湿蚀刻在基板表面形成凹凸的纹路；或是通过反应离子蚀刻法形成随机纹路。
作为上述技术方案的优选，所述步骤2具体为：
步骤21、在遮挡物下方植入杂质，并使位于所述开口处杂质浓度高于位于非开口处的杂质浓度；
步骤22、进行扩散，并使位于遮挡物开口处的杂质浓度高于位于非开口处的杂质浓度。
作为上述技术方案的优选，所述步骤2还可以具体为：
步骤21’、进行扩散；
步骤22’、利用遮挡物，在遮挡物下方植入杂质，并使位于所述开口处的杂质浓度高于位于非开口处的杂质浓度。
作为上述技术方案的优选，所述步骤2中进行扩散的方法可以为：
通过涂布含有杂质的浆料后进行热扩散；或通过三氯氧磷POCl3气相扩散。
作为上述技术方案的优选，步骤2与步骤3之间还包括：
步骤2’、去除所述遮挡物。
作为上述技术方案的优选，所述步骤3具体为：
步骤31、在表面通过沉积或等离子体CVD法或真空蒸渡法形成反射防止膜，所述反射防止膜为氮化硅膜或氧化膜或二氧化钛膜或氧化锌膜或氧化锡膜；
步骤32、使用网版印刷法或真空蒸镀法或溅镀法生成电极。
作为上述技术方案的优选，所述基板为P型基板，所述杂质为N型杂质；或是基板为N型基板；所述杂质为P型杂质。
本发明提出了一种二段式太阳能电池制造方法，包括：制造基板；进行杂质植入后进行扩散；或进行扩散后进行杂质植入；所述杂质植入步骤包括：在基板上设置一遮挡物，所述遮挡物具有预设的图案开口，所述开口贯穿所述遮挡物；在遮挡物下方植入杂质，并使位于所述开口处形成高浓度杂质层；所述扩散步骤为在所述遮挡物非开口区域形成低浓度杂质层，并使位于所述开口处的杂质浓度高于位于非开口处的杂质浓度；在表面形成反射防止膜并形成电极。本发明通过采用遮挡物实现控制不同区域植入不同浓度的掺杂离子，使电极下方形成高浓度层，其他区域形成低浓度层；且采用遮挡物代替传统的氧化掩模层作为离子植入的阻挡层，省去了氧化掩模层的生长步骤和离子植入后氧化掩模层的清洗步骤。本发明提出的方法，能够采用一次植入及扩散，实现与现有的二段式太阳能电池相同的技术参数，具有更好的接触电阻、较高的转换效率，同时又能减少生产工艺步骤、降低成本。
附图说明
图1为应用本发明优选实施例提出的方法在P型基板上形成纹路后的结构示意图；
图2为应用本发明优选实施例提出的方法在P型基板上形成挡板后的结构示意图；
图3为应用本发明优选实施例提出的另一种方法在P型基板上形成挡板后的结构示意图；
图4为应用本发明优选实施例提出的方法在挡板下植入N型杂质后的结构示意图；
图5为应用本发明优选实施例提出的方法去除挡板进行扩散后的结构示意图；
图6为应用本发明优选实施例提出的方法在表面形成反射防止膜后的结构示意图；
图7为应用本发明优选实施例提出的方法形成电极后的结构示意图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明做进一步说明。
本发明提出了一种二段式太阳能电池制造方法，其第一优选实施例包括：
步骤1、制造基板；
步骤2、进行杂质植入后进行扩散；或进行扩散后进行杂质植入；所述杂质植入步骤包括：在基板上设置一遮挡物，所述遮挡物具有预设的图案开口，所述开口贯穿所述遮挡物；在遮挡物下方植入杂质，形成高浓度杂质层。结合杂质植入和扩散，使位于所述开口处的杂质浓度高于位于非开口处的杂质浓度；
步骤3、在表面形成反射防止膜并形成电极。
本发明的上述实施例能够以一次植入和扩散制造出太阳能电池，而且相比较二段式方法制造出来的太阳能电池，其具有相同的技术参数，具有更好的接触电阻、较高的转换效率，同时又能减少生产工艺步骤、降低成本。
作为上述技术方案的优选，本发明第二优选实施例是由第一优选实施例改进而来，即第一优选实施例中的所述步骤1具体为：
步骤11、将基板以碱性溶液进行清洗，并通过蚀刻祛除表面的切片损伤；
步骤12、在基板表面形成纹路。
作为上述技术方案的优选，本发明第三优选实施例是由第二优选实施例改进而来，即第一优选实施例中的步骤12中，在基板表面形成纹路的方法可以为：通过湿蚀刻在基板表面形成凹凸的纹路；或是通过反应离子蚀刻法形成随机纹路。在基板上形成纹路可以使可见光在受光面上进行二次以上的反射，降低可见光的反射率。
作为上述技术方案的优选，所述步骤2具体为：
步骤21、在遮挡物下方植入N型杂质，并使位于所述开口处形成高浓度N型杂质层；
步骤22、进行扩散，并使位于遮挡物下方所述开口处N型杂质浓度高于位于非开口处的N型杂质浓度。
作为上述技术方案的优选，所述步骤2还可以具体为：
步骤21’、进行扩散；
步骤22’、在遮挡物下方植入N型杂质，并使位于所述开口处的N型杂质浓度高于位于非开口处的N型杂质浓度。
作为上述技术方案的优选，所述步骤2中进行扩散的方法可以为：
通过涂布含有N型杂质的浆料后进行热扩散；或通过三氯氧磷POCl3气相扩散。
作为上述技术方案的优选，步骤2与步骤3之间还包括：
步骤2’、去除所述遮挡物。采用遮挡物代替传统的氧化掩模层作为离子植入的阻挡层，省去了氧化掩模层的生长步骤和离子植入后氧化掩模层的清洗步骤。
作为上述技术方案的优选，所述步骤3具体为：
步骤31、在表面通过沉积或等离子体CVD法或真空蒸渡法形成反射防止膜，所述反射防止膜为氮化硅膜或氧化膜或二氧化钛膜或氧化锌膜或氧化锡膜；
步骤32、使用网版印刷法或真空蒸镀法或溅镀法生成电极。
作为上述技术方案的优选，所述基板为P型基板，所述杂质为N型杂质；也可以是所述基板为N型基板，所述杂质为P型杂质。
由上述优选实施例可以看出，是通过在P型基板上植入N型杂质，也可以通过在N型基板上植入P型杂质来实现。
下面结合附图，以P型基板上植入N型杂质为例进行说明：
步骤a、将P型基板以碱性溶液进行清洗，并通过蚀刻祛除表面的切片损伤；
步骤b、通过湿蚀刻在P型基板表面形成凹凸的纹路；或是通过酸蚀刻或反应离子蚀刻法形成随机纹路；基板表面形成纹路，可降低可见光的反射率，以使可见光在受光面上进行二次以上的反射，减小损耗；其纹路如图1所示；
步骤c、在P型基板表面设置一遮挡物，设置遮挡物的形式既可以是如图2所示的将遮挡物放置于基板表面，也可以是如图3所示的将遮挡物与基板隔开一定距离设置；所述遮挡物具有预设的图案开口，所述开口贯穿所述遮挡物；在遮挡物下方植入N型杂质(如磷P)，并使位于所述开口处形成高浓度的杂质层；如图4所示，由于在步骤d中在遮挡物表面形成了贯穿遮挡物的开口，在植入N型杂质时在开口处N型杂质的浓度就会高于非开口处；
步骤d、如图4所示，进行高温扩散；当然，如前所述，对杂质进行活化的方法还可以为通过涂布含有N型杂质(例如铝Al)的浆料后进行热扩散，或通过三氯氧磷(POCl3)气相扩散；其中步骤c和步骤d的顺序可换；
步骤e、如图5所示，去除遮挡物；采用遮挡物代替传统的氧化掩模层作为离子植入的阻挡层，省去了氧化掩模层的生长步骤和离子植入后氧化掩模层的清洗步骤；
步骤f、如图6所示，在表面形成反射防止膜，这层膜也兼做表面保护膜，厚度在70nm～100nm左右；可以采用沉淀氮化硅的方式形成反射防止膜，也可以采用等离子体CVD法或是真空蒸镀法来形成反射防止膜，膜的材料除了氮化硅外，还可以为氧化膜、二氧化钛膜、氧化锌或氧化锡等材料均可；
步骤g、如图7所示，在表面形成电极；电极的形成可以采用真空蒸渡法、溅镀法、网版印刷法。
其中步骤g中，以网版印刷法为例：首先采用网版印刷设备在不透光的背面涂布浆料，浆料可以为铝一类的金属，并使之干燥；在受光面采用网版印刷设备以梳妆电极图样的印刷版印刷上银电极，并使之干燥；这样形成的电极位于高浓度区域上，厚度一般为80nm左右。最后通过热处理进行烧结，形成BSF层、背面电极以及表面梳妆电极。
当然，采用上述优选技术方案只是为了便于理解而对本发明进行的举例说明，本发明还可有其他实施例，本发明的保护范围并不限于此。在不背离本发明精神及其实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种二段式太阳能电池制造方法，包括：
步骤制造基板；
步骤2、进行杂质植入后进行扩散；或进行扩散后进行杂质植入；所述杂质植入步骤包括：在基板上设置一遮挡物，所述遮挡物具有预设的图案开口，所述开口贯穿所述遮挡物；在遮挡物下方植入杂质，并使位于所述开口处的杂质浓度高于位于非开口处的杂质浓度；
步骤3、在表面形成反射防止膜并形成电极。
2.根据权利要求1所述的二段式太阳能电池制造方法，其特征在于，所述步骤1具体为：
步骤11、将基板以碱性溶液进行清洗，并通过蚀刻祛除表面的切片损伤；
步骤1在基板表面形成纹路。
3.根据权利要求2所述的二段式太阳能电池制造方法，其特征在于，在步骤12中，在基板表面形成纹路的方法可以为：通过湿蚀刻在基板表面形成凹凸的纹路；或是通过反应离子蚀刻法形成随机纹路。
4.根据权利要求1所述的二段式太阳能电池制造方法，其特征在于，所述步骤2具体为：
步骤21、在遮挡物下方植入杂质，并使位于所述开口处杂质浓度高于位于非开口处的杂质浓度；
步骤22、进行扩散，并使位于遮挡物开口处的杂质浓度高于位于非开口处的杂质浓度。
5.根据权利要求1所述的二段式太阳能电池制造方法，其特征在于，所述步骤2还可以具体为：
步骤21’、进行扩散；
步骤22’、利用遮挡物，在遮挡物下方植入杂质，并使位于所述开口处的杂质浓度高于位于非开口处的杂质浓度。
6.根据权利要求1所述的二段式太阳能电池制造方法，其特征在于，所述步骤2中进行扩散的方法可以为：
通过涂布含有杂质的浆料后进行热扩散；或通过三氯氧磷POCI3气相扩散。
7.根据权利要求1所述的二段式太阳能电池制造方法，其特征在于，步骤2与步骤3之间还包括：
步骤2’、去除所述遮挡物。
8.根据权利要求1所述的二段式太阳能电池制造方法，其特征在于，所述步骤3具体为：
步骤31、在表面通过沉积或等离子体CVD法或真空蒸渡法形成反射防止膜，所述反射防止膜为氮化硅膜或氧化膜或二氧化钛膜或氧化锌膜或氧化锡膜；
步骤32、使用网版印刷法或真空蒸镀法或溅镀法生成电极。
9.根据权利要求1至8任一项所述的二段式太阳能电池制造方法，其特征在于，所述基板为P型基板，所述杂质为N型杂质；或是基板为N型基板；所述杂质为P型杂质。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20100707 |