IBC电池制备方法技术

本发明专利技术公开了一种IBC电池制备方法，所述方法包括如下步骤：制绒；沉积扩散掩膜层；背面P+定义区域制作；P+区域硼扩散形成背结；去除硅片表面剩余的扩散掩膜层；对硅片背面定义为N+的掺杂区域印刷磷掺杂浆料；制备前表面场：高温条件下利用POCL3在硅片的上表面形成前表面场，在利用POCL3进行磷扩散形成前表面场的过程中，磷掺杂浆料在高温条件下进入衬底形成N+区域；在硅片正面和背面沉积钝化减反射层；金属电极制作。所述方法只需要一次磷扩散工艺，就可以同步制备具有不同掺杂浓度的前场和背场区域，简化IBC电池的制作工艺流程，降低生产成本，便于规模化推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池的制备方法
，尤其涉及一种IBC电池制备方法。
技术介绍
IBC(interdigitatedbackcontact)电池出现于20世纪70年代，是最早研究的背结电池，最初主要应用于聚光系统中。电池选用N型衬底材料，前后表面均覆盖一层热氧化膜，以降低表面复合。在制作过程中需要利用光刻技术在电池背面分别进行磷、硼局部扩散，形成有指状交叉排列的P区、N区、以及位于其上方的P+区、N+区域。相对于常规的太阳电池，IBC电池的优势主要表现在以下几个方面：（1）电池的正负电极呈交叉指状分布在电池的背面，完全消除了正面栅线电极的遮光损失，从而提高的了光生电流。（2）由于IBC电池的正负极均在电池背面，封装组件时，电池片之间的连接均在背面接触，降低了电池到组件的电阻损耗，使电池到组件的损耗降到最小。（3）正面没有金属栅线，不需要考虑降低接触电阻，表面钝化可以做的更好。（4）IBC电池的基体材料一般采用N型晶体硅，N型基体的硼含量较低，因此由硼氧对造成的光致衰减没有P型基体材料明显，对封装后的组件的效率提升明显。IBC电池的核心问题是如何在电池背面制备出质量较好、呈叉指状间隔排列的P区和N区，常规的IBC电池选用N型衬底材料，利用光刻技术，在掩膜保护的条件下通过高温热扩散形成不同的掺杂区域（P区和N区）；由于P-N结位于电池的背面，光生载流子的产生主要在前表面产生，载流子需要穿过整个硅片的厚度达到背面才能被收集。一般要求正面钝化较好，目前一般在前表面形成一个N+N的高低结（前表面场）提高钝化效果。并且在制作前场时需要对背面进行掩膜保护。所以IBC电池的制作需要多次的掩膜和高温扩散过程，且后续的高温扩散对已扩散完成的区域的表面浓度和深度都有一定影响。常规制作IBC电池的背交叉结构是使用光刻技术，在电池背面分别进行磷、硼局部扩散，形成叉指状交叉排列的P区和N区，这种方法可控性很差，无法精确的对工艺进行控制。此外光刻技术成本较高，且高温扩散需要多次掩膜保护和高温过程，步骤较多，操作过程较难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种IBC电池制备方法，所述方法只需要一次磷扩散工艺就可以同步制备具有不同掺杂浓度的前场和背场区域，简化IBC电池的制作工艺流程，降低生产成本，便于规模化推广。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种IBC电池制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：1）制绒：选取N型硅衬底材料，去除硅衬底材料表面的损伤层，然后对其进行表面结构化处理，在其表面形成绒面；2）沉积扩散掩膜层：对制绒后的硅片双面沉积SiO2，在硅片的上下表面形成扩散掩膜层；3）背面P+定义区域制作：去除背面p+定义区域上面的扩散掩膜SiO2；4）P+区域硼扩散形成背结：利用三溴化硼在高温条件下对硅片进行扩散，在硅片背面的相应位置形成P型区域；5）去除硅片表面剩余的扩散掩膜层；6）对硅片背面定义为N+的掺杂区域印刷磷掺杂浆料；7）制备前表面场：高温条件下利用POCL3在硅片的上表面形成前表面场，在利用POCL3进行磷扩散形成前表面场的过程中，磷掺杂浆料在高温条件下进入衬底形成N+区域，通过磷掺杂浆料和磷扩散结合同步形成不同掺杂浓度的背场和前场；8）在硅片正面和背面沉积钝化减反射层；9）金属电极制作：在硅片背面的N+背场和P+背结区域印刷金属栅线，并利用烧结工艺形成欧姆接触。优选的，所述的步骤1）具体为：选取电阻率在3Ω·cm-12Ω·cm的N型硅衬底材料，利用化学腐蚀去除硅片表面的损伤层，然后对进行表面结构化处理，在其表面形成倒金字塔的绒面。优选的，所述的步骤2）中，利用PECVD对硅片双面沉积SiO2，厚度50nm-150nm。优选的，所述的步骤3）中，利用激光或者印刷腐蚀浆料，去除背面p+定义区域上面的扩散掩膜SiO2。优选的，所述的步骤4）中，背面形成的P型区域方阻控制在30Ω/□-150Ω/□。优选的，所述的步骤5中），利用HF溶液对硅片双面的SiO2以及在硼扩散过程中形成的硼硅玻璃层。优选的，所述的步骤6）中，磷掺杂浆料采用印刷或者喷墨打印的方式制备。优选的，所述步骤7）中，前表面场的方阻控制在80Ω/□-200Ω/□，背场的方阻为50Ω/□-100Ω/□，在磷扩散过程中为防止在磷扩散过程中POCL3进入背面发射极区域破坏背结，采用将硅片背靠背放置。优选的，所述步骤8）中，钝化减反射层的制备材料为SiO2、Al2O3、SiNx，厚度为50nm-150nm。优选的，所述步骤9）中，利用丝网印刷的方式硅片背面的N+背场和P+背结区域印刷金属栅线。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述方法基于磷掺杂浆料技术，通过对IBC的背场印刷磷掺杂浆料，利用磷扩散制备前场的高温退火作用同步制备具有不同掺杂浓度的背场和前场，简化IBC电池的制作工艺流程，降低生产成本，便于规模化推广。附图说明图1是硅衬底的结构示意图；图2是硅衬底经过本专利技术实施例所述方法的步骤2）处理后的结构示意图；图3是硅衬底经过本专利技术实施例所述方法的步骤3）处理后的结构示意图；图4是硅衬底经过本专利技术实施例所述方法的步骤4）处理后的结构示意图；图5是硅衬底经过本专利技术实施例所述方法的步骤5）处理后的结构示意图；图6是硅衬底经过本专利技术实施例所述方法的步骤6）处理后的结构示意图；图7是硅衬底经过本专利技术实施例所述方法的步骤7）处理后的结构示意图；图8是硅衬底经过本专利技术实施例所述方法的步骤8）处理后的结构示意图；图9是硅衬底经过本专利技术实施例所述方法的步骤9）处理后的结构示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术公开了一种BC电池制备方法，所述方法包括如下步骤：1）制绒：选取电阻率在3Ω·cm-12Ω·cm的N型硅衬底材料，利用化学腐蚀去除硅片表面的损伤层，然后对进行表面结构化处理，在其表面形成倒金字塔绒面，衬底材料的结构如图1所示。2）沉积扩散掩膜：一般利用PECVD对硅片的双面沉积SiO2，厚度50nm-150nm，沉积扩散掩膜后的硅片的结构如图2所示。3）背面P+定义区域制作：利用激光、或者印刷腐蚀浆料，去除背面p+定义区域上面的扩散掩膜SiO2，经过该步骤处理后的硅片结构如图3所示。4）P+区域硼扩散形成背结：利用三溴化硼在高温条件下对硅片进行扩散，在硅片背面的相应区域形成P型区域，方阻控制在30Ω/□-150Ω/□，经过该步骤处理后的硅片结构如图4所示。5）去除硅片表面的扩散掩膜层，利用HF溶液对硅片双面的SiO2以及在硼扩散过程中形成的硼硅玻璃层，经过该步骤处理后的硅片结构如图5所示。6）对硅片背面定义N+掺杂区域印刷磷掺杂浆料，磷掺杂浆料可以采用印刷或者喷墨打印本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IBC电池制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：1）制绒：选取N型硅衬底材料，去除硅衬底材料表面的损伤层，然后对其进行表面结构化处理，在其表面形成绒面；2）沉积扩散掩膜层：对制绒后的硅片双面沉积SiO2，在硅片的上下表面形成扩散掩膜层；3）背面P+定义区域制作：去除背面p+定义区域上面的扩散掩膜SiO2；4）P+区域硼扩散形成背结：利用三溴化硼在高温条件下对硅片进行扩散，在硅片背面的相应位置形成P型区域；5）去除硅片表面剩余的扩散掩膜层；6）对硅片背面定义为N+的掺杂区域印刷磷掺杂浆料；7）制备前表面场：高温条件下利用POCL3在硅片的上表面形成前表面场，在利用POCL3进行磷扩散形成前表面场的过程中，磷掺杂浆料在高温条件下进入衬底形成N+区域，通过磷掺杂浆料和磷扩散结合同步形成不同掺杂浓度的背场和前场；8）在硅片正面和背面沉积钝化减反射层；9）金属电极制作：在硅片背面的N+背场和P+背结区域印刷金属栅线，并利用烧结工艺形成欧姆接触。

【技术特征摘要】
1.一种IBC电池制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：1）制绒：选取N型硅衬底材料，去除硅衬底材料表面的损伤层，然后对其进行表面结构化处理，在其表面形成绒面；2）沉积扩散掩膜层：对制绒后的硅片双面沉积SiO2，在硅片的上下表面形成扩散掩膜层；3）背面P+定义区域制作：去除背面p+定义区域上面的扩散掩膜SiO2；4）P+区域硼扩散形成背结：利用三溴化硼在高温条件下对硅片进行扩散，在硅片背面的相应位置形成P型区域；5）去除硅片表面剩余的扩散掩膜层；6）对硅片背面定义为N+的掺杂区域印刷磷掺杂浆料；7）制备前表面场：高温条件下利用POCL3在硅片的上表面形成前表面场，在利用POCL3进行磷扩散形成前表面场的过程中，磷掺杂浆料在高温条件下进入衬底形成N+区域，通过磷掺杂浆料和磷扩散结合同步形成不同掺杂浓度的背场和前场；8）在硅片正面和背面沉积钝化减反射层；9）金属电极制作：在硅片背面的N+背场和P+背结区域印刷金属栅线，并利用烧结工艺形成欧姆接触。2.如权利要求1所述的IBC电池制备方法，其特征在于，所述的步骤1）具体为：选取电阻率在3Ω·cm-12Ω·cm的N型硅衬底材料，利用化学腐蚀去除硅片表面的损伤层，然后对进行表面结构化处理，在其表面形成倒金字塔的绒面。3.如权利要求1所述的IBC电池制备方法，其特征在于，所述的步骤2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大伟，翟金叶，王子谦，李锋，史金超，宋登元，
申请(专利权)人：英利能源中国有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13