一种硼掺杂选择性发射极的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种硼掺杂选择性发射极的制备方法及应用，所述硼掺杂选择性发射极的制备方法包括在制绒后的硅片表面沉积BSG层，接着在BSG层表面局部覆盖掩膜层，使掩膜层的覆盖区域与硅片表面的金属电极印刷区域一致，然后对硅片进行高温推进，最后将硅片上的BSG层和掩膜层去除。本发明专利技术的硼掺杂选择性发射极的制备方法，其在沉积BSG层后只需局部覆盖掩膜层，能在不去除BSG层的条件下高温推进即可制备SE结构。备SE结构。

【技术实现步骤摘要】
一种硼掺杂选择性发射极的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及光伏领域，具体涉及一种硼掺杂选择性发射极的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]由于具有少子寿命高、温度系数低以及无B
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O复合导致的光热诱导衰减等优点，N型晶硅电池已成为新一代高效太阳能电池的重点发展方向，也越来越受到业界的关注。目前较为成熟的N型晶硅电池主要包括N
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PERT、N
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PERL、N
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TOPCon和N
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IBC等结构电池。
[0003]选择性发射极结构(Selective Emitter，简称SE)是通过在电极接触区域进行重掺杂，电极之间进行轻掺杂，实现对发射极区域的优化，这样便可降低金属电极和硅片之间的接触电阻，同时还能降低扩散层区域的载流子复合，增强电池的输出电压和电流，从而能显著提升电池效率。
[0004]磷的SE结构目前已在工业生产中得以应用，但是硼SE结构还没有得到有效应用。目前行业中也有一些针对硼SE结构的制备方法，主要分为以下两大类：(1)通过掩膜法结合二次硼扩的方法制备硼SE结构，主要是通过在硅衬底预先长掩膜层，然后对局部区域进行刻蚀形成窗口，之后进行一次硼扩散形成重掺，去掉掩膜后再二次硼扩散形成轻掺杂，该方法过程相对较为复杂，生产成本较高，难以在工业化中得以应用；(2)激光SE法，主要是通过沉积或涂抹硼源后再通过局部区域的激光推进实现重掺，其他未打激光区域实现轻掺，进而实现SE结构，由于硼的扩散所需激活能较高，需要较高的激光能量才能足以使得硼进行有效推进，这个过程激光不可避免会对基底硅产生较大烧蚀损伤，既会影响绒面结构，同时带来复合损伤，影响电池效率提升。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的缺陷，本专利技术的一个目的在于提供一种硼掺杂选择性发射极的制备方法，在制绒后的硅片表面沉积BSG层，接着在BSG层表面局部覆盖掩膜层，使掩膜层的覆盖区域与硅片表面的金属电极印刷区域一致，然后对硅片进行高温氧化推进，最后将硅片上的BSG层和掩膜层去除。
[0006]优选的，所述在制绒后的硅片表面沉积BSG层，包括如下步骤：将制绒后的硅片置于管式或者链式硼扩散炉中进行BSG沉积和轻微推进，使硅片表面获得一层BSG层和较浅的硼结。
[0007]优选的，所述在制绒后的硅片表面沉积BSG层，包括如下步骤：将制绒后的硅片置于CVD、PECVD等可实现BSG沉积的设备中进行BSG沉积，使硅片表面获得一层BSG层。
[0008]优选的，所述掩膜层为耐高温抗氧化膜，在温度800
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1200℃下能保持良好的阻隔氧气的能力。
[0009]进一步优选的，所述耐高温抗氧化膜选自氮化硅层、氮氧化硅层、氮化硼层、氧化硅层、有机硅树脂层、耐高温陶瓷层中的任意一种。
[0010]优选的，所述在BSG层表面局部覆盖掩膜层，包括如下步骤：在BSG层表面局部区域
丝网印刷浆料或者激光转印浆料，在该局部区域形成掩膜层，该局部区域与硅片表面的金属电极印刷区域一致。
[0011]优选的，所述在BSG层表面局部覆盖掩膜层，包括如下步骤：在BSG层表面局部区域通过CVD或PECVD等可沉积掩膜层的设备，在沉积过程中采用模板覆盖在BSG表面直接在局部区域形成掩膜层，该局部区域与硅片表面的金属电极印刷区域一致。
[0012]优选的，所述在BSG层表面局部覆盖掩膜层，包括如下步骤：在BSG层表面全部区域通过CVD或PECVD等可沉积掩膜层的设备沉积掩膜层，再丝网印刷腐蚀浆料腐蚀部分区域的掩膜层，未被腐蚀的区域与硅片表面的金属电极印刷区域一致。
[0013]优选的，采用链式扩散炉对硅片进行高温氧化推进，链式扩散炉设置恒温区，恒温区的温度控制在800
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1200℃，硅片在恒温区高温氧化推进200
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1000s。
[0014]优选的，采用管式扩散炉对硅片进行高温氧化推进，高温氧化推进时，管式扩散炉中通入氮气和氧气。
[0015]进一步优选的，管式扩散炉的温度控制在800
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1200℃，高温氧化推进的时间为200
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3000s。
[0016]优选的，采用RTP炉对硅片进行高温氧化推进，高温氧化推进时，RTP炉中通入氮气和氧气。
[0017]进一步优选的，RTP炉的温度控制在800
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1200℃，高温氧化推进的时间为200
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1000s。
[0018]优选的，采用含有HF的清洗液将硅片上的BSG层和掩膜层去除。
[0019]本专利技术的另一目的在于提出一种N型电池的制备方法，包括上述硼掺杂选择性发射极的制备方法。
[0020]本专利技术的优点和有益效果在于：提供一种硼掺杂选择性发射极的制备方法，在沉积BSG层后只需局部覆盖掩膜层，能在不去除BSG层的条件下高温推进即可制备SE结构。
[0021]本专利技术通过选择性的在BSG层表面局部区域(即金属电极印刷区域，以下简称电极区)覆盖掩膜层，对后续高温推进时电极区的硼向环境气氛中扩散起到抑制作用。具体的：在高温推进的过程中，由于电极区覆盖有掩膜层，该掩膜层为耐高温抗氧化膜，选自氮化硅(SiNx)层、氮氧化硅(SiOxNy)层、氮化硼层、氧化硅层、有机硅树脂层或耐高温陶瓷层，能抑制电极区硅表面和BSG层中的硼往环境气氛(空气)中扩散逸出，从而使电极区有更多的硼源往硅衬底中扩散，电极区获得的硼浓度较高且结深较深；由于非电极区没有覆盖掩膜层，高温氧化推进过程中，非电极区硅表面和BSG层中的硼会大量往环境气氛中扩散逸出，非电极区获得的硼浓度较低和且结深较浅；利用电极区和非电极区的差异便能制备出选择性发射极。
[0022]若采用管式扩散炉或者RTP炉进行高温氧化推进，可向管式扩散炉或者RTP炉通入一定比例的氮气和氧气，在有氧气的环境中，能促进非电极区BSG层中的硼往环境气氛中扩散。
[0023]本专利技术具有如下特点：
[0024]1、本专利技术工艺步骤少，成本低，沉积BSG层后只需在电极区覆盖掩膜层(氮化硅层、氮氧化硅层、氮化硼层、氧化硅层或有机硅树脂层)，在不去除BSG层的条件下高温推进即可制备SE结构。
[0025]2、本专利技术可行性高，可以直接利用现有产业设备。
[0026]3、本专利技术可使用链式推进，相对管式能增加产能。
[0027]4、本专利技术应用前景广。
具体实施方式
[0028]下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0029]实施例1
[0030]本实施例提供一种硼掺杂选择性发射极的制备方法，在制绒后的硅片表面沉积BSG(硼硅玻璃)层，然后在BSG层表面局部区域(即金属电极印刷区域，以下简称电极区)覆盖掩膜层(氮化硅层、氮氧化硅层、氮化硼层、氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硼掺杂选择性发射极的制备方法，其特征在于，在制绒后的硅片表面沉积BSG层，接着在BSG层表面局部覆盖掩膜层，使掩膜层的覆盖区域与硅片表面的金属电极印刷区域一致，然后对硅片进行高温氧化推进，最后将硅片上的BSG层和掩膜层去除。2.根据权利要求1所述的硼掺杂选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述在制绒后的硅片表面沉积BSG层，包括如下步骤：将制绒后的硅片置于管式或者链式硼扩散炉中进行BSG沉积和轻微推进，使硅片表面获得一层BSG层和较浅的硼结。3.根据权利要求1所述的硼掺杂选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述在制绒后的硅片表面沉积BSG层，包括如下步骤：将制绒后的硅片置于CVD、PECVD等可实现BSG沉积的设备中进行BSG沉积，使硅片表面获得一层BSG层。4.根据权利要求1所述的硼掺杂选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述掩膜层为耐高温抗氧化膜，在温度800
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1200℃下能保持良好的阻隔氧气的能力。5.根据权利要求4所述的硼掺杂选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述耐高温抗氧化膜选自氮化硅层、氮氧化硅层、氮化硼层、氧化硅层、有机硅树脂层和耐高温陶瓷层中的任意一种。6.根据权利要求1所述的硼掺杂选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述在BSG层表面局部覆盖掩膜层，包括如下步骤：在BSG层表面局部区域丝网印刷浆料或者激光转印浆料，在该局部区域形成掩膜层，该局部区域与硅片表面的金属电极印刷区域一致。7.根据权利要求1所述的硼掺杂选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述在BSG层表面局部覆盖掩膜层，包括如下步骤：在BSG层表面局部区域通过CVD或PECVD等可沉积掩膜层的设备，在沉积过程中采用模板覆盖在BSG表面直接在局部区域形成掩膜层，该局部区域与硅片表面的金属电极印刷区域一...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹育红，符黎明，
申请(专利权)人：常州时创能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：