选择性发射极及其制备方法、太阳能电池和太阳能组件技术

本发明专利技术公开一种选择性发射极及其制备方法、太阳能电池及太阳能组件，涉及太阳能电池领域，用于解决选择性发射极工艺复杂，制造难度大的问题。该制备方法包括：在硅基底至少一面上制绒，得到绒面结构；对绒面结构表面进行掺杂处理，以形成覆盖绒面结构的低浓度掺杂层和覆盖低浓度掺杂层的高浓度掺杂层；位于绒面结构顶部位置上的高浓度掺杂层的厚度大于位于其余位置上高浓度掺杂层的厚度；对高浓度掺杂层的整面进行刻蚀处理，刻蚀厚度大于或等于位于其余位置上的高浓度掺杂层的厚度，以去除其余位置上的高浓度掺杂层，保留顶部位置上剩余的高浓度掺杂层。本方法无需掩膜工序，简化了工艺，无需高浓度掺杂层图形与金属电极图形重叠，降低制造难度。降低制造难度。降低制造难度。

【技术实现步骤摘要】
选择性发射极及其制备方法、太阳能电池和太阳能组件


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种选择性发射极及其制备方法、太阳能电池和太阳能组件。

技术介绍

[0002]太阳能电池的选择性发射极是指在金属电极下及其附近形成形成高浓度掺杂区域，而在其他区域形成低浓度掺杂区域，高浓度掺杂区域的掺杂浓度大于低浓度掺杂区域的掺杂浓度，这样可以减少电池发射极和表面少子复合，增加了发射极的少子寿命，高浓度掺杂区域和低浓度掺杂区域形成高低结，提高电池开路电压，同时选择性发射极不同区域的掺杂浓度既能够降低太阳能电池的因为杂质掺杂导致的俄歇复合，又保证了金属电极与硅基底通过高浓度掺杂区域形成欧姆接触，提升了电池转换效率。
[0003]但制备高浓度掺杂区域和低浓度掺杂区域时，需要使高浓度掺杂区域的图形与金属电极的图形重叠吻合，如此对加工精度要求较高，制造难度较大，通常需要掩膜工序，不仅工序繁琐，而且较高的加工精度会影响产品的良率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种选择性发射极及其制备方法、太阳能电池和太阳能组件，以简化工艺，降低制造难度。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种选择性发射极的制备方法，包括步骤：
[0006]在硅基底的至少一面上制绒，得到绒面结构；
[0007]对绒面结构的表面进行掺杂处理，以形成覆盖绒面结构的低浓度掺杂层和覆盖低浓度掺杂层的高浓度掺杂层；其中，位于绒面结构的顶部位置上的高浓度掺杂层的厚度大于位于绒面结构的其余位置上的高浓度掺杂层的厚度；
[0008]对高浓度掺杂层的整面进行刻蚀处理，刻蚀处理的刻蚀厚度大于或等于位于绒面结构的其余位置上的高浓度掺杂层的厚度，以去除位于绒面结构的其余位置上的高浓度掺杂层，且保留位于绒面结构的顶部位置上剩余的高浓度掺杂层。
[0009]采用上述技术方案的情况下，先在绒面结构的表面整体进行掺杂处理，得到覆盖整面绒面结构的低浓度掺杂层和覆盖整面低浓度掺杂层的高浓度掺杂层，即靠近绒面结构的表层的掺杂浓度较大，远离绒面结构的表层的掺杂浓度较小，由于绒面结构的顶部较底部截面较小，在形成高浓度掺杂层时，绒面结构的顶部位置进入掺杂原子较为集中，更多的掺杂原子都会到达顶部位置使该位置在同样掺杂条件下相对其他区域的掺杂浓度更高，基于菲克第一定律，顶部位置的掺杂速度更高，所以掺杂深度更深，从而使得位于绒面结构的顶部位置上的高浓度掺杂层的厚度大于位于绒面结构的其余位置上的高浓度掺杂层的厚度。之后，对整面高浓度掺杂层进行刻蚀处理，且整面高浓度掺杂层的各区域刻蚀厚度基本一致，但绒面结构的顶部位置的高浓度掺杂层的厚度更厚，刻蚀厚度大于或等于位于绒面结构的其余位置上的高浓度掺杂层的厚度，所以在刻蚀掉同样厚度的高浓度掺杂层后，绒
面结构的其余位置的高浓度掺杂层被去除露出下层的低浓度掺杂层，而绒面结构的顶部位置在刻蚀掉部分厚度高浓度掺杂层后，仍保留剩余厚度高浓度掺杂层，最终使得整个硅基底的所有绒面结构上均形成了只有顶部位置为高浓度掺杂层，其余位置为低浓度掺杂层的选择性发射极。相较于现有的制备高浓度掺杂区域和低浓度掺杂区域，本申请只通过与现有方案中都存在的掺杂工序和刻蚀处理工序即可得到选择性发射极，形成高浓度掺杂层和低浓度掺杂层的过程不需要掩膜工序，因此，简化了工艺，且本申请中的高浓度掺杂层随硅基底上的绒面结构所在位置形成，不需要使高浓度掺杂层的图形与金属电极的图形重叠吻合，因此不需要较高的加工精度，降低了制造难度，提高了产品的良率。
[0010]此外，通过本申请的制备方法得到的选择性发射极在与金属电极导电接触时，不管金属电极的图形如何，只要能够使金属电极与其下方的绒面结构的顶部位置的高浓度掺杂层导电接触即可，能够满足形成欧姆接触的条件。尽管本申请中的高浓度掺杂层离散分布于整个硅基底上，但仅存于绒面结构的顶部位置，所有的高浓度掺杂层在硅基底上的投影面积之和占比相当于绒面结构的顶部位置在整个硅基底上的占比，可达到2％～4％，相比于现有技术中的为了保证金属电极印刷落在高浓度掺杂区域内，高浓度掺杂区域的面积占比6％
‑
10％，本申请的高浓度掺杂层的占比较小，降低了俄歇复合，从而提高了太阳能电池的光电转换效率。
[0011]在一些可能的实现方式中，掺杂处理的最高温度为760℃～800℃范围内的一个数值。在该最高温度下进行掺杂处理时，能够在硅基底的绒面结构上形成靠近表层为高浓度掺杂层，远离表层为低浓度掺杂层的掺杂结构，高浓度掺杂层和低浓度掺杂层的厚度满足后续刻蚀处理的需求。如果温度低于该温度范围，则可能形不成表层为高浓度掺杂层的掺杂结构，如果温度高于该温度范围，则可能形成的掺杂结构中高浓度掺杂层的厚度太深，不利于后续刻蚀去除。
[0012]在一些可能的实现方式中，掺杂处理为热扩散掺杂工艺、离子注入掺杂工艺或掺杂源涂布推进工艺。不管采用何种掺杂方式，只要能够在硅基底上形成表层为高浓度掺杂层，远离表层为低浓度掺杂层的掺杂结构即可。
[0013]在一些可能的实现方式中，当掺杂处理为热扩散掺杂工艺时，对绒面结构的表面进行掺杂处理包括：将掺杂源气体通入扩散掺杂设备中，热扩散掺杂工艺的最高温度为760℃～800℃范围内的一个数值，掺杂源气体包括氮气、氧气和掺杂剂。
[0014]采用上述技术方案的情况下，将携带有氧气和掺杂剂的氮气通入扩散掺杂设备中，在最高扩散温度760℃～800℃的范围内对绒面结构进行热扩散掺杂，掺杂剂在该温度下掺杂进入硅基底的表面，形成表层为高浓度掺杂层和远离表层的低浓度掺杂层。
[0015]在一些可能的实现方式中，掺杂处理后，在所述绒面结构的所述其余位置上形成的所述高浓度掺杂层的厚度位于5nm～10nm的范围内，在所述绒面结构上形成的所述低浓度掺杂层的厚度位于120nm～150nm的范围内。
[0016]在一些可能的实现方式中，对高浓度掺杂层的整面进行刻蚀处理的刻蚀厚度位于5nm～10nm的范围内。
[0017]在一些可能的实现方式中，刻蚀处理后，保留在绒面结构的顶部位置上剩余的高浓度掺杂层在硅基底上的投影面积之和占硅基底的一面面积的2％～4％。尽管本申请中的高浓度掺杂层离散分布于整个硅基底上，但仅存于绒面结构的顶部位置，所有的高浓度掺
杂层在硅基底上的投影面积之和占比相当于绒面结构的顶部位置在整个硅基底上的占比，可达到2％～4％，相比于现有技术中的为了保证金属电极印刷落在高浓度掺杂区域内，高浓度掺杂区域的面积占比6％
‑
10％，本申请的高浓度掺杂层的占比较小，降低了俄歇复合，从而提高了太阳能电池的光电转换效率。
[0018]在一些可能的实现方式中，对高浓度掺杂层的整面进行刻蚀处理包括：使用浓度为1.5％～4％的氢氧化钾溶液对高浓度掺杂层的整面进行刻蚀处理。在该浓度的氢氧化钾溶液下，能够保证将高浓度掺杂层去除掉，仅保留绒面结构的顶部位置的高浓度掺杂层，如果浓度较小，在刻蚀处理时，可能会在其余位置残留高浓度掺杂层，不利于减小俄歇复合，如果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种选择性发射极的制备方法，其特征在于，包括步骤：在硅基底的至少一面上制绒，得到绒面结构；对所述绒面结构的表面进行掺杂处理，以形成覆盖所述绒面结构的低浓度掺杂层和覆盖所述低浓度掺杂层的高浓度掺杂层；其中，位于所述绒面结构的顶部位置上的所述高浓度掺杂层的厚度大于位于所述绒面结构的其余位置上的所述高浓度掺杂层的厚度；对所述高浓度掺杂层的整面进行刻蚀处理，所述刻蚀处理的刻蚀厚度大于或等于位于所述绒面结构的所述其余位置上的高浓度掺杂层的厚度，以去除位于所述绒面结构的所述其余位置上的所述高浓度掺杂层，且保留位于所述绒面结构的所述顶部位置上剩余的所述高浓度掺杂层。2.根据权利要求1所述的选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述掺杂处理的最高温度为760℃～800℃范围内的一个数值。3.根据权利要求1或2所述的选择性发射极的制备方法，其特征在于，所述掺杂处理为热扩散掺杂工艺、离子注入掺杂工艺或掺杂源涂布推进工艺。4.根据权利要求3所述的选择性发射极的制备方法，其特征在于，当所述掺杂处理为热扩散掺杂工艺时，所述对所述绒面结构的表面进行掺杂处理包括：将掺杂源气体通入扩散掺杂设备中，在最高温度为760℃～800℃的范围内对所述绒面结构的表面进行热扩散掺杂；其中，所述掺杂源气体包括氮气、氧气和掺杂剂。5.根据权利要求1所述的选择性发射极的制备方法，其特征在于，掺杂处理后，在所述绒面结构的所述其余位置上形成的所述高浓度掺杂层的厚度位于5nm～10nm的范围内，在所述绒面结构上形成的所述低浓度掺杂层的厚度位于120nm～150nm的范围内。6.根据权利要求1所述的选择性发射极的制备方法，其特征在于，对所述高浓度掺杂层的整面进行刻蚀处理的刻蚀厚度位于5nm～10nm的范围内。7.根据权利要求1所述的选择性发射极的制备方法，其特征在于，刻蚀处理后，保留在所述绒面结构的所述顶部位置上的剩余的所述高浓度掺杂层在所述硅基底上的投影面积之和占所述硅基底的一面面积的2％～...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇晖，赵赞良，王武林，史晨燕，
申请(专利权)人：宁夏隆基乐叶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：