【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种具有抛光隔离区结构的tbc太阳能电池的制备方法。
技术介绍
1、 ibc太阳能电池为交叉指式背接触电池，其电池正面无金属栅线，发射极和背场以及对应的正负金属电极呈叉指状集成在电池的背面；这种结构可避免金属栅线电极对光线的遮挡，可充分利用入射光，减少光学损失，具有更高的短路电流，从而有效提高电池的光电转换效率。其中，tbc太阳能电池是ibc太阳能电池中的一种。
2、为了避免短路，tbc太阳能电池背面的n区（磷扩散区）与p区（硼扩散区）之间均设有绝缘的隔离区。目前，tbc太阳能电池隔离区的结构通常呈现为凹槽型（即隔离区的高度低于磷扩散层和硼扩散层），且通常在隔离区的硅片表面设有金字塔绒面，如图9所示。申请人发现，在硅片背面隔离区表面制绒形成金字塔绒面，不利于增加入射光在硅基体内的反射，从而限制电池 isc。
3、此外，当前制备tbc太阳能电池通常需要在硅片背面先沉积一层本征多晶硅层，接着通过硼扩散工艺将其转化为硼扩散层，然后再沉积一层本征多晶硅层，再通过磷扩散工艺将其转化为磷扩散层。上述方法的缺点是在两次沉积本征多晶硅层的过程中，容易出现热应力分布不均，从而导致硅片翘曲、碎片等，会显著影响产品的性能和良品率。并且两次沉积本征多晶硅层也会大幅提高特气用量，从而增加成本。
4、综上，进一步优化电池隔离区的结构以进一步提升电池的 isc；同时简化电池制备工艺以提升电池性能、提高良品率以
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种具有抛光隔离区结构的tbc太阳能电池的制备方法。首先，本专利技术将具有金字塔绒面的常规隔离区结构改进为凸出于硅片背面的抛光隔离区结构，可增加入射光在硅基体内的反射，从而提升电池 isc，同时，由于初始隔离区被掩膜层保护住，后续不受湿法腐蚀破坏，可使隔离区与硼/磷扩散层高度差较小，有利于硅基底内部载流子横向传输，提升 ff；其次，本专利技术通过优化工艺步骤，实现了单次沉积本征多晶硅层即可得到tbc太阳能电池，可有效提升产品的性能和良品率，并同时显著降低生产成本。
2、本专利技术的具体技术方案为：本专利技术提供了一种具有抛光隔离区结构的tbc太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、硅片双面抛光。
4、 s2、背面形成隧穿氧化层、本征多晶硅层、掩膜层。
5、设置本征多晶硅层的目的是为后续硼扩散和磷扩散提供基础，设置掩膜层的目的是在后续硼扩散和磷扩散过程中阻挡掺杂原子进入其底部的本征多晶硅层。
6、 s3、开槽去除硼扩散设计区域的掩膜层。
7、对预先设计的硼扩散区域进行开槽区，去除该区域的掩膜层后，在后续硼扩散过程中硼原子可扩散至其该区域的本征多晶硅层。
8、 s4、碱清洗去除开槽区残余掩膜层以使该区域本征多晶硅层充分暴露。
9、 s5、硼扩散，使硼扩散设计区域的本征多晶硅层的内层、表层分别转为硼扩散层和bsg层。
10、在上述硼扩散过程中，s3未开槽区域由于掩膜层的保护，可有效阻挡硼原子进入到本征多晶硅层，而只将硼扩散区域暴露的本征多晶硅层的内层、表层分别转化为硼扩散层、bsg层。
11、 s6、保留隔离区设计区域的掩膜层，开槽去除磷扩散设计区域的掩膜层。
12、对预先设计的磷扩散区域进行开槽，去除该区域的掩膜层后，在后续磷扩散过程中磷原子可扩散至该区域的本征多晶硅层，使其转变为磷扩散层。而保留隔离区设计区域的掩膜层，目的是为后续形成凸出于硅片背面的抛光隔离区结构做铺垫，此外，s5硼扩散形成的bsg层也可有效阻挡磷扩散过程中磷原子进入底部硼扩散层中。
13、 s7、碱清洗去除s6开槽区残余掩膜层以使该区域本征多晶硅层充分暴露。而硼扩散层区域、隔离区设计区域底部的沉积层由于表面分别有bsg层、掩膜层保护，可避免被碱腐蚀破坏。
14、 s8、磷扩散，使磷扩散设计区域的本征多晶硅层的内层、表层分别转为磷扩散层、psg层。
15、在上述磷扩散过程中，由于硼扩散层、隔离区的本征多晶硅层表面分别受bsg层、掩膜层保护，因此磷原子无法扩散进入，而只将磷扩散设计区域暴露的本征多晶硅层的内层、表层分别转化为磷扩散层、psg层。
16、 s9、去除硅片正面及侧面绕镀层。
17、 s10、湿法清洗及正面制绒，硅片正面形成金字塔绒面，酸洗去除残留掩膜层、psg层和bsg层，形成凸出于硅片背面的抛光隔离区。
18、在上述s10过程中，由于硅片正面已去完绕镀层无氧化区域存在，在制绒过程中可形成有效陷光绒面（即金字塔绒面）；而对于硅片背面全区域分别存在psg层/掩膜层/bsg层，由此可阻挡碱的腐蚀不被破坏。在清洗制绒后，通过酸洗去除硅片背面残留的掩膜层、psg层和bsg层，形成具有交叉接触结构的硼扩散层与磷扩散层，以及凸出于硅片背面的抛光隔离区。该抛光隔离区即为位于硼扩散层与磷扩散层之间的未被转型的本征多晶硅层，起到绝缘作用，且该隔离区表面为抛光平面，与常规金字塔绒面的隔离区相比，可增加入射光在硅基体内的反射，提升电池 isc；同时，由于初始隔离区被掩膜层保护住，后续不受湿法腐蚀破坏，可使隔离区与硼/磷扩散层高度差较小，有利于硅基底内部载流子横向传输，提升 ff。
19、 s11、双面镀膜，双面镀膜后在硅片正/背面生成钝化减反层。
20、 s12、丝网印刷、烧结、光注入，得到tbc太阳能电池。
21、综上，首先，本专利技术将具有金字塔绒面的常规隔离区结构改进为凸出于硅片背面的抛光隔离区结构，可增加入射光在硅基体内的反射，从而提升电池 isc。
22、 其次，本专利技术通过优化工艺步骤，实现了单次沉积本征多晶硅层即可得到tbc太阳能电池， 可避免多次沉积本征多晶硅层引起的热应力分布不均匀导致产品性能和良品率降低等方面问题；此外采用一次本征多晶硅层沉积还可以大幅减少特气用量，降低生产成本。
23、 作为优选，s2中，所述掩膜层通过pecvd方式形成，条件为：反应气体为n2o、sih4，反应温度400~500℃，n2o的流量为9000~11000 sccm，sih4的流量为1000~5000 sccm，功率为3000~20000 w，沉积时间为100~3000 s，掩膜层厚度为30~300 nm。
24、作为优选，s2中，所述掩膜层也可通过紫外氧化激光处理形成：
25、先在氧浓度20~40%，紫外激光波长300~400 nm条件下生成掩膜层雏形；
【技术保护点】
1.一种具有抛光隔离区结构的TBC太阳能电池的制备方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：S2中，所述掩膜层通过PECVD方式形成，条件为：反应气体为N2O、SiH4，反应温度400~500℃，N2O的流量为9000~11000 sccm，SiH4的流量为1000~5000 sccm，功率为3000~20000 W，沉积时间为100~3000 s，掩膜层厚度为30~300 nm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：S2中，所述掩膜层也可通过紫外氧化激光处理形成：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：S2中，所述紫外氧化激光处理的条件具体为：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：S2中，所述隧穿氧化层的沉积条件为：O2流量10000~80000 sccm，反应温度400~800℃，时间200~1000 s，隧穿氧化层厚度2~10nm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：S2中，所述本征多晶硅层的沉积条件为：SiH4流量300~2000 sccm，反应
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：S3中，采用激光图形化开槽去除硼扩散设计区域的掩膜层。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：S5中，所述硼扩散的条件为：温度800～950℃，扩散时间5～50 min，BCl3流量50~500 sccm，O2流量500~2000 sccm；氧化推进温度900～1050℃，O2流量5000~30000 sccm，推进时间30～80 min，生成厚30~70 nm的BSG层。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：S6中，采用激光图形化开槽去除磷扩散设计区域的掩膜层。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：S8中，所述磷扩散的条件为：温度750～850℃，扩散时间5～30 min，POCl3由氮气携带其流量在500~1200 sccm，O2流量500~1000sccm；氧化推进温度850～950℃，O2流量1000~10000 sccm，推进时间20～60 min，生成厚30~70 nm的PSG层。
...【技术特征摘要】
1.一种具有抛光隔离区结构的tbc太阳能电池的制备方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：s2中，所述掩膜层通过pecvd方式形成，条件为：反应气体为n2o、sih4，反应温度400~500℃，n2o的流量为9000~11000 sccm，sih4的流量为1000~5000 sccm，功率为3000~20000 w，沉积时间为100~3000 s，掩膜层厚度为30~300 nm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：s2中，所述掩膜层也可通过紫外氧化激光处理形成：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：s2中，所述紫外氧化激光处理的条件具体为：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：s2中，所述隧穿氧化层的沉积条件为：o2流量10000~80000 sccm，反应温度400~800℃，时间200~1000 s，隧穿氧化层厚度2~10nm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：s2中，所述本征多晶硅层的沉积条件为：sih4流量300~2000 sccm，反应温度500~700℃，时...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴成坤，徐君，任勇，陈德爽，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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