[发明专利]一种N型单晶硅衬底PN结反型层电池及其制造方法

权利要求书

1.一种N型单晶硅衬底PN结反型层电池，其特征在于：它包括：N型单晶硅衬底（1）、前电极、背电极、前表面三氧化二铝薄膜（3）和氮化硅薄膜（4）；

所述前电极包括：局域硼扩散区（2）、Ti/Pb薄膜（6）和前表面金属电极（7）；

所述背电极包括：背表面金属电极（5）和背表面三氧化二铝薄膜（8）；

所述 N型单晶硅衬底（1）前表面附着前表面三氧化二铝薄膜（3），前表面三氧化二铝薄膜（3）外附着氮化硅薄膜（4）；N型单晶硅衬底（1）前表面上设有凹槽，凹槽内设置前电极，前电极从内而外依次设有：局域硼扩散区（2）、Ti/Pb薄膜（6）和前表面金属电极（7）；N型单晶硅衬底（1）背面设有背电极，背电极中背表面三氧化二铝薄膜（8）附着于N型单晶硅衬底（1）的背表面，并且背表面三氧化二铝薄膜（8）上设有凹槽，背表面金属电极（5）穿过凹槽与N型单晶硅衬底（1）连接。

2.根据权利要求1所述的一种N型单晶硅衬底PN结反型层电池，其特征在于：N型硅片的电阻率为0.3 ??cm~ 6 ??cm。

3.根据权利要求1所述的一种N型单晶硅衬底PN结反型层电池的制造方法，其特征在于：该制造方法的具体步骤如下：

(A)准备N型单晶硅衬底；

(B)采用氢氧化钠或氢氧化钾溶液对N型单晶硅衬底表面绒面化，在N型单晶硅衬底的表面制备出金字塔形状的陷光结构，并用盐酸和氢氟酸的混合溶液进行化学清洗；氢氧化钠或氢氧化钾溶液的浓度范围为0. 5%～2.5%；盐酸和氢氟酸混合溶液中，盐酸：氢氟酸配比为1:2 ～1:3；盐酸和氢氟酸混合溶液的浓度为0.8% 至1.2%；

(C)在N型单晶硅衬底上热生长二氧化硅薄膜：二氧化硅薄膜在800℃ ～1200℃的水蒸气的气氛中热生长，热生长的二氧化硅薄膜厚度为：300nm～500nm；

(D)对N型单晶硅衬底表面的二氧化硅薄膜光刻，二氧化硅薄膜上刻出扩硼槽，为局域硼扩散做准备；

     (E)高温硼扩散：通过扩硼槽在N型单晶硅衬底前表面形成局域硼扩散区；高温硼扩散在扩散炉中进行，扩散炉中温度为900℃～1200℃；上述局域硼扩散区的电阻为50 Ohm/Ω～70hm/Ω；

(F)采用氢氟酸除去N型单晶硅衬底表面的二氧化硅薄膜；氢氟酸浓度为：0.5%～3%；

(G)在N型单晶硅衬底的前表面和背面制备20nm ～50nm三氧化二铝薄膜；三氧化二铝薄膜制备温度为200℃～500℃，采用原子层沉积（ALD）或者等离子化学气相沉积（PECVD）的方法；

(H)在N型单晶硅衬底的前表面制备氮化硅薄膜；即在N型单晶硅衬底的前表面采用等离子化学气相沉积（PECVD）的方法制备73nm~79nm厚的氮化硅薄膜；

(I) 铺光刻胶，并在扩硼槽的上方光刻开槽，形成光刻槽；

(J)制备前电极；

(K)制备背电极。

4.根据权利要求3所述的一种N型单晶硅衬底PN结反型层电池的制造方法，其特征在于：所述步骤（J）可采用下述方法制备前电极：

（Ja1）在N型单晶硅衬底的前表面蒸镀Ti金属薄膜和Pb 金属薄膜； 

(Ja2)剥离光刻胶；同时在光刻胶表面的Ti金属薄膜和Pb 金属薄膜也被剥离下来，保留光刻槽内的Ti金属薄膜和Pb 金属薄膜；

(Ja3) 采用电镀或者化学镀的方法在Ti金属薄膜和Pb 金属薄膜的上方电镀银。

5.根据权利要求3所述的一种N型单晶硅衬底PN结反型层电池的制造方法，其特征在于：所述步骤（J）可采用下述方法制备前电极：

（Jb1）在N型单晶硅衬底的前表面蒸镀Ti金属薄膜、Pb 金属薄膜和Ag薄膜；

（Jb2）剥离光刻胶；同时在光刻胶表面的Ti金属薄膜和Pb 金属薄膜也被剥离下来，保留光刻槽内的Ti金属薄膜、Pb 金属薄膜和Ag薄膜。

6.根据3所述的一种N型单晶硅衬底PN结反型层电池的制造方法，其特征在于：所述步骤（K）采用下列步骤制备背电极：

(K1)将N型单晶硅衬底背面的三氧化二铝薄膜开孔；

(K2)在开孔背面的三氧化二铝薄膜上蒸镀背面金属电极；

(K3)退火。