[发明专利]硅片太阳能电池的非酸性各向同性回蚀

说明书

优先权权利要求

本申请要求2012年5月9日提交的第61/644,730号美国专利申请的优先权。

发明领域

本发明一般地涉及太阳能电池制造，并且更特别地涉及硅片太阳能电池的回蚀的方法和系统。

公开背景

硅片太阳能电池是用于光伏太阳能电池的工业制造的主要技术之一。目前的硅片太阳能电池制造技术使用硅片和包括蚀刻硅片太阳能电池的各种制造技术。例如，在硅片太阳能电池的制造工艺的几个工艺步骤期间能使用化学蚀刻，例如发射体回蚀工艺步骤、PSG污染物去除后工艺步骤和寄生结去除工艺步骤。

发射体回蚀是部分去除硅片上的发射体层的方法。通常进行该方法以最佳化掺杂剂表面浓度，例如大量去除在同轴(in-line)或管扩散发射体中存在的被称为“表面死层”的掺杂表面层，或者在硼扩散中存在的掺杂剂贫化或富集区域。回蚀还允许从低薄层电阻前体发射体形成高薄层电阻发射体，例如，形成均质或选择性发射体。在选择性发射体的情况下，通常掩蔽回蚀以产生选择性蚀刻从而产生发射体薄层电阻的图案。

发射体回蚀溶液通常为酸性的并且基于氢氟酸-(HF)，例如氢氟酸:硝酸(HF-HNO₃)溶液。然而，这些溶液代表显著安全危害并且需要复杂的废物处理。此外，这些溶液还去除诸如SiN_x和SiO_x的电介质，使它们对于使用电介质掩模的掩蔽的蚀刻不相容。

使用同轴扩散的发射体(ILDE)的太阳能电池制造是用于发射体形成的低成本工业方法。在通过该方法形成发射体和随后在HF中去除PSG之后，发射体表面覆盖有难以去除的污染物。这些表面污染物降低了太阳能电池的电性能。常规方法使用扩大和/或较高浓度HF-基蚀刻以去除这些表面污染物，其并不总是完全有效的并且存在上述安全危害和电介质去除缺点。

在标准太阳能电池上的发射体或p-n结形成期间，通过例如，热扩散将掺杂剂浸入硅片的向阳光一侧表面。然而，通常非故意将掺杂剂浸入晶片的相对面和边缘由此形成寄生结。寄生结导致分流(shunt)，其降低太阳能电池的效率。

去除分流的一种方法是化学蚀刻掉寄生结。标准方法是使用HF:HNO₃基蚀刻剂的冷却溶液的单面蚀刻以去除寄生结。还可将硫酸(H₂SO₄)或醋酸加入至溶液。由于HF-基溶液还蚀刻电介质(例如，SiN_x、SiO_x)，有必要在方法的SiN_x钝化步骤之前进行必要的寄生结去除。

因此，需要克服常规蚀刻工艺步骤的这些缺点的太阳能电池制造方法，例如提供与电介质相容的回蚀溶液并且不具有HF基蚀刻工艺步骤中存在的安全危害。此外，从随后的详细描述和附加权利要求，结合附图和本公开背景，其他期望的特征和特性将变得明显。

概述

根据详细描述，提供了太阳能电池的制造方法。所述方法包括使用包含氢氧化钾(KOH)和次氯酸钠(NaOCl)的溶液蚀刻硅片太阳能电池的掺杂表面。可替代地，溶液能包含氢氧化钠(NaOH)和NaOCl。

根据另一方面，提供了另一种硅片太阳能电池的制造方法。所述方法包括使用包含氢氧化钾(KOH)和次氯酸钠(NaOCl)的溶液以当去除多孔硅时同时回蚀硅片太阳能电池的发射体层。

根据其他方面，提供了另一种硅片太阳能电池的制造方法。所述方法包括使用包含氢氧化钾(KOH)和次氯酸钠(NaOCl)的溶液以当抛光硅片发射体层的表面时同时回蚀硅片太阳能电池的发射体层。

附图简述

附图，其中同样的附图标记是指在单独视图中的相同或功能相似的元件并且其连同下面的详细描述并入和形成本说明书的一部分，用以例示各个实施方案并且用以说明本发明的各个原理和优点。

图1包括图1A和1B例示了用于硅片太阳能电池制造的常规扩散技术，其中图1A例示了管扩散且图1B例示了同轴扩散。

图2例示了用于硅片太阳能电池制造的常规扩散后工艺流程。

图3例示了包括发射体回蚀的用于硅片太阳能电池制造的更详细的常规扩散后工艺流程。

图4包括图4A、4B、4C和4D，描述了硅片太阳能电池上扩散后发射体回蚀方法的图示，其中图4A为描述回蚀之前的晶片的图表且图4B为描述回蚀之后的晶片的图，并且其中图4C为描述本实施方案的PSG去除之后和回蚀之前的晶片的扫描电子显微镜(SEM)显微照片且图4D为描述本实施方案的回蚀之后的晶片的SEM显微照片。