[发明专利]一种高效P型晶体硅刻槽埋栅电池的制备方法

权利要求书

1.一种高效P型晶体硅刻槽埋栅电池的制备方法，其特征在于：其工艺流程包括：P型硅衬底单晶硅激光开槽-制绒并对其清洗-正面扩散形成PN结-选择性发射极形成以及去背结和磷硅玻璃-双面镀膜-背面局部区域开膜-电极制作。

2.根据权利要求1所述的一种高效P型晶体硅刻槽埋栅电池的制备方法，其特征在于：具体步骤包括：

(a)：P型硅衬底单晶硅激光单面开槽

选择电阻率为0.3 ??cm~10 ??cm的P型硅片，激光的脉冲能量在0.05uJ~0.8uJ，频率在50KHz~5000KHz的条件下，采用ns激光器在在衬底一侧开槽，槽宽为5um~50um，深为5um~100um，线间距为0.5mm~1.5mm；

(b)：制绒并对其清洗

用浓度为0.5%~2%的氢氧化钠溶液在75℃~80℃时对P型单晶硅表面进行化学腐蚀，制备出三角形的陷光结构绒面，然后将浓度为10%~12%的盐酸和浓度为8%~10%氢氟酸混合后对绒面进行清洗，除去表面杂质；

(c)：正面扩散形成PN结

在温度为600-900℃的扩散炉中，采用POCl₃进行磷扩散，使P型晶体硅的扩散面方阻为20-90ohm/sq；或者先在刻槽面注入磷源，在离子束能量为15keV、离子注入量为105cm^-2后，再在温度为800-1000℃的退火炉中退火，退火后的P型晶体硅方阻为20-90 ohm/sq；

(d)：选择性发射极形成以及去背结和磷硅玻璃

用喷头在开槽部位喷上宽度为5μm~70μm掩膜，再在单面刻蚀的设备中，将浓度为8%~10%的氢氟酸和浓度为35%~40%的硝酸混合后，在常温下刻蚀硅片的背面和侧面，然后通过浓度为7%~12%的氢氟酸和浓度为35%~40%的硝酸混合溶液在温度为2℃~10℃时对硅片的刻槽面进行腐蚀，使得无掩膜区的方阻为70~150 ohm/sq，然后去除掩膜和表面的磷硅玻璃，最后再烘干；

(e)双面镀膜

正面镀上厚度为50nm~100nm的氮化硅膜，背面镀上厚度为50nm~100nm的复合膜；

 (f)背面局部区域开膜

采用激光方法对背面开膜，去除复合膜层，开膜的图形是孔径为50um~400um的圆，或者是宽度为20~200um的线，开膜率为50%~90%，开膜完成后对其清洗并烘干；或在背面印刷默克BES浆料去除该区域的复合膜层的方法开膜，开膜的图形是孔径为50um~400um的圆，或者是宽度为20~200um的线，开膜率为50%~90%，完成后对其清洗并烘干；

 (g)电极制作

采用丝网印刷的方法在电池的背面印刷银铝浆而形成电池的正极，采用喷墨打印的方法在电池的正面开槽处喷印宽为5um~60um，高为5um~100um的杜邦17F浆料或者杜邦18A浆料形成电池的负极，然后在温度为400℃~800℃的烧结炉中进行共烧；或采用丝网印刷的方法在电池的背面印刷银铝浆而形成电池的正极，采用喷墨打印的方法在电池的正面开槽处喷印宽为5um~60um，高为1um~100um的镍层形成电池的负极，在温度为400℃~800℃的烧结炉中进行共烧，烧结后再在负极表面用导电胶粘贴一层宽度为5um~200um的铜带；或采用丝网印刷的方法在电池的背面印刷银铝浆而形成电池的正极，采用喷墨打印的方法在电池的正面开槽处喷印宽为5um~60um，高为1um~100um的镍层形成电池的负极，在温度为400℃~800℃的烧结炉中进行共烧，烧结后，电池片通过电镀的方式在镍层上镀一层起导电作用的铜层，或者通过喷墨打印的方法在镍层上喷印一层起导电作用的铜层，铜层的厚度为5 um ~30um，宽度为5 um ~90um。

3.根据权利要求2所述的一种高效P型晶体硅刻槽埋栅电池的制备方法，其特征在于：步骤c中所述的扩散面和刻槽面位于同一侧。

4.根据权利要求2所述的一种高效P型晶体硅刻槽埋栅电池的制备方法，其特征在于：步骤d中所述的掩膜的宽度大于或等于PN结一侧凹槽的宽度。

5.根据权利要求2所述的一种高效P型晶体硅刻槽埋栅电池的制备方法，其特征在于：步骤e和步骤f中所述的复合膜为氧化硅和氮化硅复合膜，氧化铝和氮化硅复合膜，氧化硅、氧化铝和氮化硅复合膜中的任意一种。