[发明专利]一种太阳能电池的双面扩散方法

说明书

本发明的一种太阳能电池的双面扩散方法，包括：将两个晶圆的背面相对贴合放置在晶舟中；对两个晶圆的正面进行第一掺杂元素扩散，在晶圆正面形成第一扩散层，同时在晶圆背面和边缘形成第一杂质层；去除第一杂质层；将两个晶圆的正面相对贴合放置在晶舟中；对两个晶圆的背面进行第二掺杂元素扩散，在晶圆背面形成第二扩散层，同时在晶圆正面和边缘形成第二杂质层；去除第二杂质层。本发明的双面扩散方法，不仅与现有工艺设备相兼容，有利于实现工业化大规模生产；并且，相比于现有的工艺，无需另外增加晶圆边缘刻蚀的步骤，简化了制备工艺，进一步降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种太阳能电池的双面扩散方法。

背景技术

随着社会工业的发展，常规的化石燃料日益消耗，可持续能源成为最有潜力的替代能源，其中，太阳能是最具环保的能源之一。偶遇硅材料在地壳中的储量丰富，并且晶硅太阳能电池相比于其他类型的太阳能电池，具有优异的电学性能和机械性能，因此，晶硅太阳能电池在光伏领域占据着重要的地位。

传统的晶硅太阳能电池的制备工艺中，双面扩散方法既可以对非受光面进行吸杂，提高太阳能电池的电压输出，又能使太阳能电池的两面都能够接收到入射光，从而提高太阳能电池的输出功率。

目前双面扩散方法主要有以下三种：

方法一：采用离子注入的方法，离子注入设备昂贵、产量低，且离子注入工艺会对硅片造成严重的晶格损伤，即使通过后续的退火工艺也无法完全消除。

方法二：采用涂层携带杂质元素来进行扩散：例如，在掺硼面涂覆含硼原子的液体；高温硼扩散；在硅片的掺磷面涂覆含磷原子的液体；高温磷扩散。该方法中液体涂覆操作麻烦，产量低。

方法三：采用气态源进行扩散，通过惰性气体携带磷源、或硼源进行气相双面扩散。该方法工艺简单，产量高，成为现在业界普遍采用的方法。

请参阅图1，为现有的采用气态源进行双面扩散的方法的流程示意图，以N型硅衬底为例，其具体包括以下步骤：

步骤L01：对晶圆进行双面硼扩散工艺；

步骤L02：双面沉积氮化硅薄膜；

步骤L03：正面沉积二氧化硅薄膜；

步骤L04：采用热磷酸去除半导体衬底背面的氮化硅薄膜；

步骤L05：再对半导体衬底背面进行磷扩散形成N⁺层；

步骤L06：采用氢氟酸溶液去除上述二氧化硅薄膜和正面的氮化硅薄膜；

步骤L07：刻蚀去除由于上述磷扩散在硅片侧面边缘形成的扩散层。

可以看出，该方法需要多次制备掩膜及清洗，工艺步骤繁琐，成本较高。

因此，上述3种双面扩散方法由于设备昂贵、成本高、工艺步骤复杂，不利于工业化生产、以及不利于和现有工艺相兼容，目前仍主要应用于实验研究阶段，较难应用在规模化生产中。并且这三种方法扩散完成后只能采用干法刻蚀的方法进行边缘刻蚀。然而，边缘干法刻蚀会造成太阳能电池的漏电现象加重，从而导致产量降低，目前已经很少使用；而相比于干法刻蚀，边缘湿法刻蚀形成的太阳能电池的漏电水平低，产量高。

发明内容

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种工艺简单、成本低且可实现工业化大规模生产的太阳能电池的双面扩散方法，通过两次扩散过程-化学腐蚀过程交替进行，实现晶圆双面扩散，不仅简化工艺步骤、降低成本，还可以与现有的生产工艺相兼容，进而实现工业化大规模生产；并且，在化学腐蚀过程中，将晶圆边缘的杂质层同时去除，能够避免现有方法中额外增加干法刻蚀晶圆边缘步骤而导致电池漏电升高、产量降低的弊端。

为了实现上述目的，本发明提供了一种太阳能电池的双面扩散方法，其包括：