[发明专利]一种背接触太阳能电池的掺杂处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种背接触太阳能电池的掺杂处理方法。

背景技术

太阳能电池是一种将光能转化为电能的半导体器件，较低的生产成本和较高的能量转化效率一直是太阳能电池工业追求的目标。对于目前常规太阳能电池，其p+掺杂区域接触电极和n+掺杂区域接触电极分别位于电池片的正反两面。电池的正面为受光面，正面金属接触电极的覆盖必将导致一部分入射的太阳光被金属电极所遮挡反射，造成一部分光学损失。普通晶硅太阳能电池的正面金属电极的覆盖面积在7％左右，减少金属电极的正面覆盖可以直接提高电池的能量转化效率。

背接触电池，是一种将p+掺杂区域和n+掺杂区域均放置在电池背面(非受光面)的电池，该电池的受光面无任何金属电极遮挡，从而有效增加了电池片的短路电流，使电池片的能量转化效率得到提高。

背接触结构的太阳能电池是目前太阳能工业化批量生产的晶硅太阳能电池中能量转化效率最高的一种电池，它的高转化效率、低组件封装成本，一直深受人们青睐。但是，背接触电池制作工艺比较复杂，其中包含多道制作掩膜的工艺，该工艺要求很高的对准精度，在以往的制作方法中，大都采用半导体集成电路中所使用的光刻技术来制作背接触电池的掩膜，然而光刻技术的成本非常昂贵，就目前而言很难应用于大规模的背接触电池生产。同时还会有多步的高温过程，不仅增加了工艺的复杂性，还会提高硅片的生产成本。因此，背接触太阳能电池的掺杂处理方法，一直以来都是一个巨大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种背接触太阳能电池的掺杂处理方法。

本发明采取的技术方案为：一种背接触太阳能电池的掺杂处理方法，包括以下步骤：

(1)、对N型晶体硅基体的前表面进行掺杂处理；

(2)、采用离子注入的方法式对N型晶体硅基体的背表面进行掺杂处理，其中，离子源为两个，以分别实现硼注入和磷注入；在N型晶体硅的背表面和离子源之间设置掩膜夹具，所述掩膜夹具上设置有第一开口和第二开口，所述第一开口用于形成n+掺杂区域，所述第二开口用于形成p+掺杂区域；硼离子和磷离子在一次注入工艺中同时完成；

(3)、将步骤(2)处理后的N型晶体硅进行退火处理，激活注入的离子，在N型晶体硅基体的背表面形成交替排列的p+掺杂区域和n+掺杂区域，实现背接触太阳能电池的背表面掺杂处理；同时在N型晶体硅基体的前表面形成n+掺杂前表面场。

其中，所述型晶体硅基体的背表面为N型晶体硅表面；或，所述N型晶体硅基体的背表面为在N型晶体硅背表面的氧化层上生长本征多晶硅层或者本征非晶硅层。

其中，

步骤(2)中，第一开口、第二开口均为线条状，所述线条状的第一开口的开口宽度为200～3000um，所述线条状的第二开口的开口宽度为200～2000um；

步骤(3)中，所述n+掺杂前表面场的方阻为100～200Ω/sqr，结深为0.2～2.0μm；背表面n+掺杂区域的方阻为20～150Ω/sqr，结深为0.3～2.0um；背表面p+掺杂区域的方阻为20～150Ω/sqr，结深为0.3～2.0um。

其中，步骤(2)中，所述N型晶体硅基体的背表面的硼离子的注入剂量为0.5×10¹⁵/cm²～3×10¹⁵/cm²，磷离子的注入剂量为3×10¹⁵/cm²～8×10¹⁵/cm²。

其中，所述N型晶体硅背表面的氧化层为SiO₂，厚度为1-3nm，SiO₂的生长方法为高温热氧化法、硝酸氧化法、臭氧氧化法或CVD沉积法。

其中，步骤(1)中，N型晶体硅基体前表面的掺杂处理方法为：使用离子注入机在N型晶体硅基体的前表面进行离子注入，注入元素为磷，注入剂量为1×10¹⁵/cm²～4×10¹⁵/cm²。

其中，步骤(3)中，退火处理的峰值温度为800～1100℃，退火时间为30～200min，环境气源为N₂和O₂。