[发明专利]一种改善激光磷硅玻璃掺杂电池表面激光损伤的方法

说明书

本发明涉及一种改善电池表面激光损伤的方法，尤其涉及一种改善激光磷硅玻璃掺杂电池表面激光损伤的方法，属于光伏元件技术领域。本发明采用可腐蚀硅但不腐蚀磷硅玻璃的化学腐蚀液TMAH去除激光损伤层，既去除了激光掺杂后裸露的硅损伤层，又进一步形成氧化层对正面形成保护效果，保护正面在碱抛中的完整性，刻蚀速率适中使得工艺易控制，均匀性好，保留了绒面本身的微观结构，适用于产业化生产，该方法可以很好的去除激光损伤，并提高太阳电池转换效率，该方法切实有效，具有很好的实用性。

技术领域

本发明涉及一种改善电池表面激光损伤的方法，尤其涉及一种改善激光磷硅玻璃掺杂电池表面激光损伤的方法，属于光伏元件技术领域。

背景技术

PSG Laser-doping(激光磷硅玻璃掺杂)SE技术是一种易于实现量产的SE技术，其工艺过程最为简单、与现有产线兼容强、硬件投资少，与其他SE技术相比具有较大的优势。激光掺杂技术是在金属栅线(电极)与硅片接触部分进行重掺杂，而电极以外位置保持轻掺杂(低浓度掺杂)。通过热扩散方式，在硅片表面进行预扩散，形成轻掺杂；同时表面PSG作为局部激光重掺杂源，通过激光局部热效应，PSG中磷原子二次快速扩散至硅片内部，形成局部重掺杂区。配合激光高精度图形化，可实现与后续丝网印刷完美套印效果。SE电池具有三大优点：1.提高表面钝化效果；2.提高电池短波响应；3.降低半导体金属接触电阻。为了得到较高的转换效率，需对SE匹配工艺进行摸索，主要包括激光能量密度的选择和激光损伤层去除等。现有激光掺杂SE技术作为一种量产SE技术，通常选用高功率激光满足产能，然而高功率激光掺杂对硅片表面的损伤较大，主要会出现以下不利影响：1.激光掺杂后硅片表面形貌有明显变化，激光穿透PSG使硅裸露出，绒面金字塔尖部破坏严重；2.激光掺杂损伤使结区的漏电流增大；3.激光掺杂引起的损伤层是吸杂中心，对电性能影响很大，直接导致电池片的开压下降。因此，急需减少激光后电池产生表面损伤的情况，提高电池质量。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的高激光掺杂后无法避免的电池损伤缺陷，提出一种改善激光磷硅玻璃掺杂电池表面激光损伤的方法，改善/去除电池表面的激光损伤，提高电池性能。

本发明通过以下技术方案解决技术问题：一种改善激光磷硅玻璃掺杂电池表面激光损伤的方法，包括以下步骤：

步骤一、制绒和清洗，去除表面损伤层并生成绒面；

步骤二、低压扩散，采用低表面浓度、浅结扩散工艺；

步骤三、激光掺杂；

步骤四、修复表面激光损伤，对激光掺杂SE电池的激光损伤区域进行腐蚀处理，去除电池表面的激光损伤后经过链式去除电池背面PSG，再进行槽式碱抛光；

步骤五、正反镀膜，在电池背面沉积氧化铝钝化膜，电池正、背面分别镀氮化硅膜后印刷正、背电极。

本发明中所用的四甲基氢氧化铵(TMAH)浓度较低(1％)，反应时间在90s±10s，该浓度和时间难以形成制绒和抛光，主要起到修正界面缺陷的作用，TMAH各向异性腐蚀形成Si-O键，使硅表面态减少，同时在硅表面形成一层薄的二氧化硅层。

改善激光损伤的原理主要是：激光掺杂后，由于激光能量大，某些区域磷硅玻璃层可能被打穿，使硅裸露出来，这部分的硅表面缺陷较大(成为高复合中心)，同时这部分硅没有了磷硅玻璃层的保护，在后续背刻蚀(去除背面绒面)步骤中绒面可能被破坏；利用上述原理，TMAH在本发明中的作用：1.化学腐蚀钝化该区域裸露的硅，减少复合中心；2.在硅表面形成一层薄的二氧化硅层，保护其在后续背刻蚀中不被抛光。

本发明的目的通过以下技术方案进一步实现：