[发明专利]一种用于制备N型选择性发射极晶硅电池的选择性扩散方法及其应用

说明书

本发明涉及N型晶硅电池技术领域，公开了一种用于制备N型选择性发射极晶硅电池的选择性扩散方法，包括以下步骤：（1）在制绒后的硅片正面进行低浓度硼扩散，形成轻掺杂层；（2）在轻掺杂层上沉积非晶硅，形成非晶硅层；（3）对非晶硅层进行激光开槽，以去除金属接触区域的非晶硅；（4）在去除非晶硅后的金属接触区域进行高浓度硼扩散，形成重掺杂层；（5）清洗，以去除非金属区域的非晶硅。本发明的选择性扩散方法采用非晶硅层作为掩膜，能防止形成的掺杂层中硼浓度不可控，有利于提高N型晶硅电池的开路电压、短路电流和填充因子。

技术领域

本发明涉及N型晶硅电池技术领域，尤其涉及一种用于制备N型选择性发射极晶硅电池的选择性扩散方法。

背景技术

相对P型晶硅电池，N型晶硅电池具有少子寿命高，无光致衰减，弱光效应好，温度系数小等优点，是晶硅太阳能电池迈向理论最高效率的希望。硼扩散是N型晶硅电池的核心技术，目前量产N型晶硅电池的硼扩散均采用均匀结的工艺，方阻控制范围在80～120ohm，均匀结电池结构主要受金属浆料特性的限制。低浓度掺杂、浅结扩散可以有效降低少数载流子的体和表面复合几率，提高载流子的收集率，减少电池的反向饱和电流，提高电池的开路电压Voc和短路电流Isc，从而有效提升电池的转换效率。然而低浓度浅结结构会对金属电极浆料提出新的挑战，低浓度掺杂易导致接触电阻差，电池串联电阻高，填充因子FF低。同时，浅结扩散易增加电极金属向PN结区渗透的几率，从而降低电池的转换效率。

为了得到更高的电池转换效率，选择性发射极技术孕育而生。在非金属接触区域采用低浓度浅结，金属接触区域采用高浓度深结，在提高电池的开路电压和短路电流的同时，降低电池的串联电阻，提高电池的填充因子，从而有效提升电池的转换效率。目前，P型晶硅电池量产的激光SE技术已较为成熟，但由于硼和磷在扩散速度等方面的差异，用于制备P型晶硅电池选择性发射极的激光SE技术并不适用于N型晶硅电池，硼扩散的选择性发射极技术就成为N型晶硅电池效率提升亟待解决的问题。

例如，专利CN200910029673.9公开了晶体硅太阳电池选择性扩散工艺，包括在正面电极栅线区域进行高浓度磷扩散，在正面电极区域外进行低浓度磷扩散，包括以下步骤：先将硅片清洗制绒后在硅片上制备一层致密的二氧化硅膜作为扩散阻挡层，然后采用激光刻槽技术选择性去除电极栅线区域的氧化膜并形成一定深度的凹槽，再进行高浓度磷扩散在电极区域形成重掺杂，同时在电极区域外形成轻掺杂。当将该方法应用于N型选择性发射极晶硅电池的制备时，由于硼在氧化硅中的扩散速度比晶硅中快，易导致表面浓度的不可控，影响选择性发射极的性能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于制备N型选择性发射极晶硅电池的选择性扩散方法。该方法采用非晶硅层作为掩膜，能防止形成的掺杂层中硼浓度不可控，有利于提高N型晶硅电池的开路电压、短路电流和填充因子。

本发明的具体技术方案为：

一种用于制备N型选择性发射极晶硅电池的选择性扩散方法，包括以下步骤：

(1)在制绒后的硅片正面进行低浓度硼扩散，形成轻掺杂层；

(2)在轻掺杂层上沉积非晶硅，形成非晶硅层；

(3)对非晶硅层进行激光开槽，以去除金属接触区域的非晶硅；

(4)在去除非晶硅后的金属接触区域进行高浓度硼扩散，形成重掺杂层；

(5)清洗，以去除非金属区域的非晶硅。

采用上述方法能够实现选择性扩散，在非金属接触区形成低表面浓度、浅PN结的发射极，能够降低少数载流子复合几率，提高载流子的收集率，减少电池的反向饱和电流，提高电池的开路电压Voc和短路电流Isc，并降低和金属浆料接触电阻，提升电池的填充因子FF；在金属接触区形成高浓度、深PN结的发射极，能够降低金属浆料接触区的接触电阻，同时降低浆料烧穿PN的风险，提升电池的填充因子FF。