[发明专利]硼掺杂选择性发射极、制备方法及N型太阳能电池

说明书

本发明提供一种硼掺杂选择性发射极、制备方法及N型太阳能电池，所述制备方法包括：对N型硅片进行预处理；在预处理后的N型硅片的正面以低压气相沉积的方式制备硼掺杂多晶硅层，得到半成品；对半成品依次进行激光掺杂与退火，得到硼掺杂选择性发射极；硼掺杂多晶硅层包括硅沉积层与硼沉积层，硅沉积层与硼沉积层呈叠层分布。本发明基于低压化学气相沉积工艺，可在低温与较短的工艺时间内，制备得到高掺杂浓度的硼掺杂选择性发射极，不仅降低了发射极的金属接触区域和非金属区域的复合，确保了掺杂效率，而且可增加金属栅线和半导体部分的欧姆接触特性，以及增加填充因子，提升N型太阳能电池的光电转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种硼掺杂选择性发射极、制备方法及N型太阳能电池。

背景技术

在本征半导体硅或锗中，掺杂微量的其它适当元素后所形成的半导体为杂质半导体。根据掺杂的元素的不同，杂质半导体可分为N型半导体和P型半导体。

P型半导体也称为空穴型半导体，即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。在纯净的硅晶体中掺入三价元素(例如硼)，使之取代晶格中硅原子的位置，即可形成P型半导体。在P型半导体中，空穴为多子，自由电子为少子。P型半导体主要依靠空穴导电，空穴主要由杂质原子提供，自由电子由热激发形成，因此，P型半导体中掺入的杂质越多，多子(空穴)的浓度就越高，导电性能也就越强。与P型半导体相反，N型半导体中的自由电子浓度远大于空穴电子浓度，掺入的杂质为五价元素，自由电子主要由杂质原子提供，空穴由热激发形成。通过采用不同的掺杂工艺，可将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，使之交界面形成空间区P-N结，P-N结具有单向导电性，从而作为晶硅太阳电池的核心结构。

目前，晶硅太阳电池当中的PERC电池(Passivated Emitterand Rear Cell)的技术占据着主流。随着PERC效率极限瓶颈的到来和对太阳能电池转换效率要求的不断提高，TOPCon太阳电池技术受到越来越多的关注，并对TOPCon电池技术投入了更多的研究。其中，在N型TOPCon太阳电池技术中，选择性硼发射极技术已经成为行业研究的重点。

相关技术中，主要采用以BBr3或BCl3为掺杂源的高温扩散工艺，在N型硅片的正面进行硼扩散沉积，然后，通过激光掺杂制备得到选择性硼发射极。在制备过程中，不仅N型硅片正面的硼扩散掺杂效率低，难以形成较高的表面浓度，会降低欧姆接触，增大接触电阻，最终降低填充因子和效率，而且需要经过长时间的高温工艺(扩散时间长达3小时，温度高达1000℃)，对硅片表面的损伤较严重，导致增加金属接触区域和非金属区域的复合，降低开路电压，严重影响到太阳能电池的转换效率。

发明内容

本发明提供一种硼掺杂选择性发射极、制备方法及N型太阳能电池，用以解决或改善当前基于硼扩散工艺制备的选择性发射极存在掺杂效率低、扩散时间长及温度高的问题。

本发明提供一种硼掺杂选择性发射极的制备方法，包括：

对N型硅片进行预处理；

在预处理后的N型硅片的正面，以低压气相沉积的方式制备硼掺杂多晶硅层，得到半成品；

对半成品依次进行激光掺杂与退火，得到硼掺杂选择性发射极；

其中，所述硼掺杂多晶硅层包括硅沉积层与硼沉积层，所述硅沉积层与所述硼沉积层呈叠层分布。

根据本发明提供的一种硼掺杂选择性发射极的制备方法，在制备所述硼掺杂多晶硅层之前，还包括：

采用干法氧化工艺，在N型硅片的正面制备隧穿氧化层。

根据本发明提供的一种硼掺杂选择性发射极的制备方法，所述采用干法氧化工艺，在N型硅片的正面制备隧穿氧化层的步骤，包括：