CN102185005A - 一种选择性发射极电池的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种选择性发射极电池的制作方法，包括：提供一半导体基底；在半导体基底上制绒；对半导体基底进行扩散掺杂，在半导体基底正面形成扩散层，扩散层包括表层的高掺杂浓度层和内层的低掺杂浓度层；对扩散后的半导体基底进行去边处理；在扩散层表面形成与栅线对应的银浆电极，并在半导体基底底面形成背电极、背电场；在银浆电极表面电镀导电金属；以导电金属作为掩膜，刻蚀去除半导体基底正面暴露的高掺杂浓度层；在半导体基底正面沉积减反射膜；去除导电金属待电极焊接部分顶面上的减反射膜。通过在银浆电极上电镀导电金属，将导电金属作为去除高掺杂浓度层的掩膜，降低了对设备精准度的要求，提高了SE电池的生产成品率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种选择性发射极电池的制作方法。
背景技术
目前，发展高效电池技术是提高太阳能电池效率的关键。比较成熟的高效电池技术以选择性发射极(selective emitter，SE)电池为主。
SE电池的结构有两个特征：1)在栅线接触区域(栅线下及其附近，后续形成发射区)形成高掺杂深扩散区；2)在其他区域形成低掺杂浅扩散区。通过对发射区选择性掺杂，在栅线接触区域和其他区域实现不同扩散方阻的效果，降低了串联电阻。
现有的一种制作SE电池的方法如下(以P型硅片为例)：
在硅片上制绒；对所述硅片进行扩散掺杂，具体可以是将所述硅片置于POCl3、O2和N2的混合气体中，在800～900℃的温度条件下扩散1.5小时，在硅片正面形成N型扩散层，所述N型扩散层包括表层的高掺杂浓度层和内层的低掺杂浓度层；对扩散后的硅片进行去边处理，可以采用等离子体刻蚀等方式；在硅片正面沉积氧化硅；在氧化硅表面形成与栅线对应的光刻胶图案，刻蚀掉所述图案以外的氧化硅，将所述图案转印到氧化硅上；以刻蚀后的氧化硅作为掩膜刻蚀硅片，去除硅片正面暴露的高掺杂浓度层，同时对硅片底面进行刻蚀；去除残留的氧化硅；在所述硅片正面沉积减反射膜；在与所述硅片正面高掺杂浓度层对应的位置丝网印刷银浆，并在硅片底面印刷背电极和背电场，烧结完成SE电池的制作。
上述工艺在丝印银浆时，需要一次对准操作，因此对设备的精准度要求非常高，导致成品率受到一定影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种SE电池的制作方法，以提高SE电池的生产成品率。
本发明提供了一种选择性发射极电池的制作方法，包括：
提供一半导体基底；
在所述半导体基底上制绒；
对所述半导体基底进行扩散掺杂，在半导体基底正面形成扩散层，所述扩散层包括表层的高掺杂浓度层和内层的低掺杂浓度层；
对扩散后的半导体基底进行去边处理；
在扩散层表面形成与栅线对应的银浆电极，并在半导体基底底面形成背电极、背电场；
在银浆电极表面电镀导电金属；
以导电金属作为掩膜，刻蚀去除半导体基底正面暴露的高掺杂浓度层；
在半导体基底正面沉积减反射膜；
去除导电金属待电极焊接部分顶面上的减反射膜。
所述导电金属可以为银、金或铜。
所述银浆电极的厚度可以为10μm。
所述导电金属的厚度可以为5～6μm。
刻蚀去除所述半导体基底正面暴露的高掺杂浓度层采用的刻蚀液可以为NaOH、KOH中的一种或其组合。
所述刻蚀液的浓度可以为1～10％。
所述刻蚀去除半导体基底正面暴露的高掺杂浓度层的刻蚀时间可以为5～15分钟。
所述电镀采用的电解液可以为光诱导碱性镀银液。
所述减反射膜的厚度可以为80nm。
所述去除导电金属待电极焊接部分顶面上的减反射膜可以采用机械打磨的方式。
本发明的SE电池的制作方法，先在半导体基底正面丝印银浆电极，然后在银浆电极上电镀导电金属，将导电金属作为去除高掺杂浓度层的掩膜，由于仅会在导电的银浆电极表面形成导电金属，因此不需要设备再次进行对准操作，实现了导电金属与银浆电极的自对准，降低了对设备精准度的要求，提高了SE电池的生产成品率；另外，采用导电金属作为刻蚀高掺杂浓度层的掩膜，在刻蚀完成后不需去除，简化了工艺流程，而且还改善了SE电池正电极的导电性。
附图说明
图1是本发明的SE电池的制作方法的流程示意图；
图2-图10是本发明的SE电池在制作过程中半导体基底的截面示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例作进一步详细的说明。
本发明提供了一种SE电池的制作方法，如图1所示，包括如下步骤：
S10，提供一半导体基底100(参见图2)。
所述半导体基底100通常为单晶硅或多晶硅，也可以为单晶硅锗或多晶硅锗等；半导体基底可以为P型基底，也可以为N型基底。
S20，在所述半导体基底100上制绒(参见图3)。
可以仅在半导体基底的正面制绒，也可以在半导体基底的两面同时制绒。对于单晶硅，采用碱液制绒，对于多晶硅，采用酸液制绒，此处可以参见现有技术。
S30，对所述半导体基底101进行扩散掺杂，在半导体基底102正面形成扩散层110，所述扩散层110包括表层的高掺杂浓度层111和内层的低掺杂浓度层112(参见图4)。
例如当半导体基底为P型硅片时，扩散掺杂可以将所述硅片置于POCl3、O2和N2的混合气体中，在800～900℃的温度条件下扩散1.5小时。
所形成的扩散层110杂质浓度从扩散层110的表面向内部呈指数函数连续分布，扩散层110的厚度为0.3～0.5μm；高掺杂浓度层111和内层的低掺杂浓度层112之间没有明显界限，通常，高掺杂浓度层111集中在距离扩散层110表面0.05μm的范围内。
S40，对扩散后的半导体基底102进行去边处理(参见图5)。
扩散处理后的半导体基底在侧边位置也会形成N区，造成成品SE电池的正、背面短路，因此需要去边。去边可以采用“水上漂”工艺，腐蚀液可以采用HF、HNO3和H2SO4的混合溶液；去边还可以采用等离子体刻蚀等方式，本发明对此不做限定。
S50，在扩散层110表面形成与栅线对应的银浆电极201，并在半导体基底103底面形成背电极和背电场301(参见图6)。
可以在半导体基底103底面与背电极和背电场对应的位置丝印背银浆和铝浆，烘干后，再在扩散层110表面与栅线对应的位置丝印银浆，然后对整个半导体基底烧结，分别使银浆与高掺杂浓度层111、背银浆和铝浆与半导体基底103底面形成欧姆接触，得到半导体基底103正面的银浆电极201和底面的背电极和背电场301。银浆电极201的厚度可以为10μm。
S60，在银浆电极201表面电镀导电金属400(参见图7)。
所述导电金属可以为银、金或铜等，导电金属的厚度可以为5～6μm。当导电金属为银时，电镀采用的电解液可以为光诱导碱性镀银液。电镀过程中，仅会在导电的银浆电极201表面形成导电金属400，而不导电的扩散层111表面不会汇聚导电金属，由此，不需要设备再次进行对准操作，实现了导电金属与银浆电极201的自对准，降低了对设备精准度的要求。
S70，以导电金属400作为掩膜，刻蚀去除半导体基底103正面暴露的高掺杂浓度层(参见图8)。
刻蚀去除半导体基底103正面暴露的高掺杂浓度层采用的刻蚀液可以为NaOH、KOH中的一种或其组合，浓度可以为1～10％。所述刻蚀液可以对高掺杂浓度层进行选择性刻蚀，而与导电金属和背电极、背电场没有反应。由于高掺杂浓度层111集中在距离扩散层110表面0.05μm的范围内，通常会在扩散层表面刻蚀0.1μm的厚度，以保证完全去除暴露出来的高掺杂浓度层，因此刻蚀去除半导体基底正面暴露的高掺杂浓度层的刻蚀时间可以为5～15分钟。
S80，在半导体基底104正面沉积减反射膜500(参见图9)。
减反射膜500可以为SiNx，厚度约为80nm。沉积减反射膜500的过程可以参照现有沉积减反射膜的工艺，此处不再赘述。
S90，去除导电金属400待电极焊接部分顶面上的减反射膜(参见图10)。
由于减反射膜较薄，去除导电金属400待电极焊接部分顶面的减反射膜可以采用机械打磨的方式，例如砂轮打磨。暴露出来的导电金属更便于后续的电极焊接等操作。
至此，SE电池制作完成。
本发明的SE电池的制作方法，先在半导体基底正面丝印银浆电极，然后在银浆电极上电镀导电金属，将导电金属(即栅线)作为去除高掺杂浓度层的掩膜，由于仅会在导电的银浆电极表面形成导电金属，因此不需要设备再次进行对准操作，实现了导电金属与银浆电极的自对准，降低了对设备精准度的要求，提高了SE电池的生产成品率；另外，采用导电金属作为刻蚀高掺杂浓度层的掩膜，在刻蚀完成后不需去除，简化了工艺流程，而且还改善了SE电池正电极的导电性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种选择性发射极电池的制作方法，其特征在于，包括：
提供一半导体基底；
在所述半导体基底上制绒；
对所述半导体基底进行扩散掺杂，在半导体基底正面形成扩散层，所述扩散层包括表层的高掺杂浓度层和内层的低掺杂浓度层；
对扩散后的半导体基底进行去边处理；
在扩散层表面形成与栅线对应的银浆电极，并在半导体基底底面形成背电极、背电场；
在银浆电极表面电镀导电金属；
以导电金属作为掩膜，刻蚀去除半导体基底正面暴露的高掺杂浓度层；
在半导体基底正面沉积减反射膜；
去除导电金属待电极焊接部分顶面上的减反射膜。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导电金属为银、金或铜。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述银浆电极的厚度为10μm。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导电金属的厚度为5～6μm。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，刻蚀去除所述半导体基底正面暴露的高掺杂浓度层采用的刻蚀液为NaOH、KOH中的一种或其组合。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述刻蚀液的浓度为1～10％。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述刻蚀去除半导体基底正面暴露的高掺杂浓度层的刻蚀时间为5～15分钟。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当导电金属为银时，所述电镀采用的电解液为光诱导碱性镀银液。
9.如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述减反射膜的厚度为80nm。
10.如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述去除导电金属待电极焊接部分顶面上的减反射膜采用机械打磨的方式。
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