一种局部POLO电池结构的制备方法与流程

本发明涉及光伏，具体为一种局部polo电池结构的制备方法。

背景技术：

1、太阳能电池topcon技术是由一层极薄的氧化层和多晶硅薄层组成的，多晶硅薄层在掺杂激活后与氧化层共同作用，对少数载流子有较好的钝化作用，对多数载流子有极好的导电性，再在表面做金属化工艺，就可以得到无需开孔的钝化接触，是提升电池开压voc的重要途径，可以大幅度降低金属接触复合电流。

2、目前topcon电池主要为n型电池，一般只有背面做成整面n型polo(polycrystalline on oxide)结构，用于钝化背面；因为polo结构本身吸光较强的负面特性，如果将p型polo再整面用在正面的话，会导致大量电流损失，反而不利于最终综合效率。

3、针对n型topcon电池的正面p型polo结构，目前的主流开发方向是仅在正面栅线区域做局部p型polo、其他地方不做，最终形成栅线区域的低接触重掺与其他区域的高钝化轻掺组合，改善金属接触的同时避免电流损失，从而进一步提升电池效率。

4、现有的局部p型polo结构的制备，大体方法可以概括为：

5、1)在硅片表面整面沉积超薄氧化层与本征多晶硅薄层，并通过选择性蚀刻技术，形成局部本征polo结构和其他区域的绒面结构；

6、2)使用液态bbr3硼源或气态bcl3硼源，在高温条件下，与氧源一起在本征polo和绒面表面整面形成bsg与液态的b2o3硼源；

7、3)通过高温推进工艺，将b2o3硼源转换为硼原子，在本征polo与绒面表面非原位掺杂，本征polo转变为p型polo，未掺杂绒面表面掺杂形成硼掺杂绒面，最终获得所需的局部p型polo电池结构；同时，表面残留的b2o3转变为bsg，可继续在后续湿法制程起到保护作用。

8、通过控制本征polo沉积工艺、b2o3形成与后续高温推进的高温工艺，可在p型polo区和硼掺杂绒面，获得想要的结深和浓度，以匹配电池片其他设计来获得最终更高的综合效率提升。

9、但是在现有的技术方案中，有一部分待解决的问题：

10、1)使用bbr3硼源做硼扩时，受自身重力影响，容易出现片内扩散不均匀的问题；使用bcl3硼源做硼扩时，其本身的腐蚀性容易对石英管寿命造成影响；

11、2)b2o3作为后续的扩散硼源，在绒面区形成硼掺杂绒面的过程中，容易在表面形成brl富硼层，影响最终电池效率；

12、3)消除brl需要相当高的温度与高浓度的氧源，或是额外的高腐蚀性湿法工艺；在此过程中，绒面结构会遭到破坏，影响电池片反射率导致电流下降，最终同样影响到综合效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新型的局部polo电池结构的制备方法，以解决现有的局部p型polo结构的制备技术下，现有技术路线引起的效率瓶颈及生产良率成本问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种局部polo电池结构的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、在经过处理的硅片表面沉积超薄氧化层与第一非晶硅层并对所述第一非晶硅层进行掺杂获得第一掺杂非晶硅层；

5、s2、进行选择性蚀刻，获得图案化的掺杂非晶硅结构，并在掺杂非晶硅结构以外获得绒面结构；

6、s3、再在该硅片表面正面沉积一层超薄的第二非晶硅层并进行同型掺杂，形成超薄的第二掺杂非晶硅层；

7、s4、在氧化氛围下高温推进，其中在具有两层掺杂非晶硅层的区域发生共退火和氧化，转变为polo结构，同时表面具有少量氧化层bsg或psg残留，在仅有超薄的第二掺杂非晶硅层的区域在高温氧化推进下被完全氧化成bsg或psg，同时掺杂原子向下掺杂形成掺杂绒面区域。

8、在一种实施方案中，所述硅片为n型硅片，第一非晶硅层和第二非晶硅层的掺杂为硼掺杂，表面形成pn结，并且在共退火和氧化后形成的polo为p型polo，表面形成少量氧化层bsg残留。

9、在另一种实施方案中，所述硅片为p型硅片，第一非晶硅层和第二非晶硅层的掺杂为磷掺杂，表面形成pn结，并且在共退火和氧化后形成的polo为n型polo，表面形成少量氧化层psg残留。

10、在再一种实施方案中，所述硅片为p型硅片，第一非晶硅层和第二非晶硅层的掺杂为硼掺杂，表面形成高低结，并且在共退火和氧化后形成的polo为p型polo，表面形成少量氧化层bsg残留。

11、在又一种实施方案中，所述硅片为n型硅片，第一非晶硅层和第二非晶硅层的掺杂为磷掺杂，表面形成高低结，并且在共退火和氧化后形成的polo为n型polo，表面形成少量氧化层psg残留。

12、在以上技术方案中，优选地，所用沉积方式为pecvd。

13、优选地，所述掺杂为原位掺杂。

14、优选地，所述选择性蚀刻包括首先在非晶硅层表面形成保护性的图案化保护层，然后在保护层存在下进行选择性蚀刻。

15、进一步，所形成的保护性图案化保护层为图案化氧化层，然后在碱性蚀刻液作用下蚀刻掉未受保护区域的非晶硅层，再然后蚀刻掉未受保护区域的氧化层以及图案化氧化层。

16、更优选，在非晶硅层表面形成图案化保护层的方式包括激光氧化或者涂覆掩膜保护层。

17、优选地，所述氧化氛围为通入氧气。进一步，所通入的氧气为纯氧。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、1)掺杂源在非晶硅中的固溶度极高，在作为掺杂源扩散进入硅片表面形成掺杂结构的过程中，对比传统方案的bsg硼源或b2o3硼源，或者是psg磷源或pcl3磷源，所需温度相对更低、时间相对更短，从而可以减少高温过程对绒面区域的破坏，减少反射率提升量，改善电流；

20、2)p型或n型非晶硅作为硼源或磷源，本身浓度与厚度均可控，可通过调节工艺，避免富集层的产生，例如采用p型非晶硅作为硼源可以避免硼扩过程中brl的产生，从而也避免了后续消除brl的其他步骤带来的负面影响，从而减少了反射率提升量，改善电流；

21、3)该技术方案下，掺杂源的推进、晶化、氧化使用了同一步高温制程，节省了总时间；

22、4)使用掺杂型非晶硅与超薄掺杂型非晶硅，两层掺杂源组合，可以通过各自的工艺调整，显著的拉开polo区与掺杂绒面区的浓度差异，得到想要的浓度范围。

技术特征：

1.一种局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，所述硅片为n型硅片，第一非晶硅层和第二非晶硅层的掺杂为硼掺杂，表面形成pn结，并且在共退火和氧化后形成的polo为p型polo，表面形成少量氧化层bsg残留。

3.如权利要求1所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，所述硅片为p型硅片，第一非晶硅层和第二非晶硅层的掺杂为磷掺杂，表面形成pn结，并且在共退火和氧化后形成的polo为n型polo，表面形成少量氧化层psg残留。

4.如权利要求1所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，所述硅片为p型硅片，第一非晶硅层和第二非晶硅层的掺杂为硼掺杂，表面形成高低结，并且在共退火和氧化后形成的polo为p型polo，表面形成少量氧化层bsg残留。

5.如权利要求1所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，所述硅片为n型硅片，第一非晶硅层和第二非晶硅层的掺杂为磷掺杂，表面形成高低结，并且在共退火和氧化后形成的polo为n型polo，表面形成少量氧化层psg残留。

6.如权利要求1所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，所用沉积方式为pecvd。

7.如权利要求1所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，所述掺杂为原位掺杂。

8.如权利要求1所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，所述选择性蚀刻包括首先在非晶硅层表面形成保护性的图案化保护层，然后在保护层存在下进行选择性蚀刻。

9.如权利要求8所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，所形成的保护性图案化保护层为图案化氧化层，然后在碱性蚀刻液作用下蚀刻掉未受保护区域的非晶硅层，再然后蚀刻掉未受保护区域的氧化层以及图案化氧化层。

10.如权利要求8所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，在非晶硅层表面形成图案化保护层的方式包括激光氧化或者涂覆掩膜保护层。

11.如权利要求1所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，所述氧化氛围为通入氧气。

技术总结本发明提供了一种局部POLO电池结构的制备方法，包括以下步骤：S1、在经过处理的硅片表面沉积超薄氧化层与第一非晶硅层并对所述第一非晶硅层进行掺杂获得第一掺杂非晶硅层；S2、进行选择性蚀刻，获得图案化的掺杂非晶硅结构，并在掺杂非晶硅结构以外获得绒面结构；S3、再在该硅片表面正面沉积一层超薄的第二非晶硅层并进行同型掺杂，形成超薄的第二掺杂非晶硅层；S4、在氧化氛围下高温推进，其中在具有两层掺杂非晶硅层的区域发生共退火和氧化，转变为POLO结构，同时表面具有少量氧化层BSG或PSG残留，在仅有超薄的第二掺杂非晶硅层的区域在高温氧化推进下被完全氧化成BSG或PSG，同时掺杂原子向下掺杂形成掺杂绒面区域。本发明的方法使用超薄的第二掺杂非晶硅作为掺杂绒面区与保护性BSG或PSG的掺杂源，能够避免富集层的产生，同时掺杂源的推进、晶化、氧化三步共用同一高温制程，节省了时间。技术研发人员：钱一昶,任常瑞,符黎明受保护的技术使用者：常州时创能源股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25