一种易于去除边缘多晶硅绕镀的N型TOPCon电池的制备方法及一种N型TOPCon电池与流程

本发明涉及电池制备，具体涉及一种易于去除边缘多晶硅绕镀的n型topcon电池的制备方法及一种n型topcon电池。

背景技术：

1、基于n型硅衬底的隧穿氧化层钝化接触(tunnel oxide passivated contact，topcon)电池技术，由于背表面采用了超薄氧化硅和掺杂多晶硅(poly-si)的叠层结构进行钝化，该隧穿氧化层钝化接触结构能够使得多数载流子穿透氧化层，对少数载流子起阻挡作用，有效地实现了载流子的选择通过性，从而极大地降低了少数载流子的复合速率，不但能实现与异质结结构相当的表面钝化效果，而且可以与高温工艺相兼容，还避免了电极接触处的高复合问题。

2、然而在产业化生产过程中多晶硅层的沉积多采用管式lpcvd(低压化学气相沉积)沉积系统，为了提高单管的产能，产业化生产过程是将硼扩散面相对双插在同一个石英舟卡槽内对背表面进行多晶硅沉积，这样会使得硼扩面产生不同程度的绕镀，对于本征的多晶硅层，易于被酸或碱去除，但是对于硼掺杂的多晶硅极难被酸或碱的刻蚀溶液去掉。根据目前主流的topcon电池工艺生产流程，将制绒后的片源进行单面硼扩散，扩散后进行硼硅玻璃的去除及刻蚀，然后采用lpcvd沉积系统依次生长遂穿氧化层及多晶硅层的沉积，从而在硼掺杂的表面产生多晶硅层的绕镀，后续进行背表面磷掺杂时，由于在高温下使得硼扩散面的硼源进入绕镀的本征多晶硅层，形成一层硼掺杂的多晶硅层，该层难以与酸或碱的溶液反应，因此如何快速有效地去除该绕镀的掺硼多晶硅层，又能不破坏正表面中心区域的硼掺杂层一直是topcon电池生产的难点。

3、现有技术中n型topcon电池产业化生产过程中为了去除多晶硅层在正表面的绕镀，一种方式就是通过hf与hno3的混合溶液(或koh/naoh与添加剂的混合溶液)加强清洗来去除硼掺杂的绕镀边。由于背表面多晶硅沉积时会使得正表面硼掺杂层边缘区域绕镀多，中心区域基本无绕镀，然后再同一溶液中清洗时会使得正表面中心区域的硼掺杂层受到一定的破坏，清洗前后正表面的方阻值增加，且pn结结深变浅。产业化过程中为了克服这一问题在硼扩散时通过高温延时的方式增加结深，尽量保持pn结结深为一定值，这样难免会牺牲产能，且长时间的高温处理过程增加了电池制作的成本。另一种方式主要是通过刻蚀时保留正表面硼扩散过程中形成的硼硅玻璃层充当掩膜层，但是当保留该硼硅玻璃层时，由于边缘不能得到很好地刻蚀效果，会使得电池边缘的漏电较大。因此为了解决以上两种现有技术的不足。

4、有鉴于此，提出本技术。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是现有技术中的为了去除多晶硅层在正表面的绕镀，使得正表面中心区域的硼掺杂层受到一定的破坏或电池边缘的漏电较大的问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、本技术提出了一种易于去除边缘多晶硅绕镀的n型topcon电池的制备方法，包括将硅片依次进行以下步骤：

4、s1：制绒去损伤层，去除原始硅片的损伤层，并通过双面制绒处理获得织构硅片；

5、s2：pn结制作，在所述织构硅片上进行pn结的制作工艺；

6、s3：去除硼硅玻璃，并对背表面进行抛光和边缘刻蚀得到电池初始结构；

7、s4：将所述电池初始结构进行双面氧化，使正面和背面均生长一层氧化层；

8、s5：在背面沉积一层多晶硅层；

9、s6：在背面进行离子注入，以形成多晶硅层掺杂；

10、s7：在背表面镀一层sinx:h膜层；

11、s8：去除多晶硅层及氧化层；

12、s9：在正表面依次沉积一层al2o3及sinx:h膜层；

13、s10：对正背面进行丝网印刷，并进行烧结得到n型topcon电池。

14、优选地，s4中所述双面氧化的方式包括热氧化方式或采用hno3溶液氧化方式。

15、优选地，s1中所述制绒去损伤层的过程包括采用koh或naoh与h2o2的混合溶液去除损伤层，再利用koh或naoh溶液与异丙醇的混合溶液进行双面制绒；

16、s3中去除硼硅玻璃采用hf溶液，抛光和边缘刻蚀采用hno3及hf的混合溶液。

17、优选地，所述氧化层的厚度为1～2nm，所述多晶硅层的厚度为80～150nm。

18、优选地，s6中离子注入的过程包括在所述多晶硅层注入磷源，注入剂量为2.0e+15～4.0e+15/cm2。

19、优选地，s7中所述sinx:h膜层的厚度为80～90nm，且由原料sih4和nh3制备得到，其中，sih4和nh3摩尔比为1∶3.5～4.5。

20、优选地，s8中的步骤包括采用质量分数为1.5～2.5％的hf溶液去正表面的少量的sinx:h膜层，然后采用hf和hno3的混合溶液去除正表面边缘绕度的多晶硅层，最后再通过hf与hcl的混合溶液去除正表面生长的氧化层及引入的金属离子。

21、优选地，s9中al2o3的厚度为1～2nm，sinx:h膜层的厚度为70～80nm。

22、为了更好地实现上述目的，本发明实施例还提供一种n型topcon电池，由上述制备方法制备得到。

23、优选地，所述n型topcon电池包括n型硅基体和金属电极，所述n型硅基体的正面由里到外依次设置有硼掺杂层、氧化铝层和正表面sinx:h膜层，所述n型硅基体的背面由里到外依次设置有氧化层、多晶硅层和背表面sinx:h膜层。

24、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

25、(1)发明实施例提供了一种易于去除多晶硅绕镀边的n型topcon电池制作方法，该种方法是通过预先在硼扩散面(正表面)及背表面(刻蚀面)氧化的方法均生长一层氧化硅层，使得正表面的氧化层起掩膜作用，背表面沉积本征多晶硅时产生的多晶硅绕镀直接沉积在正表面的掩膜层上，该掩膜层阻挡了后续磷掺杂时由于高温使得硼扩散面的硼源进入绕镀的多晶硅层；背表面生长的氧化层作为topcon电池结构中的隧穿氧化层，此方式不仅解决了硼扩散面绕镀边难以清洗的问题，而且也改善了产业化过程中产品的合格率。

26、(2)本发明实施例提出基于产业化生产流程，将刻蚀后的片源通过hno3氧化，在电池的正背面同时生长一层氧化硅层，正表面的氧化硅成起掩膜作用，背表面的氧化硅层充当topcon电池结构中的隧穿氧化层。该种方法不仅能够保护正表面对晶硅绕镀层去除过程中对中心区域的破坏作用，而且也解决了硼硅玻璃层保留时产生的边缘漏电较大的问题。

27、(3)本发明实施例电池背表面的隧穿氧化层通过hno3氧化的方法来完成，避免了高温热氧化过程中炉管内各个温区及炉管差异带来的隧穿氧化层生长不均匀的现象。

28、(4)本发明实施例采用hno3氧化的方法对硅片的正背面均生长一层极薄的氧化层(1～2nm)，背表面的氧化层充当了隧穿氧化层，正表面的氧化层充当了掩膜层，掩膜层能有效地阻挡后续背表面领掺杂过程中正表面的硼掺杂源在高温条件下进入到绕镀的本征多晶硅层，有益于后道工序对该绕镀层的清洗，即一次性完成了掩膜层及隧穿氧化层的生长。