CN102709335A - 一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，所述的方法包括以下工艺步骤：采用PECVD方法制得AlOx/SiN或SiO2/SiN叠层薄膜、碱性溶液浸泡、局部掺杂或金属化。本发明简化了工艺流程，降低了电池制备成本，达到良好的钝化效果，同时保持较好的接触性能。
Description
技术领域
本发明属于晶体硅太阳能电池工艺领域，尤其涉及一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法。
背景技术
目前通常采用AlOx/SiN、SiO2/SiN叠层薄膜作为钝化背面及发射极太阳能电池PERC（Passivated Emitter and Rear Cell）或钝化发射极及背面局部掺杂电池PERL（Passivated Emitter Rear Locally-diffused cell）的P型硅表面的钝化层，其中SiN、AlOx、SiO2薄膜可以通过用等离子体加强的化学蒸汽沉淀法PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）方法实现。该结构太阳能电池形成背面金属化的方法主要是在完成正/背面介质膜的生长后，首先利用激光或刻蚀浆料对背面介质膜开槽/孔，接着对开槽/孔的区域进行局部硼掺杂，或结合丝网印刷铝浆或蒸发/溅射铝等金属形成背面金属接触，同时实现较好的电流收集及背散射效果；此外还有利用激光形成激光消蚀接触LFC（Laser Fried Contact）结构的方法。
以上方法的技术或存在以下不足：1.形成背面金属化前，需要利用激光或刻蚀浆料对背面介质膜开槽/孔使得工艺流程繁冗；2.激光开槽/孔及LFC技术应用于产业化生产增加了成本；3.刻蚀浆料对刻蚀浆料的清洗过程涉及碱性溶液，一定程度上破坏正面介质膜的钝化效果，甚至造成电池漏电。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法。
本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，包括以下工艺步骤：
第一步、背面制膜采用PECVD方法在P型硅背面沉积AlOx或SiO2薄膜，AlOx或SiO2薄膜表面沉积多孔的SiN薄膜，制得多孔、低密度或低质量的AlOx/SiN或SiO2/SiN叠层薄膜；
第二步、碱性溶液浸泡将硅片浸泡于碱性溶液中，形成SiN薄膜针孔；
第三步、局部掺杂或金属化利用针孔实现局部硼掺杂形成n+层，或直接结合丝网印刷铝浆的方法形成背面金属接触。
进一步地，第一步中的PECVD方法中沉积温度为25～250℃，功率密度为10～100mW/cm2，压强为20～1000mtorr。
进一步地，第一步中的AlOx或SiO2薄膜厚度范围为10～50nm，低膜厚不足以作为扩散阻挡层，同时易被浆料烧穿；SiN膜厚为50～100nm，膜厚小于50nm时起不到作为掩膜层的保护作用，而膜厚大于100nm时，难以实现局部硼掺杂或局部金属化。SiN薄膜的针孔密度为1～9×106/cm2。
进一步地，第二步中的碱性溶液为KOH、NH4OH或TMAH溶液，碱性溶液的体积浓度为5%～20%。
进一步地，第二步中的浸泡温度为25～40℃，浸泡时间为1～25min。
进一步地，第二步中的SiN薄膜的针孔密度为1～9×108/cm2，针孔孔径为1～2μm。
本发明的有益效果是：1.无需利用激光或刻蚀浆料开孔/槽，简化了工艺流程，降低了电池制备成本；2.达到良好的钝化效果，与目前产业化生产的铝背场晶体硅太阳能电池相比，开路电压Voc可有效提升2～10mV，同时保持较好的接触性能。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是采用PECVD方法制得AlOx/SiN或SiO2/SiN叠层薄膜的剖面图；
图2是碱性溶液浸泡清洗后的剖面图；
图3是局部硼掺杂及印刷Al浆形成局部金属化结构的剖面图。
其中：1.针孔，2.SiN薄膜，3.AlOx或SiO2薄膜，4.P型硅，5.Al层，6.n+层。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，首先，采用PECVD方法在P型硅背面沉积AlOx或SiO2薄膜，AlOx或SiO2薄膜表面沉积多孔的SiN薄膜，制得多孔、低密度或低质量的AlOx/SiN或SiO2/SiN叠层薄膜。PECVD的沉积参数为：沉积温度为25～250℃，功率密度为10～100mW/cm2，压强为20～1000mtorr。AlOx或SiO2薄膜厚度范围为10～50nm，SiN膜厚为50～100nm，得到SiN薄膜的针孔密度为1～9×106/cm2，如图1示；
其次，将硅片浸泡于25～40℃的碱性溶液（如KOH、NH4OH或TMAH）中1～25min，碱性溶液的体积浓度为5%～20%，得到SiN薄膜的针孔密度为1～9×108/cm2，针孔孔径为1～2μm，如图2示；
最后，利用这些随机的大量的针孔实现局部硼掺杂形成n+层，或直接结合丝网印刷铝浆的方法形成背面金属接触，如图3示。
Claims (6)
1.一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
第一步、背面制膜采用PECVD方法在P型硅背面沉积AlOx或SiO2薄膜，AlOx或SiO2薄膜表面沉积多孔的SiN薄膜，制得多孔、低密度或低质量的AlOx/SiN或SiO2/SiN叠层薄膜；
第二步、碱性溶液浸泡将硅片浸泡于碱性溶液中，形成SiN薄膜针孔；
第三步、局部掺杂或金属化利用针孔实现局部硼掺杂形成n+层，或直接结合丝网印刷铝浆的方法形成背面金属接触。
2.根据权利要求1所述的一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，其特征是：第一步中所述的PECVD方法中沉积温度为25～250℃，功率密度为10～100mW/cm2，压强为20～1000mtorr。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，其特征是：第一步中所述的AlOx或SiO2薄膜厚度范围为10～50nm，SiN膜厚为50～100nm，SiN薄膜的针孔密度为1～9×106/cm2。
4.根据权利要求1所述的一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，其特征是：第二步中所述的碱性溶液为KOH、NH4OH或TMAH溶液，碱性溶液的体积浓度为5%～20%。
5.根据权利要求1或4所述的一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，其特征是：第二步中所述的浸泡温度为25～40℃，浸泡时间为1～25min。
6.根据权利要求1或4所述的一种利用SiN薄膜针孔形成局部掺杂或金属化的方法，其特征是：第二步中所述的SiN薄膜的针孔密度为1～9×108/cm2，针孔孔径为1～2μm。
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