CN111640823B - 一种n型钝化接触电池及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种n型钝化接触电池制备方法，在制备正面发射极之后在硅片正面制备一层二氧化硅层作为正面钝化层、抛光步骤掩膜层和去除绕镀的掺磷多晶硅步骤的掩膜层；使用碱性溶液对硅片背面进行边沿隔离和抛光，在硅片背面形成光滑的抛光面；使用背面氮化硅作为金属化的缓冲阻挡层、背面减反射层和去除绕镀的掺磷多晶硅步骤中的掩膜层。进一步，本发明还公开一种采用上述方法制备的n型钝化接触电池。本发明在保证电池良好性能的同时，简化了n型钝化接触电池的制备流程，降低制备成本，且可行性高。

Description

一种n型钝化接触电池及其制备方法

技术领域

本发明属于晶硅太阳电池技术领域，具体涉及一种n型钝化接触电池及其制备方法。

背景技术

在太阳能电池领域，隧穿氧化钝化接触(Tunnel Oxide and PassivatedContact，TOPCon)是一种新型高效太阳能电池，这种太阳能电池通过隧穿氧化硅和掺杂多晶硅钝化晶体硅太阳能电池(以下简称电池)的表面，来实现光生载流子的选择性通过，也即多数载流子可无障碍地通过隧穿氧化硅层进入到掺杂多晶硅薄膜内继而被收集，而与此同时少数载流子在隧穿氧化硅和硅的界面处的复合速率很低并且无法通过隧穿氧化硅到达掺杂多晶硅薄膜中。TOPCon电池可以实现光生载流子的一维收集，减小了少数载流子复合几率的同时，也增加了多数载流子的收集几率，因此具有出色的光电转换效率。

目前，在常规的n型钝化接触电池制备工艺中，多采用酸性溶液对电池背面进行抛光，从而在电池背表面获得多孔硅形貌，其粗糙度比较高不够平整光滑，这会降低入射的长波段光的反射率，从而导致电池对长波段光的利用率降低；而且其制备过程中，使用硝酸+氢氟酸体系进行电池背面刻蚀和边沿隔离，所产生的有害气体对环境有着极大的危害。另一方面，常规的n型钝化接触电池制备工艺多使用氧化铝作为正面发射极的钝化层，氧化铝的制备设备需要较高成本的投入；并且在电池制备工艺中，由于去除绕镀的掺杂多晶硅步骤复杂，增加了制备成本也降低了产能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种n型钝化接触电池制备方法，在制备正面发射极之后在硅片正面制备一层二氧化硅层作为正面钝化层，以及抛光步骤掩膜层和去除绕镀的掺磷多晶硅步骤的掩膜层；使用碱性溶液对硅片背面进行边沿隔离和抛光，在硅片背面形成光滑的抛光面；使用背面氮化硅作为金属化缓冲阻挡层、背面减反射层(在双面发电情况下，这层氮化硅可以降低光入射到电池背面时的背面反射率，从而可以有效地增加电池背面在入射光条件下的发电性能，继而增加了电池的综合转换效率，因此，在本申请中这层背面氮化硅也可被称为背面减反射层)和去除绕镀的掺磷多晶硅的掩膜层。进一步，本发明还公开一种n型钝化接触电池，电池正面发射极上方覆盖有由二氧化硅层和氮化硅层组成的钝化减反层；电池背面表面状态为光滑的抛光面，电池背面抛光面上覆盖钝化接触层以及氮化硅层。

本发明的具体技术方案包括：

方案一：一种n型钝化接触电池制备方法，包括以下步骤：

提供一种n型硅片，在n型硅片表面制备绒面结构；

在硅片正面制备硼发射极；

去除硼发射极制备过程中在硅片表面形成的硼硅玻璃；

通过热氧化方式在硅片表面制备二氧化硅层；所述二氧化硅层作为正面钝化层，以及后续抛光步骤和去除硅片绕镀的掺磷多晶硅步骤的掩膜层；

去除硅片背面和边沿的二氧化硅层，硅片正面的二氧化硅层被保留；

通过碱抛光方式对硅片背面进行抛光，以在硅片背面形成抛光面结构，在此过程中，硅片正面的二氧化硅层被部分刻蚀，厚度有所减薄；

在硅片背面制备钝化接触层，所述钝化接触层包括隧穿氧化硅层和掺磷多晶硅层；

在硅片背面制备氮化硅层，所述背面氮化硅层作为金属化缓冲阻挡层、背面减反射层和去除绕镀的掺磷多晶硅的掩膜层；

通过碱溶液刻蚀的方式去除钝化接触层制备步骤中在硅片正面形成的绕镀的掺磷多晶硅，在此过程中，绕镀的掺磷多晶硅被完全刻蚀，正面二氧化硅层和背面氮化硅层被部分刻蚀，厚度均有所减薄；

在硅片正面制备氮化硅层，所述正面氮化硅层与正面氧化硅层叠加作为正面钝化减反层；

在硅片正背两面制备金属电极。

作为一种优选方案，去除绕镀的掺磷多晶硅后，正面二氧化硅层的厚度为3-20nm。

作为一种优选方案，所述热氧化工艺通过热氧化炉管或者链式的快速热处理炉来实现。

作为一种优选方案，所述热氧化的条件为：氧化温度为700-1100℃，时间为5-120min，氧气比例为20-100％，稀释气体为氮气，制备的二氧化硅层厚度为10-100nm。

作为一种优选方案，制备的二氧化硅层厚度为30-50nm。

作为一种优选方案，使用氢氟酸水上漂的方式去除硅片背面和边沿的二氧化硅层，所述氢氟酸水上漂的条件为：氢氟酸溶液浓度为3-40％，工艺时间为10-600s。

作为一种优选方案，对硅片背面进行碱抛光的条件是：选用浓度为1.5-20％的氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液，抛光添加剂浓度为0.05-5％，溶液温度为45-85℃，抛光时间为10-600s，所述抛光添加剂用于降低二氧化硅层在碱溶液中反应速率。

作为一种优选方案，去除绕镀的掺磷多晶硅后，背面氮化硅层的厚度为60-150nm。

作为一种优选方案，在硅片背面制备的氮化硅层的厚度为90-180nm，折射率为1.9-2.3。

作为一种优选方案，在硅片正面制备的氮化硅层的厚度50-80nm，折射率1.9-2.3。

作为一种优选方案，隧穿氧化硅层厚度0.3-5nm，掺磷多晶硅层厚度20-200nm。

作为一种优选方案，去除绕镀的掺磷多晶硅的碱溶液选用氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，碱溶液浓度为0.5-10％，溶液温度为25-70℃，刻蚀时间为5-1200s。

作为一种优选方案，所述硼发射极为均匀发射极或选择性发射极，所述正面发射极为选择性发射极时，正面金属电极应位于正面发射极中的重掺杂区域的正上方。

方案二：本发明还公开一种n型钝化接触电池，采用方案一及其优选方案中的任意种制备获得；所述n型钝化接触电池包括n型硅衬底，位于n型硅衬底正面的硼发射极、正面钝化减反层、正面金属电极，以及位于n型硅衬底背面的背面钝化接触层、背面氮化硅层和背面金属电极；所述n型硅衬底背面为抛光面结构；所述正面钝化减反层包括在硼发射极上依次形成的正面二氧化硅层和正面氮化硅层；所述背面钝化接触层包括隧穿氧化硅层和掺磷多晶硅层。

作为一种优选方案，所述正面二氧化硅层的厚度为3-20nm；所述背面氮化硅层的厚度为60-150nm。

作为一种优选方案，所述隧穿氧化硅层厚度为0.5-2nm，掺磷多晶硅层厚度为20-200nm；所述正面氮化硅层厚度50-80nm，折射率1.9-2.3；所述正面硼发射极表面浓度为5E18cm^-3-5E19cm^-3。

作为一种优选方案，所述隧穿氧化硅层厚度为1.2-1.6nm，掺磷多晶硅层厚度为70-150nm；所述正面硼发射极表面浓度为9E18cm^-3-2E19cm^-3。

本发明具有以下有益效果：

(1)通过在正面制备二氧化硅层可同时起到作为正面钝化层、抛光步骤掩膜层和去除绕镀的掺磷多晶硅步骤的掩膜层的多重作用，以及通过在背面制备氮化硅层可同时起到金属化缓冲阻挡层、背面减反射层(双面发电情况)和去除绕镀的掺磷多晶硅的掩膜层的多重作用，在保证电池良好性能的同时，极大地简化了n型钝化接触电池的制备流程，降低了制备成本，且可行性高。

(2)正面采用二氧化硅层和氮化硅层叠加而成的钝化减反层，在保证出色的表面钝化效果的同时，大大降低了设备成本投入；背面为碱抛光方式制得的光滑抛光面，相比较酸抛光得到的相对粗糙的抛光面，能提高电池的内反射从而有效地提升了电池对长波段光的利用率，进而能进一步提高电池的开路电压和短路电流。

(3)在去除背面二氧化硅层后，通过碱抛光来实现硅片背面抛光和边沿隔离，避免制备过程使用硝酸+氢氟酸体系后产生有害气体，危害环境。

(4)通过碱溶液刻蚀的方法去除绕镀的掺磷多晶硅，能有效地降低电池边沿的漏电影响。

(5)本发明制备的n型钝化接触电池在实际应用中比较灵活，既能应用于常规的单面发电，也能应用于双面发电。

附图说明

图1为本发明所述的n型钝化接触电池制备方法工艺流程示意图；

图2为本发明所制备的n型钝化接触电池结构示意图。

具体实施方式

结合图1，本发明提供一种n型钝化接触电池制备方法，主要包括以下步骤：

步骤1：选取一种n型硅片。

步骤2：在所述n型硅片表面制备电池所需绒面。根据不同的硅片类型选择不同的制绒方法，具体制备方法不限。例如，使用碱制绒在硅片表面制备正金字塔状绒面，或者使用催化法在硅片表面制备倒金字塔状绒面。

步骤3：在所述硅片正面制备硼发射极，可选地，所述正面的硼发射极可以为均匀发射极或选择性发射极。硼发射极的具体制备方法不限，例如可通过炉管硼扩散(三溴化硼或三氯化硼)、硼离子注入、硼浆掺杂、激光掺杂等方法中的一种或多种组合来制备。正面发射极方块电阻为30-180Ω/□(优选：50-100Ω/□)。在本步骤的正面硼发射极制备完成后，通常情况下会在硅片表面生成一层硼硅玻璃。

步骤4：去除所述硅片表面的硼硅玻璃。使用氢氟酸清洗的方法去除硅片表面硼硅玻璃。氢氟酸清洗条件：氢氟酸浓度为2-30％，清洗时间为2-120min。

步骤5：通过热氧化的方法在所述硅片正面制备二氧化硅层。这里需要强调的是，这层二氧化硅层可以起到正面钝化层、抛光步骤掩膜层和去除绕镀的掺磷多晶硅步骤的掩膜层的多重作用。热氧化工艺可以通过炉管热氧化或者链式的快速热处理炉来实现。其具体工艺条件是，氧化温度为700-1100℃，时间为5-120min，氧气比例为20-100％，稀释气体为氮气。所制备的二氧化硅层厚度为10-100nm，优选30-50nm。

需要注意，本步所述的热氧化工艺会使得正面硼发射极的掺杂曲线进一步发生再分布，其具体变化程度取决于具体的热氧化工艺条件，而电池正面硼发射极的最终掺杂曲线分布(也即硼表面掺杂浓度、结深和方块电阻)也是在本步的热氧化工艺之后才最终形成的。因此在实际电池工艺制备流程中，可以通过联合调整优化硼扩散和热氧化工艺参数，来获得最终满足设计要求的硼发射极分布，一般地，最终的正面硼发射极表面浓度为5E18cm^-3-5E19cm^-3(优选：9E18cm^-3-2E19cm^-3)，方块电阻为50-200Ω/□(优选：70-120Ω/□)。此外，在本步的热氧化过程中，所述n型硅片背面也会伴随性的生成二氧化硅层。

步骤6：去除所述n型硅片背面的二氧化硅层。使用氢氟酸水上漂的方法去除硅片背面二氧化硅层，在去除过程中，硅片正面由于水膜的覆盖正面二氧化硅层因被保护不会被去除，本步完成后硅片背面和边沿的二氧化硅层被完全去除，正面二氧化硅层被保留。氢氟酸水上漂条件：氢氟酸溶液浓度为3-40％，工艺时间10-600s。

步骤7：对所述n型硅片背面进行抛光。通过碱抛光的方法对所述n型硅片背面进行抛光，由于硅片正面的二氧化硅层与碱溶液反应较慢，二氧化硅层厚度虽然会有所降低，但不会被碱溶液抛光。碱抛光条件可以是：碱溶液选择常用的氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液，碱溶液的浓度为1.5-20％，抛光添加剂浓度为0.05-5％，溶液温度为45-85℃，抛光时间为10-600s。其中的抛光添加剂是指含有脂肪醇聚氧乙烯醚等物质的化学品，具有进一步降低二氧化硅层在碱溶液中反应速率的功能。碱抛光后，所述n型硅片正面二氧化硅层被部分刻蚀，厚度约减薄至5-95nm。

步骤8：在所述n型硅片背面制备钝化接触层。所述钝化接触层包括隧穿氧化硅层和掺磷多晶硅层。其中，隧穿氧化硅层厚度0.5-2nm(优选：1.2-1.6nm)，掺磷多晶硅层厚度20-200nm(优选：70-150nm)。制备钝化接触层的方法本发明不做限定，使用业内常规制备方法即可。隧穿氧化硅层的制备，具体方法可通过热氧化、硝酸氧化、臭氧氧化、等离子增强化学气相沉积等方法实现，也不限于此。掺磷多晶硅层的具体制备方法，例如，可以通过低压化学气相沉积、等离子增强化学气相沉积或物理气相沉积等方法制备本征非晶硅，然后采用三氯氧磷扩散，或离子注入结合退火，来完成磷掺杂。或者，可以在PECVD沉积非晶硅时，通入磷烷(工艺气体一般是硅烷、氢气和磷烷，以及氮气)来在线掺入磷掺杂剂，然后再通过退火来完成非晶硅到多晶硅的晶化以及磷掺杂的激活和再分布。在掺磷多晶硅层制备完成后，所述n型硅片正面边沿因绕镀现象或多或少会出现绕镀的掺磷多晶硅。

步骤9：制备背面氮化硅层。具体制备方法不限，比如可以通过等离子体增强化学气相沉积、低压化学气相沉积、物理气相沉积等方法来制备。需要强调的是，所述的背面氮化硅层有如下几种功能，第一方面，可以作为后续金属化的缓冲阻挡层，用来缓冲阻挡金属在后续烧结退火中过多地扩散穿过多晶硅层和隧穿氧化硅层而进入硅衬底，最理想的是将金属完全限制在多晶硅层内；第二方面，也可以同时作为去除所述n型硅片正面绕镀的掺磷多晶硅的掩膜层；第三方面，这层背面氮化硅还可以作为在所述n型钝化接触电池应用于双面发电环境下的背面减反射层，从而增加电池双面发电的综合效率(继而增加组件和光伏***的发电量)。制备的背面氮化硅层厚度为90-180nm，折射率为1.9-2.3。

步骤10：通过碱溶液刻蚀的方法去除所述n型硅片正面绕镀的掺磷多晶硅。绕镀的掺磷多晶硅位于正面二氧化硅层上方，绕镀的掺磷多晶硅直接与碱溶液接触并发生反应；正面二氧化硅层位于正面硼发射极上方，二氧化硅层直接与碱溶液接触并发生反应；背面氮化硅层位于背面钝化接触层上方，背面氮化硅层直接与碱溶液接触并发生反应。由于多晶硅与碱溶液反应速度快于氧化硅和氮化硅与碱溶液的反应速度，在预设时间内，绕镀的掺磷多晶硅被完全去除，正面二氧化硅层被少量去除，正面二氧化硅层厚度约减薄至3-20nm，背面氮化硅层也被少量去除，背面氮化硅层厚度约减薄至60-150nm。碱溶液具体可选用氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，碱溶液刻蚀条件：碱溶液浓度为0.5-10％，溶液温度为25-70℃，刻蚀时间为5-1200s。

步骤11：制备正面氮化硅层。通过等离子体增强化学气相沉积、物理气相沉积等方法制备正面氮化硅层。正面氮化硅层与正面氧化硅层叠加作为正面钝化减反层。正面氮化硅层厚度50-80nm，折射率1.9-2.3。

步骤12：在所述n型硅片两面制备金属电极。所述金属电极包括硅片正面金属电极和背面金属电极。使用行业内常规金属化制备方法即可，例如，丝网印刷、电镀、溅射等。需要注意的是，若步骤3中制备的是选择性发射极，正面金属电极应位于正面发射极中的重掺杂区域的正上方。

本发明通过步骤3制备正面发射极、步骤4去除硅片表面硼硅玻璃、步骤5制备硅片正面二氧化硅层来形成电池最终的正面发射极，同时在硅片正面生成二氧化硅层作为步骤7对硅片进行背面抛光时的掩膜层、作为步骤10去除绕镀的掺磷多晶硅时的掩膜层、作为正面钝化层。

需要说明的是，本发明考虑到步骤3制备正面发射极时形成的硼硅玻璃厚度不均匀，且硼硅玻璃中含有高浓度的硼元素，会降低钝化效果，不适合作为钝化减反层。此外，硼硅玻璃中含有高含量的硼元素，且由于硼硅玻璃中含有高浓度的硼元素，如果不事先去除，易在步骤8中进入绕镀的掺磷多晶硅中，导致绕镀的掺磷多晶硅难以在步骤10中难以被去除。通过热氧化方式在硼发射极上制备的氧化硅厚度均匀、钝化效果出色，不含有高浓度的硼元素。因此，本发明在去除硼硅玻璃后通过热氧化方式在硅片正面形成一定厚度的二氧化硅层，一方面作为正面发射极的钝化层，另一方面还可以作为后续的抛光步骤掩膜层和去除绕镀的掺磷多晶硅步骤的掩膜层。

由于步骤5制备硅片正面二氧化硅层时硅片背面也会生成二氧化硅层，二氧化硅层与碱溶液反应速度慢，为保证步骤7能够顺利进行，本发明在抛光前增加步骤6以去除硅片背面的二氧化硅层。本发明通过步骤6去除硅片背面的二氧化硅层以及通过步骤7对硅片背面进行抛光来实现硅片背面的抛光和边沿隔离，由此替代业内常用的通过氢氟酸+硝酸的刻蚀体系。本发明这种碱抛光的效果优于氢氟酸+硝酸的刻蚀体系，抛光后硅片背面为光滑的抛光面，不仅能有效地提升了电池对长波段光的利用率，并且不会产生含氮类有毒气体，更加环保。由于步骤7时硅片正面存在二氧化硅层，硅片背面没有二氧化硅层，硅片背面会被碱溶液抛光，硅片正面不会被碱溶液抛光，只是厚度会有小幅降低，对其钝化性能几乎没有影响。

本发明通过步骤9制备背面氮化硅层，然后通过步骤10去除硅片正面绕镀的掺磷多晶硅。相比使用硼硅玻璃作为步骤10中的正面掩膜层，使用二氧化硅层作为去除绕镀的掺磷多晶硅时正面掩膜层时二氧化硅层均匀性更好并且与碱溶液反应速率更低，对正面发射极保护效果更好；且二氧化硅层中不含有高浓度的硼元素，不会使硼元素大量进入绕镀的掺磷多晶硅中，能够使绕镀的掺磷多晶硅在碱溶液中快速反应从而被去除。相比业内其它去除绕镀的掺磷多晶硅方法，本发明可在步骤10去除绕镀的掺磷多晶硅之后，能够保留一部分正面二氧化硅层作为正面钝化层，也能够保留一部分背面氮化硅层作为后续的金属化缓冲阻挡层和背面减反射层。

这里还需要说明的是，本发明所述的正面二氧化硅层在电池制备过程中起到了背面碱抛光和去除绕镀的掺磷多晶硅的掩膜层，在电池制备完成之后正面的这层二氧化硅则起到了正面钝化减反膜作用；类似地，本发明所述的背面氮化硅层在电池制备中起到了去除绕镀的掺磷多晶硅的掩膜层和金属化缓冲阻挡层的作用，而在电池制备完成之后这层背面氮化硅则起到背面减反射层(在双面发电情况下)的作用。因此在电池制备中，可以通过电池制备工艺流程的优化设计和整合，比如初始制备的正面二氧化硅(或背面氮化硅)的厚度，碱抛光工艺、掺磷多晶硅厚度以及去除绕镀的掺磷多晶硅的碱溶液刻蚀工艺等几项工艺参数的联合设计、优化和整合，来获得最终电池端的优化的正面二氧化硅和背面氮化硅的膜层厚度，从而获得良好的电池光电转换效率。

通过本发明所述的方法，极大的缩短了n型钝化接触电池的制备流程，大大降低了电池制备成本。

结合图2所示，本发明还公开一种n型钝化接触电池，可采用上述方法制备。该n型钝化接触电池主要包括n型硅衬底1、正面发射极2、正面二氧化硅层3、正面氮化硅层4、正面金属电极5、背面钝化接触层6、背面氮化硅层7、背面金属电极8。其中，电池正面发射极上方覆盖的二氧化硅层和氮化硅层共同组成的正面钝化减反层；电池背面的表面形貌为光滑的抛光面，电池背面抛光面上覆盖钝化接触层(也即由隧穿氧化硅层和掺磷多晶硅层共同组成)以及氮化硅层。该电池具有出色的表面钝化效果和对长波段光的利用率。

基于上述方法，为进一步说明本发明的技术方案，下面给出一个具体的n型钝化接触电池制备方法实施例，该方法主要包括以下步骤：

1)选取一种(100)晶向的n型单晶硅片，硅片电阻率约为1Ω·cm。

2)使用碱制绒的方法在所述n型硅片表面制备随机金字塔形貌的绒面。

3)使用炉管硼扩散的方法在所述n型硅片正面制备均匀发射极，正面发射极方块电阻为80Ω/□。在炉管硼扩散结束后，硅片表面会生成一层硼硅玻璃。

4)使用氢氟酸清洗的方法去除所述n型硅片表面硼硅玻璃。氢氟酸清洗条件：氢氟酸浓度为10％，清洗时间为20min。

5)使用炉管热氧化的方法在所述n型硅片正面制备硅片正面二氧化硅层，作为正面钝化层和去除绕镀的掺磷多晶硅步骤的掩膜层。所用炉管热氧化条件：氧化温度为950℃，时间为60min，氧气比例为50％，稀释气体为氮气。所制备的二氧化硅层厚度约为40nm。在本步骤的热氧化之后，正面硼发射极的表面浓度最终变为1E19cm^-3，方块电阻最终变为100Ω/□。此外在本步的热氧化过程中，所述n型硅片背面也会伴随性的生成二氧化硅层。

6)使用氢氟酸水上漂的方法去除所述n型硅片背面二氧化硅层，硅片正面覆盖水膜以保护正面二氧化硅层不会被去除，本步完成后硅片背面和边沿二氧化硅层被完全去除，正面二氧化硅层被保留。氢氟酸水上漂条件：氢氟酸溶液浓度为5％，刻蚀时间120s。

7)使用碱抛光的方法对所述n型硅片背面进行抛光。由于硅片正面的二氧化硅层与碱溶液反应较慢，二氧化硅层厚度会降低，硅片正面不会被碱溶液抛光。碱溶液选用氢氧化钾水溶液。碱抛光条件：氢氧化钾浓度为3％，抛光添加剂浓度为1％，溶液温度为60℃，抛光时间为200s。抛光添加剂指含有脂肪醇聚氧乙烯醚等物质的化学品，具有进一步降低二氧化硅在碱溶液中反应速率的功能。碱抛光后，所述n型硅片正面二氧化硅层厚度减小了约10nm。

8)使用低压化学气相沉积加热退火的方法在所述n型硅片背面制备钝化接触层。钝化接触层包括隧穿氧化硅层和掺磷多晶硅层。其中，隧穿氧化硅层厚度为1.5nm，掺磷多晶硅层厚度为100nm。在制备钝化接触层后，所述n型硅片正面边沿因绕镀现象会出现绕镀的掺磷多晶硅。

9)使用等离子体增强化学气相沉积的方法制备背面氮化硅层。背面氮化硅层同时作为去除绕镀的掺磷多晶硅的掩膜层、金属化缓冲阻挡层和背面减反射层。背面氮化硅层厚度100nm，折射率为2.0。

10)使用碱溶液刻蚀的方法去除所述n型硅片正面绕镀的掺磷多晶硅。碱溶液选用氢氧化钾水溶液，碱溶液刻蚀条件：碱溶液浓度为5％，溶液温度为60℃，刻蚀时间为100s。碱溶液刻蚀后绕镀的掺磷多晶硅被完全去除，所述n型硅片正面二氧化硅层厚度剩余约15nm，背面氮化硅层厚度剩余约80nm。

11)使用等离子体增强化学气相沉积的方法制备正面氮化硅层。正面氮化硅层厚度为60nm，折射率为2.0。正面氮化硅层与正面氧化硅层叠加作为正面钝化减反层。

12)使用丝网印刷加烧结的方法在所述n型硅片两面制备金属电极。两面的金属电极均按照等间距栅线状分布。

最后需要说明的是，尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (14)

1.一种n型钝化接触电池制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一种n型硅片，在所述硅片表面制备绒面结构；

在硅片正面制备硼发射极；

去除硼发射极制备过程中在硅片表面形成的硼硅玻璃；

通过热氧化方式在硅片表面制备二氧化硅层；所述二氧化硅层作为正面钝化层，以及后续抛光步骤和去除硅片绕镀的掺磷多晶硅步骤的掩膜层；

去除硅片背面和边沿的二氧化硅层，硅片正面的二氧化硅层被保留；

通过碱抛光方式对硅片背面进行抛光，以在硅片背面形成抛光面结构，在此过程中，硅片正面的二氧化硅层被部分刻蚀，厚度有所减薄；

在硅片背面制备钝化接触层，所述钝化接触层包括隧穿氧化硅层和掺磷多晶硅层；

在硅片背面制备氮化硅层，所述背面氮化硅层作为金属化缓冲阻挡层、背面减反射层和去除绕镀的掺磷多晶硅的掩膜层；

通过碱溶液刻蚀的方式去除钝化接触层制备步骤中在硅片正面形成的绕镀的掺磷多晶硅，在此过程中，绕镀的掺磷多晶硅被完全刻蚀，正面二氧化硅层和背面氮化硅层被部分刻蚀，厚度有所减薄；

在硅片正面制备氮化硅层，所述正面氮化硅层与正面氧化硅层叠加作为正面钝化减反层；

在硅片正、背面制备金属电极。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在硅片表面制备的二氧化硅层厚度为10-100nm；去除绕镀的掺磷多晶硅后，正面二氧化硅层的厚度为3-20nm。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在硅片表面制备的二氧化硅层厚度为30-50nm。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热氧化工艺通过热氧化炉管或者链式的快速热处理炉来实现。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述热氧化的条件为：氧化温度为700-1100℃，时间为5-120min，氧气比例为20-100％，稀释气体为氮气。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用氢氟酸水上漂的方式去除硅片背面和边沿的二氧化硅层，所述氢氟酸水上漂的条件为：氢氟酸溶液浓度为3-40％，工艺时间为10-600s。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对硅片背面进行碱抛光的条件是：选用浓度为1.5-20％的氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液，抛光添加剂浓度为0.05-5％，溶液温度为45-85℃，抛光时间为10-600s，所述抛光添加剂用于降低二氧化硅层在碱溶液中反应速率。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，去除绕镀的掺磷多晶硅后，背面氮化硅层的厚度为60-150nm。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在硅片背面制备的氮化硅层的厚度为90-180nm，折射率为1.9-2.3。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，去除绕镀的掺磷多晶硅的碱溶液选用氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，碱溶液浓度为0.5-10％，溶液温度为25-70℃，刻蚀时间为5-1200s。

11.一种n型钝化接触电池，其特征在于，采用权利要求1至10任意一项方法制备获得；所述n型钝化接触电池包括n型硅衬底，位于n型硅衬底正面的硼发射极、正面钝化减反层、正面金属电极，以及位于n型硅衬底背面的背面钝化接触层、背面氮化硅层和背面金属电极；所述n型硅衬底背面为抛光面结构；所述正面钝化减反层包括在硼发射极上依次形成的正面二氧化硅层和正面氮化硅层；所述背面钝化接触层包括隧穿氧化硅层和掺磷多晶硅层。

12.如权利要求11所述的n型钝化接触电池，其特征在于，所述正面二氧化硅层的厚度为3-20nm，所述背面氮化硅层的厚度为60-150nm。

13.如权利要求12所述的n型钝化接触电池，其特征在于，所述隧穿氧化硅层厚度为0.5-2nm，掺磷多晶硅层厚度为20-200nm；所述正面氮化硅层厚度50-80nm，折射率1.9-2.3；所述正面硼发射极表面浓度为5E18 cm^-3-5E19 cm^-3，正面硼发射极方块电阻为50-200Ω/□。

14.如权利要求13所述的n型钝化接触电池，其特征在于，所述隧穿氧化硅层厚度为1.2-1.6nm，掺磷多晶硅层厚度为70-150nm；所述正面硼发射极表面浓度为9E18 cm^-3-2E19cm^-3，正面硼发射极方块电阻为70-120Ω/□。

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