CN117976775A - 太阳能电池的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种太阳能电池的制造方法,包括:提供具有相对的第一面及第二面的基底,第一面包括交替分布的第一区和第二区,第一面上依次形成有目标掺杂半导体层及目标掺杂介质层;在第二面上形成第一掺杂层,同步在目标掺杂介质层上形成第二掺杂层,第一掺杂层的掺杂类型与目标掺杂半导体层的掺杂类型不同;进行图形化工艺,以去除第一区对应的第二掺杂层,图形化工艺包括局部激光照射工艺;刻蚀去除第一区对应的目标掺杂介质层;刻蚀去除第一区对应的目标掺杂半导体层,还去除第二区对应的第二掺杂层;刻蚀去除第二区对应的目标掺杂介质层,保留第二区对应的目标掺杂半导体层。本申请实施例可以减轻激光照射工艺对太阳能电池造成的损伤。
Description
技术领域
本申请实施例涉及光伏技术领域,特别涉及一种太阳能电池的制造方法。
背景技术
光伏发电是指通过半导体的光生伏特效应将太阳能转换为电能,例如TOPCON(Tunnel Oxide Passivated Contact,隧穿氧化层钝化接触)电池以其较好的光电转换性能而受到越来越多的关注。
TOPCON电池是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触太阳能电池技术。TOPCON电池的正面具有发射极,发射极与TOPCON电池的基底构成PN结。其中,制作局部的发射极是一种降低太阳能电池表面复合的重要手段,目前常采样激光照射工艺图形化初始发射极,以形成局部的发射极。然而激光照射工艺会对在基底的表面形成物理损伤,影响太阳能电池的性能。
因此,目前制备局部的发射极的方法有待改善。
发明内容
本申请实施例提供一种太阳能电池的制造方法,至少有利于在制备太阳能电池的过程中,减轻激光照射工艺对太阳能电池造成的损伤。
根据本申请一些实施例,本申请实施例一方面提供一种太阳能电池,包括:提供基底,所述基底具有相对的第一面及第二面,所述第一面包括交替分布的第一区和第二区,所述第一面上形成有目标掺杂半导体层,所述目标掺杂半导体层背离所述第一面的表面上形成有目标掺杂介质层;在所述第二面上形成第一掺杂层,且同步在所述目标掺杂介质层上形成第二掺杂层,所述第一掺杂层的掺杂类型与所述目标掺杂半导体层的掺杂类型不同;进行图形化工艺,以去除所述第一区对应的所述第二掺杂层,并露出所述第一区对应的所述目标掺杂介质层,其中,所述图形化工艺包括局部激光照射工艺;刻蚀去除所述第一区对应的所述目标掺杂介质层,以露出所述第一区对应的所述目标掺杂半导体层;刻蚀去除所述第一区对应的所述目标掺杂半导体层,且还刻蚀去除所述第二区对应的所述第二掺杂层,露出所述第二区对应的所述目标掺杂介质层;刻蚀去除所述第二区对应的所述目标掺杂介质层,保留所述第二区对应的所述目标掺杂半导体层作为掺杂半导体部。
在一些实施例中,形成所述第一掺杂层及所述第二掺杂层的步骤,包括:在所述第二面上形成第一本征半导体层,并同步在所述目标掺杂介质层上形成第二本征半导体层;在所述第一本征半导体层上形成第一掺杂介质层,并同步在所述第二本征半导体层上形成第二掺杂介质层;将所述第一掺杂介质层中的掺杂元素推进至所述第一本征半导体层中,以形成第一掺杂半导体层,以及将所述第二掺杂介质层中的掺杂元素推进至所述第二本征半导体层中,以形成第二掺杂半导体层,所述第一掺杂层包括所述第一掺杂介质层和所述第一掺杂半导体层,所述第二掺杂层包括所述第二掺杂介质层和所述第二掺杂半导体层;所述刻蚀去除所述第二区对应的所述目标掺杂介质层的步骤中,还同步刻蚀去除所述第一掺杂介质层。
在一些实施例中,所述图形化工艺包括:采用所述局部激光照射工艺去除所述第一区对应的所述第二掺杂介质层,并去除所述第一区对应的所述第二掺杂半导体层。
在一些实施例中,所述局部激光照射工艺的功率为25W-55W。
在一些实施例中,所述图形化工艺包括:采用所述局部激光照射工艺去除所述第一区对应的所述第二掺杂介质层;在去除所述第一区对应的所述第二掺杂介质层之后,采用碱性溶液对所述第一区对应的所述第二掺杂半导体层进行刻蚀去除,以去除所述第一区对应的所述第二掺杂层。
在一些实施例中,所述局部激光照射工艺的功率为10W-40W。
在一些实施例中,所述第二掺杂半导体层的厚度不小于所述第一掺杂半导体层的厚度。
在一些实施例中,所述刻蚀去除所述第一区对应的所述目标掺杂介质层的步骤中,还同步刻蚀去除所述第二区对应的所述第二掺杂介质层;在刻蚀去除所述第一区对应的所述目标掺杂介质层之后,刻蚀去除所述第一区对应的所述目标掺杂半导体层,并同步刻蚀去除所述第二区对应的所述第二掺杂半导体层,以去除所述第二区对应的所述第二掺杂层。
在一些实施例中,采用碱性溶液,对所述第一区对应的所述目标掺杂半导体层进行刻蚀处理,以刻蚀去除所述第一区对应的所述目标掺杂半导体层,并露出所述第一区对应的所述第一面;在对所述第一区对应的所述目标掺杂半导体层进行刻蚀处理之后,还利用所述碱性溶液对所述第一区对应的所述第一面进行制绒处理。
在一些实施例中,所述对所述第一区对应的所述目标掺杂半导体层进行刻蚀处理步骤的工艺参数包括:所述碱性溶液包括NaOH溶液,所述NaOH溶液的质量百分比为0.5%-5%,工艺温度为60℃-80℃,工艺时间为100s-1000s。
在一些实施例中,采用酸性溶液对所述第二区对应的所述目标掺杂介质层进行刻蚀处理,以刻蚀去除所述第二区对应的所述目标掺杂介质层;其中,所述刻蚀去除所述第二区对应的所述目标掺杂介质层步骤的工艺参数包括:所述酸性溶液包括HF溶液,所述HF溶液的质量百分比为10%—70%,工艺时间为50s-70s。
在一些实施例中,所述第二掺杂层为掺杂有第一掺杂元素的半导体材料层;在刻蚀去除所述第一区对应的所述目标掺杂介质层之后,同步刻蚀去除所述第一区对应的目标掺杂半导体层和所述第二区对应的所述第二掺杂层。
在一些实施例中,所述目标掺杂介质层的厚度为100nm-200nm。
在一些实施例中,所述制造方法还包括:形成第一钝化层,所述第一钝化层位于所述掺杂半导体部背离所述基底的表面上,且位于所述第二区对应的所述基底表面上;形成第一电极,所述第一电极贯穿所述第一钝化层,以与所述掺杂半导体部接触电连接。
在一些实施例中,在形成所述第一掺杂层之前,在所述第二面上形成隧穿层;所述隧穿层的厚度不大于2.5nm。
本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点:
本申请实施例提供的太阳能电池的制造方法中,在第一面形成目标掺杂半导体层和目标掺杂介质层之后,然后同步在第二面形成第一掺杂层,并在目标掺杂介质层上形成第二掺杂层;在后续的局部激光照射工艺步骤中,第二掺杂层能够保护第二区对应的目标掺杂半导体层和目标掺杂介质层,第一区对应的目标掺杂介质层和目标掺杂半导体层则能够减轻激光对第一区对应的基底造成的损伤;在图形化工艺之后,第一区对应的目标掺杂介质层与第二区对应的第二掺杂层构成台阶式结构,依次去除第一区对应的目标掺杂介质层、第一区对应的目标掺杂半导体层和第二区对应的第二掺杂层、第二区对应的目标掺杂介质层,如此,在图形化工艺之后执行的每一次刻蚀步骤中,第一区对应的膜层要少于第二区对应的膜层,以保证在图形化工艺之后执行的对第一区的膜层去除步骤中,第二区多于第一区对应的膜层能够作为刻蚀步骤的掩膜,无需额外步骤形成掩膜,有利于减少工艺步骤,降低工艺成本。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制;为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中提供基底的步骤对应的结构示意图;
图2为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中进行图形化工艺的步骤对应的结构示意图;
图3为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中刻蚀去除第一区对应的目标掺杂介质层的步骤对应的结构示意图;
图4为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中刻蚀去除第一区对应的目标掺杂半导体层的步骤对应的结构示意图;
图5为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中刻蚀去除第二区对应的目标掺杂介质层的步骤对应的结构示意图;
图6为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中形成第一钝化层的步骤对应的结构示意图;
图7为本申请另一实施例提供的另一种太阳能电池的制造方法中提供基底的步骤对应的结构示意图;
图8为本申请另一实施例提供的另一种太阳能电池的制造方法中进行图形化工艺的步骤对应的结构示意图;
图9为本申请另一实施例提供的另一种太阳能电池的制造方法中刻蚀去除第一区对应的目标掺杂介质层的步骤对应的结构示意图;
图10为本申请另一实施例提供的另一种太阳能电池的制造方法中刻蚀去除第一区对应的目标掺杂半导体层的步骤对应的结构示意图;
图11为本申请另一实施例提供的另一种太阳能电池的制造方法中刻蚀去除第二区对应的目标掺杂介质层的步骤对应的结构示意图;
图12为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中形成第一钝化层的步骤对应的结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知,目前制备局部的发射极的方法有待改善。
本申请实施例提供一种太阳能电池的制造方法中,在第一面形成目标掺杂半导体层和目标掺杂介质层之后,然后同步在第二面形成第一掺杂层,并在目标掺杂介质层上形成第二掺杂层;在后续的局部激光照射工艺步骤中,第二掺杂层能够保护第二区对应的目标掺杂半导体层和目标掺杂介质层,第一区对应的目标掺杂介质层和目标掺杂半导体层则能够减轻激光对第一区对应的基底造成的损伤;在图形化工艺之后,第一区对应的目标掺杂介质层与第二区对应的第二掺杂层构成台阶式结构,依次去除第一区对应的目标掺杂介质层、第一区对应的目标掺杂半导体层和第二区对应的第二掺杂层、第二区对应的目标掺杂介质层,如此,在图形化工艺之后执行的每一次刻蚀步骤中,第一区对应的膜层要少于第二区对应的膜层,以保证在图形化工艺之后执行的对第一区的膜层去除步骤中,第二区多于第一区对应的膜层能够作为刻蚀步骤的掩膜,无需额外步骤形成掩膜,有利于减少工艺步骤,降低工艺成本。
如本文中所使用,描述为彼此“相邻”的特征(例如,区、结构、装置)意指并包含彼此最接近(例如,最靠近)定位的具有一或多个所公开标识的特征。不匹配“相邻”特征的一或多个所公开标识的额外特征(例如,额外区、额外结构、额外装置)可安置于“相邻”特征之间。换句话说,“相邻”特征可定位成直接彼此邻近,使得无其它特征介入于“相邻”特征之间;或“相邻”特征可定位成彼此间接邻近,使得具有除与至少一个“相邻”特征相关联的标识以外的标识的至少一个特征定位在“相邻”特征之间。因此,描述为彼此“竖直相邻”的特征意指并包含位于彼此竖直最接近(例如,竖直最靠近)处的一或多个标识所公开的特征。此外,描述为彼此“水平相邻”的特征意指并包含位于彼此最水平接近(例如,最水平靠近)处的一或多个所公开标识的特征。
以下描述中,在第一部件上方或者上形成或设置有第二部件,或者,在第一部件表面上形成或设置有第二部件,或者,在第一部件一侧形成或设置有第二部件,可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例,并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以额外的部件,从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。为了简单和清楚起见,可以以不同比例任意绘制各种部件。在附图中,为了简化,可以省略一些层/部件。
如无特别说明,在第一部件表面形成或设置有第二部件,指的是第一部件与第二部件直接相接触。
其中,上述的“部件”可以指,层、膜、区域、部分、结构等。
而且,为便于描述,在此可以使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等间隔相对术语,以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)原件或部件的关系。除了图中所示的方位外,间隔相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。器件可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位上),而本文使用的间隔相对描述符可以同样地作出相应的解释。另外,术语“由…制成”可以表示“包含”或“由…组成”。此外,在随后的制造工艺中,在所描述的操作期间/之间可能存在一个或多个附加操作,并且操作顺序可以改变。在以下实施例中,术语“上部”,“在…上方”和/或“上方”是沿着与前表面和后表面的距离增加的方向定义的。如在实施例中说明的材料、配置、尺寸、工艺和/或操作可以在其它实施例中采用,并且可以省略其详细描述。
如本文中所使用,例如“下面”、“下方”、“下部”、“底部”、“上方”、“上部”、“顶部”、“前”、“后”、“左”、“右”等空间相对术语可为了易于描述而用于描述如图中所说明的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。除非另外规定,否则除图示中所描绘的定向之外,空间相对术语意图涵盖材料的不同定向。举例来说,如果图示中的材料倒置,那么被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”或“下”或“底部”的元件将定向于所述其它元件或特征的“上方”或“顶部”。因此,术语“下方”可取决于使用术语的上下文涵盖上方及下方两种定向,这对于所属领域的一般技术人员将是显而易见的。材料可以其它方式定向(例如,旋转90度、倒置、翻转),且本文中所使用的空间相对描述词可相应地进行解释。
如本文中所使用,除非上下文另外明确指示,否则单数形式“一(a/an)”和“所述”既定同样包含复数形式。
如本文中所使用,“和/或”包含相关联所列项中的一或多个的任何和所有组合。
如本文中所使用,关于给定参数、性质或条件的术语“大体上”或者“基本上”意指并包含所属领域的一般技术人员将理解的给定参数、性质或条件符合偏差度(例如在可接受公差内)的程度。借助于实例,取决于大体上满足的特定参数、性质或条件,参数、性质或条件可满足至少90.0%、满足至少95.0%、满足至少99.0%、满足至少99.9%,或甚至满足100.0%。
如本文中所使用,参考特定参数的数值的“约”、“大致”或“大约”包含所述数值,且所属领域的一般技术人员将理解的与所述数值的偏差度在特定参数的可接受公差内。举例来说,关于数值的“约”或“大约”可包含额外数值,所述额外数值在所述数值的90.0%到110.0%范围内,例如在所述数值的95.0%到105.0%范围内、在所述数值的97.5%到102.5%范围内、在所述数值的99.0%到101.0%范围内、在所述数值的99.5%到100.5%范围内或在所述数值的99.9%到100.1%范围内。
如本文中所使用,“导电材料”意指并包含例如以下中的一或多种的导电材料:金属(例如,钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)、铌(Nb)、钒(V)、铪(Hf)、钽(Ta)、铬(Cr)、锆(Zr)、铁(Fe)、钌(Ru)、锇(Os)、钴(Co)、铑(Rh)、铱(Ir)、镍(Ni)、钯(Pa)、铂(Pt)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铝(Al))、合金(例如,基于Co的合金、基于Fe的合金、基于Ni的合金、基于Fe和Ni的合金、基于Co和Ni的合金、基于Fe和Co的合金、基于Co和Ni和Fe的合金、基于AI的合金、基于Cu的合金、基于镁(Mg)的合金、基于Ti的合金、钢、低碳钢、不锈钢)、含导电金属材料(例如,导电金属氮化物、导电金属硅化物、导电金属碳化物、导电金属氧化物)和导电掺杂半导体材料(例如,导电掺杂多晶硅、导电掺杂锗(Ge)、导电掺杂硅锗(SiGe))。另外,“导电结构”意指并包含由导电材料形成且包含导电材料的结构。
如本文中所使用,“绝缘材料”意指并包含例如以下中的一或多种的电绝缘材料:至少一种介电氧化物材料(例如,氧化硅(SiOx)、磷硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼磷硅酸盐玻璃、氟硅酸盐玻璃、氧化铝(AlOx)、氧化铪(HfOx)、氧化铌(NbOx)、氧化钛(TiOx)、氧化锆(ZrOx)、氧化钽(TaOx)和氧化镁(MgOx)中的一或多种);至少一种介电氮化物材料(例如,氮化硅(SiNy));至少一种介电氮氧化物材料(例如,氮氧化硅(SiOxNy));至少一种介电碳氧化物材料(例如,碳氧化硅(SiOxCy));至少一种氢化介电碳氧化物材料(例如,氢化碳氧化硅(SiCxOyHz));以及至少一种介电碳氧氮化物材料(例如,碳氧氮化硅(SiOxCzNy))。本文中包含“x”、“y”和“z”中的一或多个的化学式(例如,SiOx、AlOx、HfOx、NbOx、TiOx、SiNy、SiOxNy、SiOxCy、SiCxOyHz、SiOxCzNy)表示含有一个元素的“x”个原子、另一元素的“y”个原子以及额外元素(如果存在)的“z”个原子针对另一元素(例如,Si、Al、Hf、Nb、Ti)的每一个原子的平均比的材料。由于化学式表示相对原子比而非严格的化学结构,因此绝缘材料可包括一或多种化学计量化合物和/或一或多种非化学计量化合物,并且“x”、“y”和“z”(如果存在)的值可为整数或可为非整数。如本文中所使用,术语“非化学计量化合物”意指并包含具有无法由明确定义的自然数的比率表示且违反定比定律的某一元素组成的化合物。另外,“绝缘结构”意指并包含由绝缘材料形成且包含绝缘材料的结构。
除非上下文另有指示,否则本文中所描述的材料可通过任何合适的技术形成,所述技术包含但不限于旋涂、毯覆式涂布、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强CVD(PECVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强ALD(PEALD)、物理气相沉积(PVD)(例如,溅镀),或外延生长。取决于要形成的特定材料,用于沉积或生长所述材料的技术可由所属领域的一般技术人员选择。另外,除非上下文另有指示,否则本文中所描述的材料去除可通过任何合适的技术实现,所述技术包含但不限于蚀刻(例如,干式蚀刻、湿式蚀刻、气相蚀刻)、离子铣削、研磨平面化(例如,化学机械平面化(CMP))或其它已知方法。
本文使用的术语“半导体”可以指例如材料层、基底、晶圆或衬底,并且包含任何基底半导体结构。“半导体”应理解为包含硅蓝宝石(SOS)技术、硅绝缘体(SOI)技术、薄膜晶体管(TFT)技术、掺杂和未掺杂的半导体、由基底半导体结构支撑的外延硅层以及本领域的技术人员众所周知的其它半导体结构。此外,当在以下描述中引用半导体时,可能已经利用先前的工艺步骤在基底半导体结构中形成了区域/结,并且术语半导体可以包含含有此类区域/结的底层。
下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本申请各实施例中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
图1至图6为本申请实施例提供的太阳能电池的制造方法各步骤对应的结构示意图。其中,图1为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中提供基底的步骤对应的结构示意图。
参考图1,提供基底100,基底100具有相对的第一面101及第二面102,第一面101包括交替分布的第一区1和第二区2,第一面101上形成有目标掺杂半导体层103,目标掺杂半导体层103背离第一面101的表面上形成有目标掺杂介质层104。
本申请实施例所提供的太阳能电池可以为发射极及背面钝化电池(PassivatedEmitter Rear Cell,PERC)或者隧穿氧化层钝化接触电池等,此处仅做举例,并不具体限定。
基底100用于接收入射光线并产生光生载流子。在一些实施例中,基底100可以为半导体基底。
在一些实施例中,基底100的材料可以为元素半导体材料。具体地,元素半导体材料由单一元素组成,例如可以是硅或者锗。其中,元素半导体材料可以为单晶态、多晶态、非晶态或者微晶态(同时具有单晶态和非晶态的状态,称为微晶态),例如,硅可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅或者微晶硅中的至少一种。
在一些实施例中,基底100的材料也可以是化合物半导体材料。常见的化合物半导体材料包括但不限于锗化硅、碳化硅、砷化镓、镓化铟、钙钛矿、碲化镉、铜铟硒等材料。
基底100也可以为蓝宝石基底、绝缘体上的硅基底或者绝缘体上的锗基底。
基底100可以为N型半导体基底或者P型半导体基底。N型半导体基底内掺杂有N型掺杂元素,N型掺杂元素可以为磷(P)元素、铋(Bi)元素、锑(Sb)元素或砷(As)元素等Ⅴ族元素中的任意一者。P型半导体基底内掺杂有P型元素,P型掺杂元素可以为硼(B)元素、铝(Al)元素、镓(Ga)元素或铟(In)元素等Ⅲ族元素中的任意一者。
在一些实施例中,太阳能电池为单面电池,则基底100的第一面101可以作为受光面,用于接收入射光线,第二面102作为背光面。在一些实施例中,太阳能电池为双面电池,则基底100的第一面101和第二面102均可以作为受光面,均可用于接收入射光线。可以理解的是,本申请实施例中所指的背光面也能够接收入射光线,只是对入射光线的接收程度弱于受光面对入射光线的接收程度,因而被定义为背光面。
在一些实施例中,可以对基底100的第二面102进行制绒工艺,以在基底100的第二面102形成绒面,如此,可以增强基底100的第二面102对入射光线的吸收利用率。在一些实施例中,绒面可以为金字塔绒面,金字塔绒面作为一种常见的绒面,不仅会使基底100表面的反射率减小,还可形成光陷阱,增强基底100对入射光线的吸收效果,提升太阳能电池的光电转换效率。在一些实施例中,基底100的第二面102也可以为抛光面。
目标掺杂半导体层103用于经后续的图形化工艺等形成掺杂半导体部,本申请实施例中,目标掺杂半导体层103的掺杂类型可以与基底100的掺杂类型不同。例如,基底100内可以掺杂有P型掺杂元素,相应的,目标掺杂半导体层103内可掺杂有N型掺杂元素。又例如,基底100内可以掺杂有N型掺杂元素,相应的,目标掺杂半导体层103内可掺杂有P型掺杂元素。目标掺杂半导体层103用于经后续的图形化工艺等形成掺杂半导体部,掺杂半导体部作为本申请实施例提供的太阳能电池的发射极。
在一些例子中,目标掺杂半导体层103用于经后续的图形化工艺等形成掺杂半导体部,目标掺杂半导体层103的掺杂类型与基底100的掺杂类型可以相同,且目标掺杂半导体层103的掺杂浓度大于基底100的掺杂浓度,目标掺杂半导体层103用于与基底构成高低结,增强对载流子的分流能力,降低少数载流子的表面复合,起到良好的钝化作用,有利于效率提升。
目标掺杂半导体层103的材料包括非晶硅、多晶硅或者碳化硅中的至少一者。
目标掺杂介质层104的厚度可以为100nm-200nm。例如,目标掺杂介质层104的厚度可以为100nm、107nm、132nm、158nm、178nm、183nm、198nm或者200nm。在此厚度范围内,保证后续的图形化工艺中,较厚的目标掺杂介质层104能够为基底100提供有效保护,以减轻局部激光照射工艺对基底100造成的损伤。
形成目标掺杂半导体层103和目标掺杂介质层104的步骤可以包括:提供初始基底,初始基底包括相对的第三面和第四面;在基底100的第三面上形成目标掺杂介质层104;将目标掺杂介质层104中的掺杂元素推进至部分厚度的基底100中,以使得这一部分基底100转换为目标掺杂半导体层103,剩余初始基底作为基底100。
将目标掺杂介质层104中的掺杂元素推进至部分厚度的基底100中的步骤的工艺参数包括:工艺温度可以为800℃-1200℃,工艺时间可以为2h-5h。
其中,可以在第三面和第四面均形成有目标掺杂介质层104;将目标掺杂介质层104中的掺杂元素推进至部分厚度的基底100中的步骤,可以将形成有目标掺杂介质层104的初始基底100置于扩散炉中,如此,会在第三面和第四面均形成有目标掺杂半导体层103,然后还需要采用酸性溶液去除第四面的目标掺杂介质层104,可以采用碱性溶液去除第四面的目标掺杂半导体层103,同时碱性溶液还可以起到对去除该目标掺杂半导体层103后露出的基底100表面的抛光作用,抛光的基底100表面有利于提高后续形成于该基底100表面上的膜层的质量。
酸性溶液可以是质量百分比为10%-70%的HF溶液(氢氟酸溶液),去除第四面的目标掺杂介质层104的工艺时间可以为50s-70s。碱性溶液可以是质量百分比为0.5%-5%的NaOH溶液(氢氧化钠溶液),采用碱性溶液去除第四面的目标掺杂半导体层103的步骤包括的工艺参数包括:工艺温度可以60℃-80℃,工艺时间可以为100s-900s。
继续参考图1,在第二面102上形成第一掺杂层105,且同步在目标掺杂介质层104上形成第二掺杂层106,第一掺杂层105的掺杂类型与目标掺杂半导体层103的掺杂类型不同。
形成第一掺杂层105及第二掺杂层106的步骤,可以包括:在第二面102上形成第一本征半导体层,并同步在目标掺杂介质层104上形成第二本征半导体层;在第一本征半导体层上形成第一掺杂介质层11,并同步在第二本征半导体层上形成第二掺杂介质层10;将第一掺杂介质层11中的掺杂元素推进至第一本征半导体层中,以形成第一掺杂半导体层13,以及将第二掺杂介质层10中的掺杂元素推进至第二本征半导体层中,以形成第二掺杂半导体层12,第一掺杂层105包括第一掺杂介质层11和第一掺杂半导体层13,第二掺杂层106包括第二掺杂介质层10和第二掺杂半导体层12。
形成第一本征半导体层和第二本征半导体层的工艺均可以包括化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺或者物理气相沉积工艺。
形成第一本征半导体层及第二本征半导体层的步骤的工艺参数可以包括:工艺温度可以为400℃-1000℃,工艺时间可以为1h-4h。
在一些实施例中,在700℃-1000℃的条件下,将第一掺杂介质层11中的掺杂元素推进至第一本征半导体层中,并将第二掺杂介质层10中的掺杂元素推进至第二本征半导体层中。其中,工艺时间可以为1h-3h。
第一掺杂半导体层13及第二掺杂半导体层12的厚度均可以为50nm-400nm,在此厚度范围内,保证第一掺杂半导体层13在后续图形化工艺步骤中能够为基底100提供有效的保护,且厚度较厚的第二掺杂半导体层12能够为基底100提供较好的钝化效果。
第一掺杂半导体层13和第二掺杂半导体层12的材料均可以包括非晶硅、多晶硅或者碳化硅中的至少一者。
第一掺杂介质层11和第二掺杂介质层10的材料均可以为硅玻璃。例如,第一掺杂半导体层13和第二掺杂半导体层12中可以掺杂有磷元素,相应的,第一掺杂介质层11和第二掺杂介质层10的材料可以为磷硅玻璃。又例如,第一掺杂半导体层13和第二掺杂半导体层12中可以掺杂有硼元素,相应的,第一掺杂介质层11和第二掺杂介质层10的材料可以为硼硅玻璃。
本申请实施例中,第一掺杂半导体层13的掺杂类型与基底100的掺杂类型可以相同,且第一掺杂半导体层13内的掺杂元素的浓度大于基底100内的掺杂元素的浓度,第一掺杂半导体层13用于与基底100构成高低结,增强对载流子的分流能力,降低少数载流子的表面复合,起到良好的钝化作用,有利于效率提升。
在一些例子中,第一掺杂半导体层13的掺杂类型与基底100的掺杂类型可以不同,第一掺杂半导体层13可以作为本申请实施例制备的太阳能电池的发射极。
在一些实施例中,本申请实施例提供的太阳能电池可以为隧穿氧化层钝化接触电池,在形成第一掺杂层105之前,在第二面102上形成隧穿层110。其中,隧穿层110的厚度可以不大于2.5nm,例如,隧穿层110的厚度可以为0.5nm、0.9nm、1.5nm、1.8nm、2.2nm或者2.5nm。
隧穿层110的材料可以包括:氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮氧化硅、非晶硅或者多晶硅中的至少一种。
图2为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中进行图形化工艺的步骤对应的结构示意图。
参考图2,进行图形化工艺,以去除第一区1对应的第二掺杂层106,并露出第一区1对应的目标掺杂介质层104,其中,图形化工艺包括局部激光照射工艺。
图形化工艺可以包括:采用局部激光照射工艺去除第一区1对应的第二掺杂介质层10,并去除第一区1对应的第二掺杂半导体层12。由于基底100与第二掺杂半导体层12之间设置有目标掺杂介质层104和目标掺杂半导体层103,局部激光照射工艺的步骤中,目标掺杂介质层104和目标掺杂半导体层103能够保护基底100,减少局部激光照射工艺对基底100造成的损伤,局部激光处理之后剩余位于第二区2的第二掺杂层106能够作为后续刻蚀步骤的掩膜,从而无需额外的步骤形成掩膜,且采用局部激光照射工艺同步进行第一区1对应的第二掺杂介质层10和第二掺杂半导体层12的去除,能够减少工艺步骤,节省工艺成本。
局部激光照射工艺的功率可以为25W-55W。例如,功率可以为25W、33W、39W、42W、48W、54W或者55W。在此功率范围内,能够保证将第一区1对应的第二掺杂介质层10和第二掺杂半导体层12去除。
在一些实施例中,图形化工艺之后,还可以进行清洗处理,以去除第一区1残留的第二掺杂介质层10和第二掺杂半导体层12。清洗处理采用的清洗液可以为酸性溶液或者碱性溶液。
图形化工艺可以包括:采用局部激光照射工艺去除第一区1对应的第二掺杂介质层10;在去除第一区1对应的第二掺杂介质层10之后,采用碱性溶液对第一区1对应的第二掺杂半导体层12进行刻蚀去除,以去除第一区1对应的第二掺杂层106。如此设置,相较于采用局部激光照射工艺去除第一区1对应的第二掺杂介质层10和第二掺杂半导体层12,采用局部激光照射工艺仅去除第一区1对应的第二掺杂介质层10的技术方案中,激光打入的深度更浅,且需要的激光能量更低,目标掺杂介质层104、目标掺杂半导体层103及第二掺杂半导体层12能够作为局部激光照射工艺中基底100的保护层,从而更有利于减少局部激光照射工艺对基底100造成的损伤;此外,局部激光照射工艺提供的高温会使得第一区1对应的第二掺杂介质层10消融,以便于去除第一区1对应的第二掺杂介质层10,去除第一区1对应的第二掺杂半导体层12的步骤中,碱性溶液还能够去除第一区1残留第二掺杂介质层10,从而无需额外的清洗步骤。
其中,局部激光照射工艺的功率可以为10W-40W。例如,功率可以为10W、15W、22W、29W、34W、38W或者40W。在此功率范围内,能够保证将第一区1对应的第二掺杂介质层10去除,并避免功率过大而造成对基底100较严重的损伤。
碱性溶液可以为NaOH溶液,NaOH溶液的质量百分比可以为0.5%-5%。去除第一区1对应的第二掺杂半导体层12的步骤的工艺时间为400s-800s。例如,工艺时间可以为400s、460s、550s、673s、781s或者800s。在此工艺时间内,能够保证第一区1对应的第二掺杂半导体层12被完全去除,且避免工艺时间过长导致第二区2对应的第二掺杂半导体层12被暴露时间过长,以减轻第二区2对应的第二掺杂半导体层12被侧刻蚀的程度,从而保证图形化工艺的图形转移精度较高,以保证形成的太阳能电池的品质较好。
在一些实施例中,第二掺杂半导体层12的厚度可以不小于第一掺杂半导体层13的厚度,以保证第二掺杂半导体层12的厚度较大。第二掺杂半导体层12用于在图形化工艺中保护基底100,若图形化工艺可中,采用局部激光照射工艺去除第一区1对应的第二掺杂介质层10和第二掺杂半导体层12,厚度较大的第二掺杂半导体层12能够降低激光打入基底100的可能性,若图形化工艺中采用局部激光照射工艺仅去除第一区1对应的第二掺杂介质层10,厚度较大的第二掺杂半导体层12能够在图形化工艺中为基底100提供有效的保护。
图3为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中刻蚀去除第一区对应的目标掺杂介质层的步骤对应的结构示意图。
参考图3,刻蚀去除第一区1对应的目标掺杂介质层104,以露出第一区1对应的目标掺杂半导体层103。前述步骤中保留的第二区2对应的第二掺杂层106能够作为掩膜,且本步骤通过去除第一区1对应的目标掺杂介质层104,第一区1剩余的膜层与第二区2剩余的膜层构成阶梯式结构,第二区2多于第一区1的膜层能够在后续的刻蚀步骤中作为掩膜,如此,无需额外步骤形成掩膜,有利于减少工艺步骤,节省工艺成本。
其中,可以采用质量百分比为10%-70%的HF溶液去除第一区1对应的目标掺杂介质层104;工艺时间可以为50s-70s。
可以理解的是,目标掺杂介质层104为制备目标掺杂半导体层103的掺杂源层,第二掺杂介质层10为制备第二掺杂半导体层12的掺杂源层。目标掺杂介质层104的掺杂类型和第二掺杂介质层10的掺杂类型不同,目标掺杂介质层104和第二掺杂介质层10的材料均可以为硅玻璃材料。在一些实施例中,由于目标掺杂介质层104和第二掺杂介质层10的材料相同,刻蚀去除第一区1对应的目标掺杂介质层104的步骤中,还可以同步刻蚀去除第二区2对应的第二掺杂介质层10。如此,能够减少工艺步骤,提高制程效率。
图4为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中刻蚀去除第一区对应的目标掺杂半导体层的步骤对应的结构示意图。
参考图4,刻蚀去除第一区1对应的目标掺杂半导体层103,且还刻蚀去除第二区2对应的第二掺杂层106,露出第二区2对应的目标掺杂介质层104。
可以理解的是,前述步骤中,刻蚀去除第一区1对应的目标掺杂介质层104的步骤中,还可以同步刻蚀去除第二区2对应的第二掺杂介质层10,以使第二区2仍保留第二掺杂半导体层12,且目标掺杂半导体层103和第二掺杂半导体层12的材料均为半导体材料;由于目标掺杂半导体层103的材料和第二掺杂半导体层12的材料可以相同,在一些实施例中,刻蚀去除第一区1对应的目标掺杂半导体层103的步骤中,还可以同步刻蚀去除第二区2对应的第二掺杂半导体层12,以去除第二区2对应的第二掺杂层106。如此,能够减少工艺步骤,提高制程效率,同时在去除第一区1对应的目标掺杂半导体层103和第二区2对应的第二掺杂半导体层12的步骤中,第二区2对应的目标掺杂介质层104能够作为第二区2对应的目标掺杂半导体层103的保护层。
在一些实施例中,可以采用碱性溶液,对第一区1对应的目标掺杂半导体层103进行刻蚀处理,以刻蚀去除第一区1对应的目标掺杂半导体层103,并露出第一区1对应的第一面101;在对第一区1对应的目标掺杂半导体层103进行刻蚀处理之后,还可以利用碱性溶液对第一区1对应的第一面101进行制绒处理。
如此,通过同步进行第一区1对应的目标掺杂半导体层103的刻蚀,以及第一区1对应的第一面101的制绒处理,能够保证第一区1对应的目标掺杂半导体层103被完全去除,同时第一区1的绒面结构可以增强基对入射光线的吸收利用率。
其中,绒面可以由多个金字塔结构构成,金字塔结构沿基底100厚度方向上的高度可以为1μm-10μm。
对第一区1对应的目标掺杂半导体层103进行刻蚀处理步骤的工艺参数可以包括:碱性溶液包括NaOH溶液,NaOH溶液的质量百分比为0.5%-5%;工艺温度为60℃-80℃,例如,工艺温度可以为60℃、65℃、71℃、76℃、79.5℃或者80℃,在此温度范围内,有利于加速碱性溶液对目标掺杂半导体层103的侵蚀,提高制程效率;工艺时间为100s-1000s,例如,工艺时间可以为100s、321s、534s、686s、782s、856s、988s或者1000s,在此工艺时间范围内,能够保证将第一区1对应的目标掺杂半导体层103完全去除,并避免第二区2对应的目标掺杂半导体层103的侧壁暴露时间过长,以减轻碱性溶液对第二区2对应的目标掺杂半导体层103的侧刻蚀。
图5为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中刻蚀去除第二区对应的目标掺杂介质层的步骤对应的结构示意图。
参考图5,刻蚀去除第二区2对应的目标掺杂介质层104,保留第二区2对应的目标掺杂半导体层103作为掺杂半导体部107。
可以采用酸性溶液对第二区2对应的目标掺杂介质层104进行刻蚀处理,以刻蚀去除第二区2对应的目标掺杂介质层104。
其中,刻蚀去除第二区2对应的目标掺杂介质层104步骤的工艺参数可以包括:酸性溶液包括HF溶液,HF溶液的质量百分比可以为10%-70%;工艺时间可以为50s-70s。
在一些实施例中,刻蚀去除第二区2对应的目标掺杂介质层104之后,还可以继续刻蚀去除第二区2对应的部分基底100,以保证目标掺杂介质层104被完全去除,并可以去除前述的图形化工艺中,激光造成基底100受损的部分。
可以理解的是,目标掺杂介质层104作为目标掺杂半导体层103的掺杂源层,第一掺杂介质层11作为第一掺杂半导体层13的掺杂源层,目标掺杂介质层104和第一掺杂介质层11的材料均可以为硅玻璃;由于目标掺杂介质层104的材料与第一掺杂介质层11的材料相同,在一些实施例中,刻蚀去除第二区2对应的目标掺杂介质层104的步骤中,还同步刻蚀去除第一掺杂介质层11。如此设置,在前述图形化工艺之后的多次刻蚀步骤中,通过不去除第一掺杂介质层11,第一掺杂介质层11能够起到对第一掺杂半导体层13的保护作用,避免酸性溶液或者碱性溶液侵蚀第一掺杂半导体层13,从而保证形成的太阳能电池的性能较好,在刻蚀去除第二区2对应的目标掺杂介质层104的步骤中同步进行第一掺杂介质层11的去除,能够减少工艺步骤,提高制程效率。
图6为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中形成第一钝化层的步骤对应的结构示意图。
参考图6,制造方法还可以包括:形成第一钝化层108,第一钝化层108位于掺杂半导体部107背离基底100的表面上,且位于第二区2对应的基底100表面上;形成第一电极109,第一电极109贯穿第一钝化层108,以与掺杂半导体部107接触电连接。
第一电极109的材料可以是金属,例如可以是铜、银、镍或者铝。在一些实施例中,形成第一电极109的方法可以包括:采用丝网印刷工艺在部分第一钝化层108表面印刷金属浆料。
第一钝化层108的材料可以为氧化硅、氧化铝、氮化硅或者氮氧化硅中的至少一者。形成第一钝化层108的工艺可以包括化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺或者物理气相沉积工艺。
在一些实施例中,制造方法还包括:在第一掺杂半导体层13上形成第二钝化层111;形成第二电极112,第二电极112贯穿第二钝化层111,以与第一掺杂半导体层13接触电连接。
其中,形成第二钝化层111的工艺可以与形成第一钝化层108的工艺相同,可参考上述对形成第一钝化层108的方法的描述;形成第二电极112的工艺可以与形成第一电极109的工艺相同,可参考上述对形成第一电极109的方法的描述。
相应的,本申请另一实施例还提供一种太阳能电池的制造方法。以下将结合附图对本申请另一实施例提供的太阳能电池的制造方法进行详细说明,与前一实施例相同或者相应的部分,可参考前述实施例的相应说明,以下将不做详细赘述。
图7至图12为本申请实施例提供的太阳能电池的结构示意图。其中,图7为本申请另一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中提供基底的步骤对应的结构示意图。
参考图7,提供基底200,基底200具有相对的第一面201及第二面202,第一面201包括交替分布的第一区3和第二区4,第一面201上形成有目标掺杂半导体层203,目标掺杂半导体层203背离第一面201的表面上形成有目标掺杂介质层204。目标掺杂半导体层203用于经后续的图形化工艺等形成掺杂半导体部。
本申请实施例提供的基底200、目标掺杂半导体层203及目标掺杂介质层204的具体设置可参考前述实施例,以下将不再详细赘述。
本申请实施例中,目标掺杂半导体层203的掺杂类型可以与基底200的掺杂类型不同。例如,基底200内可以掺杂有P型掺杂元素,相应的,目标掺杂半导体层203内可掺杂有N型掺杂元素。又例如,基底200内可以掺杂有N型掺杂元素,相应的,目标掺杂半导体层203内可掺杂有P型掺杂元素。目标掺杂半导体层203用于经后续的图形化工艺等形成掺杂半导体部,掺杂半导体部作为本申请实施例提供的太阳能电池的发射极。
在一些例子中,目标掺杂半导体层203的掺杂类型与基底200的掺杂类型可以相同,且目标掺杂半导体层203的掺杂浓度大于基底200的掺杂浓度,目标掺杂半导体层203用于与基底构成高低结,增强对载流子的分流能力,降低少数载流子的表面复合,起到良好的钝化作用,有利于效率提升。
目标掺杂介质层204的厚度可以为100nm-200nm。例如,目标掺杂介质层204的厚度可以为100nm、107nm、132nm、158nm、178nm、183nm、198nm或者200nm。在此厚度范围内,保证后续的图形化工艺中,较厚的目标掺杂介质层204能够为基底200提供有效保护,以减轻局部激光照射工艺对基底200造成的损伤。
继续参考图7,在第二面202上形成第一掺杂层205,且同步在目标掺杂介质层204上形成第二掺杂层206,第一掺杂层205的掺杂类型与目标掺杂半导体层203的掺杂类型不同。
本申请实施例中,第一掺杂层205的掺杂类型与基底200的掺杂类型可以相同。在一些例子中,第一掺杂层205的掺杂类型与基底200的掺杂类型可以不同。
第二掺杂层为掺杂有第一掺杂元素的半导体材料层;在刻蚀去除第一区3对应的目标掺杂介质层204之后,同步刻蚀去除第一区3对应的目标掺杂半导体层203和第二区4对应的第二掺杂层206。
其中,第二掺杂层206和第一掺杂层205可以采用原位掺杂、热扩散或者离子注入的方式形成。如此,本申请实施例提供的第一掺杂层205和第二掺杂层206的制备方法,无需形成用于制备第一掺杂层205和第二掺杂层206的掺杂源层,从而无需执行掺杂源层去除的步骤,有利于精简工艺步骤,降低工艺成本。
例如,第一掺杂层205和第二掺杂层206的材料可以为非晶硅,第一掺杂层205和第二掺杂层206内掺杂有硼元素;可以将硅烷和掺杂源的混合气体通入抽真空的炉管中,制备得到第一掺杂层205和第二掺杂层206。掺杂源气体可以包括:BBr3、BCl3或者B2H6。
在一些实施例中,本申请实施例提供的太阳能电池可以为隧穿氧化层钝化接触电池,在形成第一掺杂层205之前,在第二面202上形成隧穿层210。其中,隧穿层210的厚度可以不大于2.5nm,例如,隧穿层210的厚度可以为0.5nm、0.9nm、1.5nm、1.8nm、2.2nm或者2.5nm。
图8为本申请另一实施例提供的另一种太阳能电池的制造方法中进行图形化工艺的步骤对应的结构示意图。
参考图8,进行图形化工艺,以去除第一区3对应的第二掺杂层206,并露出第一区3对应的目标掺杂介质层204,其中,图形化工艺包括局部激光照射工艺。
由于前述步骤在目标掺杂介质层204上形成有第二掺杂层206,在图形化工艺步骤中,第二掺杂层206和目标掺杂介质层204整体的厚度较厚,能够作为第二区4对应的第一掺杂层205的保护层,且图形化工艺中通过处理第二掺杂层206,既能够形成作为后续刻蚀步骤的掩膜,该掩膜为局部激光照射工艺之后剩余位于第二区4的第二掺杂层206,从而无需额外的步骤形成掩膜,还无需通过局部激光照射工艺直接对第一区3对应的目标掺杂介质层204或者目标掺杂半导体层203进行处理,本申请实施例提供的图形化工艺中,第二区4对应的目标掺杂介质层204和目标掺杂半导体层203能够作为基底200的保护层,减少激光对基底200的损伤。
局部激光照射工艺的功率可以为10W-40W。例如,功率可以为10W、17W、23W、29W、34W、38W或者40W。在此功率范围内,能够保证将第一区3对应的第二掺杂介质层去除,并避免功率过大而造成对基底200较严重的损伤。
在一些实施例中,图形化工艺之后,还可以进行清洗处理,以去除第一区3残留的第二掺杂层206。清洗处理采用的清洗液可以为酸性溶液或者碱性溶液。
图9为本申请另一实施例提供的另一种太阳能电池的制造方法中刻蚀去除第一区对应的目标掺杂介质层的步骤对应的结构示意图。
参考图9,刻蚀去除第一区3对应的目标掺杂介质层204,以露出第一区3对应的目标掺杂半导体层203。前述步骤中保留的第二区4对应的第二掺杂层206能够作为掩膜,且本步骤通过去除第一区3对应的目标掺杂介质层204,第一区3剩余的膜层与第二区4剩余的膜层构成阶梯式结构,第二区4多于第一区3的膜层能够在后续的刻蚀步骤中作为掩膜,如此,无需额外步骤形成掩膜,有利于减少工艺步骤,节省工艺成本。
其中,可以采用质量百分比为10%-70%的HF溶液去除第一区3对应的目标掺杂介质层204;工艺时间可以为50s-70s。
图10为本申请另一实施例提供的另一种太阳能电池的制造方法中刻蚀去除第一区对应的目标掺杂半导体层的步骤对应的结构示意图。
参考图10,刻蚀去除第一区3对应的目标掺杂半导体层203,且还刻蚀去除第二区4对应的第二掺杂层206,露出第二区4对应的目标掺杂介质层204。
在一些实施例中,可以采用碱性溶液,对第一区3对应的目标掺杂半导体层203进行刻蚀处理,以刻蚀去除第一区3对应的目标掺杂半导体层203,并露出第一区3对应的第一面201;在对第一区3对应的目标掺杂半导体层203进行刻蚀处理之后,还可以利用碱性溶液对第一区3对应的第一面201进行制绒处理。
如此,通过同步进行第一区3对应的目标掺杂半导体层203的刻蚀,以及第一区3对应的第一面201的制绒处理,能够保证第一区3对应的目标掺杂半导体层203被完全去除,同时第一区3的绒面结构可以增强基对入射光线的吸收利用率。
对第一区3对应的目标掺杂半导体层203进行刻蚀处理步骤的工艺参数可以包括:碱性溶液包括NaOH溶液,NaOH溶液的质量百分比为0.5%-5%;工艺温度为60℃-80℃,例如,工艺温度可以为60℃、65℃、71℃、76℃、79.5℃或者80℃,在此温度范围内,有利于加速碱性溶液对目标掺杂半导体层203的侵蚀,提高制程效率;工艺时间为200s-2000s,例如,工艺时间可以为200s、321s、534s、686s、782s、856s、988s或者2000s,在此工艺时间范围内,能够保证将第一区3对应的目标掺杂半导体层203完全去除,并避免第二区4对应的目标掺杂半导体的侧壁暴露时间过长,以减轻碱性溶液对第二区4对应的目标掺杂半导体层203的侧刻蚀。
由于目标掺杂半导体层203和第二掺杂层206的材料均为半导体材料。在一些实施例中,刻蚀去除第一区3对应的目标掺杂半导体层203的步骤中,还可以同步刻蚀去除第二区4对应的第二掺杂半导体层,以去除第二区4对应的第二掺杂层206。如此,能够减少工艺步骤,提高制程效率,同时在去除第一区3对应的目标掺杂半导体层203和第二区4对应的第二掺杂层206的步骤中,第二区4对应的目标掺杂介质层204能够作为第二区4对应的目标掺杂半导体层203的保护层。
图11为本申请另一实施例提供的另一种太阳能电池的制造方法中刻蚀去除第二区4对应的目标掺杂介质层204的步骤对应的结构示意图。
参考图11,刻蚀去除第二区4对应的目标掺杂介质层204,保留第二区4对应的目标掺杂半导体层203作为掺杂半导体部207。
其中,可以采用酸性溶液对第二区4对应的目标掺杂介质层204进行刻蚀处理,以刻蚀去除第二区4对应的目标掺杂介质层204。
其中,刻蚀去除第二区4对应的目标掺杂介质层204步骤的工艺参数可以包括:酸性溶液包括HF溶液,HF溶液的质量百分比可以为10%-70%;工艺时间可以为50s-70s。
在一些实施例中,刻蚀去除第二区4对应的目标掺杂介质层204之后,还可以继续刻蚀去除第二区4对应的部分基底200,以保证目标掺杂介质层204被完全去除,并可以去除前述的图形化工艺中,激光造成基底200受损的部分。
图12为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中形成第一钝化层的步骤对应的结构示意图。
参考图12,制造方法还可以包括:形成第一钝化层208,第一钝化层208位于掺杂半导体部207背离基底200的表面上,且位于第二区4对应的基底200表面上;形成第一电极209,第一电极209贯穿第一钝化层208,以与掺杂半导体部207接触电连接。
在一些实施例中,制造方法还可以包括:在第一掺杂层205上形成第二钝化层211;形成第二电极212,第二电极212贯穿第二钝化层211,以与第一掺杂层205接触电连接。
其中,第一钝化层和第二钝化层的制备工艺及材料设置可以参考前述实施例,第一电极和第二电极的制备工艺及材料设置可以参考前述实施例,以下将不再详细赘述。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本申请的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员,在不脱离本申请的精神和范围内,均可作各种改动与修改,因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。
Claims (15)
1.一种太阳能电池的制造方法,其特征在于,包括:
提供基底,所述基底具有相对的第一面及第二面,所述第一面包括交替分布的第一区和第二区,所述第一面上形成有目标掺杂半导体层,所述目标掺杂半导体层背离所述第一面的表面上形成有目标掺杂介质层;
在所述第二面上形成第一掺杂层,且同步在所述目标掺杂介质层上形成第二掺杂层,所述第一掺杂层的掺杂类型与所述目标掺杂半导体层的掺杂类型不同;
进行图形化工艺,以去除所述第一区对应的所述第二掺杂层,并露出所述第一区对应的所述目标掺杂介质层,其中,所述图形化工艺包括局部激光照射工艺;
刻蚀去除所述第一区对应的所述目标掺杂介质层,以露出所述第一区对应的所述目标掺杂半导体层;
刻蚀去除所述第一区对应的所述目标掺杂半导体层,且还刻蚀去除所述第二区对应的所述第二掺杂层,露出所述第二区对应的所述目标掺杂介质层;
刻蚀去除所述第二区对应的所述目标掺杂介质层,保留所述第二区对应的所述目标掺杂半导体层作为掺杂半导体部。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,形成所述第一掺杂层及所述第二掺杂层的步骤,包括:
在所述第二面上形成第一本征半导体层,并同步在所述目标掺杂介质层上形成第二本征半导体层;
在所述第一本征半导体层上形成第一掺杂介质层,并同步在所述第二本征半导体层上形成第二掺杂介质层;
将所述第一掺杂介质层中的掺杂元素推进至所述第一本征半导体层中,以形成第一掺杂半导体层,以及将所述第二掺杂介质层中的掺杂元素推进至所述第二本征半导体层中,以形成第二掺杂半导体层,所述第一掺杂层包括所述第一掺杂介质层和所述第一掺杂半导体层,所述第二掺杂层包括所述第二掺杂介质层和所述第二掺杂半导体层;
所述刻蚀去除所述第二区对应的所述目标掺杂介质层的步骤中,还同步刻蚀去除所述第一掺杂介质层。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述图形化工艺包括:采用所述局部激光照射工艺去除所述第一区对应的所述第二掺杂介质层,并去除所述第一区对应的所述第二掺杂半导体层。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述局部激光照射工艺的功率为25W-55W。
5.根据权利要求2所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述图形化工艺包括:
采用所述局部激光照射工艺去除所述第一区对应的所述第二掺杂介质层;
在去除所述第一区对应的所述第二掺杂介质层之后,采用碱性溶液对所述第一区对应的所述第二掺杂半导体层进行刻蚀去除,以去除所述第一区对应的所述第二掺杂层。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述局部激光照射工艺的功率为10W-40W。
7.根据权利要求2所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述第二掺杂半导体层的厚度不小于所述第一掺杂半导体层的厚度。
8.根据权利要求2所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述刻蚀去除所述第一区对应的所述目标掺杂介质层的步骤中,还同步刻蚀去除所述第二区对应的所述第二掺杂介质层;
在刻蚀去除所述第一区对应的所述目标掺杂介质层之后,刻蚀去除所述第一区对应的所述目标掺杂半导体层,并同步刻蚀去除所述第二区对应的所述第二掺杂半导体层,以去除所述第二区对应的所述第二掺杂层。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,采用碱性溶液,对所述第一区对应的所述目标掺杂半导体层进行刻蚀处理,以刻蚀去除所述第一区对应的所述目标掺杂半导体层,并露出所述第一区对应的所述第一面;
在对所述第一区对应的所述目标掺杂半导体层进行刻蚀处理之后,还利用所述碱性溶液对所述第一区对应的所述第一面进行制绒处理。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述对所述第一区对应的所述目标掺杂半导体层进行刻蚀处理步骤的工艺参数包括:所述碱性溶液包括NaOH溶液,所述NaOH溶液的质量百分比为0.5%-5%,工艺温度为60℃-80℃,工艺时间为100s-1000s。
11.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,采用酸性溶液对所述第二区对应的所述目标掺杂介质层进行刻蚀处理,以刻蚀去除所述第二区对应的所述目标掺杂介质层;
其中,所述刻蚀去除所述第二区对应的所述目标掺杂介质层步骤的工艺参数包括:所述酸性溶液包括HF溶液,所述HF溶液的质量百分比为10%-70%,工艺时间为50s-70s。
12.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述第二掺杂层为掺杂有第一掺杂元素的半导体材料层;
在刻蚀去除所述第一区对应的所述目标掺杂介质层之后,同步刻蚀去除所述第一区对应的目标掺杂半导体层和所述第二区对应的所述第二掺杂层。
13.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述目标掺杂介质层的厚度为100nm-200nm。
14.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述制造方法还包括:形成第一钝化层,所述第一钝化层位于所述掺杂半导体部背离所述基底的表面上,且位于所述第二区对应的所述基底表面上;
形成第一电极,所述第一电极贯穿所述第一钝化层,以与所述掺杂半导体部接触电连接。
15.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,在形成所述第一掺杂层之前,在所述第二面上形成隧穿层;所述隧穿层的厚度不大于2.5nm。
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