本发明属于联合钝化背接触电池制作,具体涉及一种联合钝化背接触电池的后制绒制作方法。
背景技术:
1、目前,联合钝化背接触电池的后制绒工艺流程一般为:
2、s101、提供双面抛光结构的硅片;
3、s102、硅片背面依次镀第一半导体层及第一掩膜层,所述第一半导体层采用lpcvd或管式pecvd形成,第一半导体层包含隧穿氧化层和第一掺杂多晶层;
4、s103、在硅片背面激光蚀刻开口,去除第一掩膜层及部分第一半导体层,形成第二半导体开口区;
5、s104、制绒清洗,在背面的第二半导体开口区与正面形成绒面,并去除第一掩膜层;制绒清洗的过程为制绒工艺、清洗工艺;
6、s105、硅片正面形成钝化层和减反层,背面形成第二半导体层,第二半导体层包括在背面上依次形成的本征非晶硅层与第二掺杂非晶或微晶硅层;
7、s106、硅片背面激光或蚀刻开口,形成与第二半导体开口区交替排列的第一半导体开口区;
8、s107、硅片背面沉积导电膜层;
9、s108、通过激光或蚀刻的方式,在第一半导体开口区与第二半导体开口区之间的导电膜层上形成绝缘槽;
10、s109、在硅片第一半导体开口区与第二半导体开口区的导电膜层外表面上形成金属电极。
11、上述现有技术中s104中,采用后制绒方法,通过制绒去除激光开口区的损伤层和残留的第一半导体层,并在第二半导体开口区和正面同时形成绒面。
12、需要说明的是,本发明的该部分内容仅提供与本发明有关的背景技术,而并不必然构成现有技术或公知技术。
13、上述现有技s104中,存在以下技术问题:1、激光开口区的损伤层和残留的第一半导体层会阻挡刻蚀,导致局部出绒不完整,如图2所示;2、与正常区域的绒面钝化相比,激光开口区的绒面钝化膜层质量差,少子低,最终影响了开压与电池转换效率。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的联合钝化背接触电池的开压与电池转换效率有待进一步提升的缺陷,提供一种联合钝化背接触电池的后制绒制作方法,该后制绒制作方法解决了激光开口后出绒不完整的问题,同时不腐蚀掩膜层,硅片损耗小;沉积的钝化膜层质量有了明显的改善,钝化性能提高,从而提高了开压与电池转换效率。
2、为了实现上述目的,本发明提供了一种联合钝化背接触电池的后制绒制作方法,包括如下步骤:
3、s1、提供双面抛光的硅片;
4、s2、在硅片背面依次形成第一半导体层、掩膜层;掩膜层厚度为30-90nm;所述第一半导体层包含隧穿氧化层和第一掺杂多晶层;
5、s3、在s2所得背面的预设区域,对第一半导体层及其对应掩膜层进行第一激光刻蚀,去除预设区域内的掩膜层及部分第一半导体层,形成间隔分布的第二半导体开口区;
6、s4、制绒清洗,在背面的第二半导体开口区内与正面同时形成绒面,并任选的去除掩膜层;所述制绒清洗的过程至少包含预清洗、抛光、制绒;
7、其中,所述抛光采用的抛光液为含碱、抛光添加剂与水的混合溶液,抛光液的ph在11-13,碱在抛光液中的质量浓度为1%-3%,抛光添加剂在抛光液中的质量浓度为0.5%-2%,所述抛光添加剂包含乙二胺四甲叉磷酸,抛光添加剂中乙二胺四甲叉磷酸的浓度为0.1%-2%;
8、所述抛光的条件包括:反应温度为60℃-85℃,反应时间为30-300s;
9、s5、在s4所得硅片正面形成钝化层和减反层,背面形成第二半导体层,第二半导体层包含本征非晶硅层与第二掺杂硅层。
10、在本发明的一些优选实施方式中,所述抛光添加剂还包含苯甲酸、聚乙二醇和硅酸钠以及水,以抛光添加剂的总量为基准,苯甲酸的浓度为0.5%-2%,硅酸钠的浓度为0.1%-2%,聚乙二醇的浓度为0.1%-0.5%。
11、在本发明的一些优选实施方式中,所述碱为氢氧化钾或氢氧化钠。
12、在本发明的一些优选实施方式中,所述抛光中控制单面腐蚀深度在1μm以内。
13、在本发明的一些优选实施方式中,在所述掩膜层厚度为50-69nm时,控制抛光添加剂中乙二胺四甲叉磷酸的浓度为1.1%-2%;在所述掩膜层厚度为70-90nm时,控制抛光添加剂中乙二胺四甲叉磷酸的浓度为0.1%-1.0%。
14、在本发明的一些优选实施方式中,所述预清洗采用的预清洗溶液为含nh4oh与h2o2的混合溶液或者为含强碱与h2o2的混合溶液,此处强碱为koh和/或naoh,预清洗溶液中nh4oh或强碱的质量浓度为2%-5%,h2o2质量浓度为3%-5%;所述预清洗的条件包括:反应温度为60-80℃,反应时间为2-4min。
15、在本发明的一些优选实施方式中,所述制绒采用的制绒液是四甲基氢氧化铵、制绒添加剂与水的混合溶液,以制绒液的总重为基准,四甲基氢氧化铵的质量浓度为1%-2%,制绒添加剂的质量浓度为0.5%-2%。
16、进一步优选地,制绒的条件包括:反应温度为60℃-80℃,反应时间为8-15min,制绒后硅片单面腐蚀深度为2-3μm,制绒至表面反射率小于10%。
17、在本发明的一些优选实施方式中,所述制绒清洗的过程还包含:在预清洗、抛光之间进行水洗,在抛光之后还依次进行水洗、一次碱洗、水洗、所述制绒、水洗、二次碱洗、水洗的步骤。
18、在本发明的一些更优选实施方式中,碱洗采用的碱洗溶液为含nh4oh与h2o2的混合溶液或者为含强碱与h2o2的混合溶液,此处强碱为koh和/或naoh,碱洗溶液中nh4oh或强碱的质量浓度为2%-5%,h2o2质量浓度为3%-5%。
19、在本发明的一些优选实施方式中,碱洗的条件包括:反应温度为60-80℃,反应时间为2-4min。
20、在本发明的一些优选实施方式中,所述制绒清洗的过程还包含:在二次碱洗、水洗之后还依次进行酸洗、水洗、hf洗、水洗的步骤,以及根据需求选择是否接着进行慢提拉、烘干,慢提拉的过程包括将硅片从热水中缓慢提出。
21、进一步优选地,所述慢提拉的条件包括:热水的温度为45-55℃,提拉的时间为60-120s。
22、在本发明的一些优选实施方式中,所述酸洗采用的酸洗溶液为含hcl与h2o2的混合溶液或者为含hcl与o3的混合溶液,以酸洗溶液的总量为基准,hcl的质量浓度为2%-5%,含h2o2时的质量浓度为3%-5%,含o3时的浓度为5ppm -10ppm;所述酸洗的条件包括:反应温度为60-80℃,反应时间为2-4min。
23、在本发明的一些优选实施方式中,所述hf洗采用的hf溶液中hf的质量浓度为5%-10%。
24、进一步优选地,所述hf洗的条件包括:反应温度为20-35℃,反应时间为120-300s。
25、在本发明的一些优选实施方式中,所述的水洗为纯水溢流,每次水洗时间为90-150s。
26、在本发明的一些优选实施方式中,所述联合钝化背接触电池的后制绒制作方法还包括:
27、s6、在s5所得背面的抛光区域对应的部分第二半导体上进行第二刻蚀,去除第二半导体层,形成第一半导体开口区;
28、s7、在s6所得背面全覆盖地形成导电膜层;
29、s8、在s7所得背面的位于第一半导体开口区和第二半导体开口区之间的导电膜层上进行第三刻蚀,形成绝缘槽;
30、s9、在背面第一半导体开口区与第二半导体开口区处对应的导电膜层外表面分别形成金属电极。
31、有益效果:
32、本发明通过上述技术方案,尤其是在制绒腐蚀前使用预清洗配合特定的抛光液进行抛光,能在较短的时间内去除激光开口区的损伤层和残留的第一半导体层,解决了激光开口后出绒不完整的问题,同时所含适宜量的乙二胺四甲叉磷酸可以选择性吸附在掩膜层表面,降低碱对掩膜层的腐蚀速率,使得基本不腐蚀掩膜层,硅片损耗小;经抛光后再制绒,激光开口区的边缘和中间绒面金字塔大小均匀,钝化膜层质量有了明显的改善,钝化性能提高,从而提高了开压(即开路电压)与电池转换效率。而且,本发明还能在短时间内同时去除正面的绕镀层,还解决了正面绒面大小不均匀、正面反射率高的问题,正面反射率低,提高了电池的短路电流。
33、其中,本发明抛光采用特定的抛光液,不损伤隧穿氧化层钝化层,在最小蚀刻量的条件下有效去除激光开口区的损伤层和残留的第一半导体层,使得第二半导体层的钝化膜层质量有了明显改善,钝化性能大大提高。而且抛光液采用低浓度的碱液在较低的温度下抛光,可以减缓碱液对掩膜层的钻孔腐蚀能力,同时配合特定的抛光添加剂可以最大程度的保护背面的掩膜层不被腐蚀,从而不损伤第一半导体层;经抛光后硅片正面的第一半导体绕镀区和背面激光开口区的损伤层与第一半导体层可以快速去除。
1.一种联合钝化背接触电池的后制绒制作方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的联合钝化背接触电池的后制绒制作方法,其特征在于,所述抛光添加剂还包含苯甲酸、聚乙二醇和硅酸钠以及水,以抛光添加剂的总量为基准,苯甲酸的浓度为0.5%-2%,硅酸钠的浓度为0.1%-2%,聚乙二醇的浓度为0.1%-0.5%;
3.根据权利要求1所述的联合钝化背接触电池的后制绒制作方法,其特征在于,所述抛光中控制单面腐蚀深度在1μm以内;
4.根据权利要求1所述的联合钝化背接触电池的后制绒制作方法,其特征在于,所述预清洗采用的预清洗溶液为含nh4oh与h2o2的混合溶液或者为含强碱与h2o2的混合溶液,此处强碱为koh和/或naoh,预清洗溶液中nh4oh或强碱的质量浓度为2%-5%,h2o2质量浓度为3%-5%;所述预清洗的条件包括:反应温度为60-80℃,反应时间为2-4min;
5.根据权利要求1-4中任一项所述的联合钝化背接触电池的后制绒制作方法,其特征在于,所述制绒清洗的过程还包含:在预清洗、抛光之间进行水洗,在抛光之后还依次进行水洗、一次碱洗、水洗、所述制绒、水洗、二次碱洗、水洗的步骤。
6.根据权利要求5所述的联合钝化背接触电池的后制绒制作方法,其特征在于,碱洗采用的碱洗溶液为含nh4oh与h2o2的混合溶液或者为含强碱与h2o2的混合溶液,此处强碱为koh和/或naoh,碱洗溶液中nh4oh或强碱的质量浓度为2%-5%,h2o2质量浓度为3%-5%;
7.根据权利要求5所述的联合钝化背接触电池的后制绒制作方法,其特征在于,所述制绒清洗的过程还包含:在二次碱洗、水洗之后还依次进行酸洗、水洗、hf洗、水洗的步骤,以及根据需求选择是否接着进行慢提拉、烘干,慢提拉的过程包括将硅片从热水中缓慢提出,所述慢提拉的条件包括:热水的温度为45-55℃,提拉的时间为60-120s。
8.根据权利要求7所述的联合钝化背接触电池的后制绒制作方法,其特征在于,所述酸洗采用的酸洗溶液为含hcl与h2o2的混合溶液或者为含hcl与o3的混合溶液,以酸洗溶液的总量为基准,hcl的质量浓度为2%-5%,含h2o2时的质量浓度为3%-5%,含o3时的浓度为5ppm -10ppm;所述酸洗的条件包括:反应温度为60-80℃,反应时间为2-4min;
9.根据权利要求5所述的联合钝化背接触电池的后制绒制作方法,其特征在于,所述的水洗为纯水溢流,每次水洗时间为90-150s。
10.根据权利要求1所述的联合钝化背接触电池的后制绒制作方法,其特征在于,所述联合钝化背接触电池的后制绒制作方法还包括:
