太阳能电池局域掺杂方法
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能电池局域掺杂方法，该方法的步骤如下：a）根据太阳能电池结构，在太阳能电池的衬底表面修饰相应图形的分子膜；其中，分子膜中具有亲水基团和疏水基团；b）在经过步骤a）处理后的衬底上设置含掺杂源的溶液，并且溶液中具有极性溶剂，使掺杂源分布在相应图形上；c）挥发溶液，在衬底上留下局域分布的掺杂源；d）再经过热扩散掺杂，使得留下的掺杂源扩散至衬底上，从而形成局域掺杂。本发明方法能够实现不同图形和尺寸的局域掺杂结构，特别适用于构造太阳能电池的局域发射结和高低表面场。
【专利说明】太阳能电池局域掺杂方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能电池局域掺杂方法，属于太阳能电池【技术领域】。
【背景技术】
[0002]扩散掺杂技术是在衬底表面沉积、涂覆含掺杂元素(如，磷、硼等)的气相、液相物质，通过特定气氛下的高温过程，经过一系列化学反应，使得相应元素原子扩散至衬底，形成N型或P型掺杂。由于施加掺杂源在衬底的整面，该技术只能形成整面均匀的掺杂，不能实现太阳能电池的局域发射结和高低结表面场。目前，局域接触区的重掺杂主要通过掩膜技术先在硅片背表面形成需要局域掺杂的区域，再高温扩散完成；或运用刻蚀技术刻蚀非掺杂局。这些过程很大程度地增加了工艺步骤和成本。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种太阳能电池局域掺杂方法，它能够实现不同图形和尺寸的局域掺杂结构，特别适用于构造太阳能电池的局域发射结和高低表面场。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种太阳能电池局域掺杂方法，该方法的步骤如下:
[0005]a)根据太阳能电池结构，在太阳能电池的衬底表面修饰相应图形的分子膜；其中，分子膜中具有亲水基团和疏水基团；
[0006]b)在经过步骤a)处理后的衬底上设置含掺杂源的溶液，并且溶液中具有极性溶齐U，使掺杂源分布在相应图形上；
[0007]c)挥发溶液，在衬底上留下局域分布的掺杂源；
[0008]d)再经过热扩散掺杂，使得留下的掺杂源扩散至衬底上，从而形成局域掺杂。
[0009]进一步提供了三种在衬底表面修饰相应图形的分子膜的方法，在步骤a)中，采用模板压印法或紫外光改性法或激光销蚀法在在太阳能电池的衬底表面修饰相应图形的分子膜。
[0010]进一步。所述的亲水基团为-OH或-COH或-COOH或-NH2。
[0011]进一步，所述的疏水基团为-S或-Cl或-F或-NO2。
[0012]进一步，含掺杂源的溶液为含三族元素或五族元素的溶液。
[0013]进一步，含掺杂源的溶液为含磷溶液或含硼溶液。
[0014]进一步为了实现很好的扩散效果，在步骤d)中，所述的扩散温度为700°C?1100。。。
[0015]进一步，所述的步骤b)中，在经过步骤a)处理后的衬底上设置含掺杂源的溶液的方法为将衬底浸泡在含掺杂源的溶液中，或将含掺杂源的溶液点滴在衬底上，或将含掺杂源的溶液喷涂或旋涂在衬底上。
[0016]采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果:[0017]1、本发明实现的局域掺杂结构，可用以构造太阳能电池的局域发射结和高低结表面场。
[0018]2、本发明无需掩膜和去掩膜过程，可减低工艺成本和工艺复杂度。
[0019]3、本发明可通过压印模板、紫外遮光模板、激光扫描图形的设计，实现不同图形和尺寸的局域掺杂；通过溶液中掺杂源浓度、扩散温度、扩散时间的调节，控制掺杂浓度和掺杂深度。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明的衬底表面局域的分子修饰及局域分布图；
[0021]图2为实现局域掺杂的结构图；
[0022]其中，I为衬底；2为疏水基团的分子膜；3为亲水基团的分子膜；4为掺杂源；5为局域的掺杂区。
【具体实施方式】
[0023]为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
[0024]一种太阳能电池局域掺杂方法，该方法的步骤如下:
[0025]a)根据太阳能电池结构，在太阳能电池的衬底I表面修饰相应图形的分子膜，如图1所示；其中，分子膜中具有亲水基团和疏水基团；亲水基团为-OH或-COH或-COOH或-NH2 ;疏水基团为-S或-Cl或-F或-NO2。
[0026]b)在经过步骤a)处理后的衬底I上设置含掺杂源4的溶液，并且溶液中具有极性溶剂，使掺杂源4分布在相应图形上；
[0027]c)挥发溶液，可以自然挥发，在衬底上留下局域分布的掺杂源4 ;
[0028]d)再经过热扩散掺杂，使得留下的掺杂源扩散至衬底I上，从而形成局域掺杂，如图2所示，其中，将覆有掺杂源4的衬底I置于含氮气、氩气、氧气等特定气氛中，进行高温扩散，扩散温度为700°C?1100°C。
[0029]在步骤a)中，采用模板压印法或紫外光改性法或激光销蚀法在在太阳能电池的衬底表面修饰相应图形的分子膜；模板压印法，制作具有凹凸几何结构的压印模板，在压印模板表面修饰分子膜，再将压印模板压印目标衬底，压印模板凸部的分子即转移到衬底表面，其中，压印模板的最小图形几何尺寸为Iym至Icm;紫外光改性法，制作局部透光的遮光模板，在目标衬底表面均匀修饰分子膜，再通过遮光模板照射紫外光，受到紫外照射区域的分子改性丧失修饰功能，没有受紫外照射的区域保留基团修饰的亲或疏水性，其中，遮光模板的最小图形几何尺寸为IOym至Icm ;激光销蚀法，激光照射的区域分子改性或剥落而丧失修饰功能，没有激光照射的区域保留基团修饰的亲或疏水性；激光扫描图形的最小图形几何尺寸为10 μ m至1cm。
[0030]含掺杂源的溶液为含三族元素或五族元素的溶液，譬如含掺杂源的溶液为含磷溶液或含硼溶液。
[0031]所述的步骤b)中，在经过步骤a)处理后的衬底上设置含掺杂源的溶液的方法为将衬底浸泡在含掺杂源的溶液中，或将含掺杂源的溶液点滴在衬底上，或将含掺杂源的溶液嗔涂或旋涂在衬底上。
[0032]分子膜表面修饰技术的原理如下:分子膜末端基团的带电性与极性溶剂(如，水)相互作用，排斥或浸润液相物质，造成亲水与疏水现象，通过在衬底表面修饰不同的分子基团，形成亲水或疏水的区域，施加极性溶液在亲水区域可以形成液滴和液膜，在疏水区域受到到排斥，实施分子表面修饰的方法包括，气相沉积和液相浸溃。
[0033]以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种太阳能电池局域掺杂方法，其特征在于该方法的步骤如下: a)根据太阳能电池结构，在太阳能电池的衬底表面修饰相应图形的分子膜；其中，分子膜中具有亲水基团和疏水基团； b)在经过步骤a)处理后的衬底上设置含掺杂源的溶液，并且溶液中具有极性溶剂，使掺杂源分布在相应图形上； c)挥发溶液，在衬底上留下局域分布的掺杂源； d)再经过热扩散掺杂，使得留下的掺杂源扩散至衬底上，从而形成局域掺杂。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池局域掺杂方法，其特征在于:在步骤a)中，采用模板压印法或紫外光改性法或激光销蚀法在在太阳能电池的衬底表面修饰相应图形的分子膜。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池局域掺杂方法，其特征在于:所述的亲水基团为-OH 或-COH 或-COOH 或-NH2。
4.根据权利要求 1或2所述的太阳能电池局域掺杂方法，其特征在于:所述的疏水基团为-S或-Cl或-F或-N02。
5.根据权利要求1或2所述的太阳能电池局域掺杂方法，其特征在于:所述的含掺杂源的溶液为含三族元素或五族元素的溶液。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池局域掺杂方法，其特征在于:所述的含掺杂源的溶液为含磷溶液或含硼溶液。
7.根据权利要求1或2所述的太阳能电池局域掺杂方法，其特征在于:在步骤d)中，所述的扩散温度为700°C~1100°C。
8.根据权利要求1或2所述的太阳能电池局域掺杂方法，其特征在于:所述的步骤b)中，在经过步骤a)处理后的衬底上设置含掺杂源的溶液的方法为将衬底浸泡在含掺杂源的溶液中，或将含掺杂源的溶液点滴在衬底上，或将含掺杂源的溶液喷涂或旋涂在衬底上。
【文档编号】H01L31/18GK104022188SQ201410277487
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】盛赟 申请人:常州天合光能有限公司