一种局部POLO电池结构的制备方法与流程

本发明涉及光伏电池，具体为一种局部polo电池结构的制备方法。

背景技术：

1、太阳能电池是通过光生伏特效应将光转换为电能的装置。目前，主流量产的太阳能电池是perc（钝化发射极与背面）电池。但perc电池的光电转换效率已逼近理论效率（24.5%），亟需开发更高效的晶硅太阳能电池结构。德国fraunhofer研发出了隧穿氧化层钝化接触技术（tunnel oxide passivated contact，topcon）。topcon技术主要应用于电池背表面，是由一层极薄的氧化层和多晶硅薄层组成的，多晶硅薄层在掺杂激活后与氧化层共同作用于背表面，对少数载流子有较好的钝化作用，对多数载流子有极好的导电性。再在表面做金属化工艺，就可以得到无需开孔的钝化接触，是提升电池开压voc的重要途径，可以大幅度降低金属接触复合电流，结构见图1。目前topcon电池主要是钝化背面接触，正面已经成为效率继续提升的瓶颈。正面如果做成整面polo结构的话，则会因为poly硅吸光导致电池电流损失较大，因此可通过在栅线下方做局部polo，改善正面金属接触复合电流的同时避免电流损失，从而大幅度提升电池效率，结构见图2。

2、目前常规的正面局部polo结构，主要是通过丝网印刷或者喷墨的方式局部喷蜡质掩膜，然后进行化学返刻，再洗去蜡质掩膜。此方法使用的丝网印刷或者喷墨设备价格比较昂贵且与产线兼容性差，使用的蜡质掩膜通常为液态，然后加热或者放置后变成固态。使用丝网印刷或者喷墨的方式时，掩膜经常会堵塞丝网网孔或者喷头，且难以清理，导致耗材费用较高。此外，蜡质掩膜也不易清洗，清洗过程繁琐。

3、例如中国专利申请2019111421030公开了一种正面局部polo结构的制备方法，该方法在硅片表面形成第一隧穿氧化层和第一多晶硅薄膜后在第一多晶硅薄膜表面采用喷墨打印或者丝网印刷的方式沉积局部抗腐蚀保护层，然后分别用第一化学液体、第二化学液体和第三化学液体分别去除多晶硅薄膜、抗腐蚀保护层和隧穿氧化层。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种局部polo电池结构的制备方法，以解决现有技术中存在的缺陷。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种局部polo电池结构的制备方法，包括如下步骤：

4、s1、生长：在经过处理的硅片表面生长隧穿氧化层和多晶硅层；

5、s2、激光图案氧化：使用激光在氧化氛围下扫描多晶硅层，形成图案化硅片，所述图案化硅片表面具有图案化氧化层；

6、s3、刻蚀：使用第一液体对图案化硅片进行刻蚀，暴露出隧穿氧化层并保留图案化氧化层；

7、s4：清洗：使用第二液体对硅片表面进行整体清洗，去除暴露的隧穿氧化层并去除图案化氧化层，形成具有局部polo结构的硅片。

8、优选地，所述局部polo电池结构形成于硅片正面。

9、优选地，在步骤s2中，所用激光波长为325nm，功率为1-3w。

10、优选地，在步骤s2中，所用氧化氛围为纯氧或者氧气氮气混合气体，其中所含氧气含量大于60%。

11、优选地，在步骤s2中，所形成的图案化氧化层的厚度为1-4nm。

12、优选地，在步骤s3中，第一液体为能够刻蚀多晶硅层但不刻蚀氧化硅层的液体或液体混合物。进一步，所述第一液体是选自氢氧化钾或者氢氧化钠的水溶液。

13、优选地，在步骤s4中，第二液体为能够刻蚀氧化硅层的液体或液体混合物。进一步，所述第二液体是选自氢氟酸水溶液。

14、本发明还进一步提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括通过如上所述的方法制备的局部polo电池结构。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、本发明通过激光氧化和低温碱抛光结合的方法，形成局部polo结构。与现有技术相比，本发明的方法使用激光实现poly图形化方案，与产线兼容性好。相比于现有技术，本发明不用另外印刷掩膜，减少了工艺步骤，提高了工艺效率的同时降低了生产成本。本发明的方法进一步减少了清洗刻蚀液体使用的种类和步骤，提升了电池效率的同时也提高了产品良率。

技术特征：

1.一种局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，所述局部polo电池结构形成于硅片正面。

3.如权利要求1所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所用激光波长为325nm，功率为1-3w。

4.如权利要求1所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所用氧化氛围为纯氧或者氧气氮气混合气体，其中所含氧气含量大于60%。

5.如权利要求1所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所形成的图案化氧化层的厚度为1-4nm。

6.如权利要求1所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，第一液体为能够刻蚀多晶硅层但不刻蚀氧化硅层的液体或液体混合物。

7.如权利要求6所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，所述第一液体是选自氢氧化钾或者氢氧化钠的水溶液。

8.如权利要求1所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，在步骤s4中，第二液体为能够刻蚀氧化硅层的液体或液体混合物。

9.如权利要求8所述的局部polo电池结构的制备方法，其特征在于，所述第二液体是选自氢氟酸水溶液。

10.一种太阳能电池，包括如权利要求1至9中任一项所述的方法制备的局部polo电池结构。

技术总结
本发明提供了一种局部POLO电池结构的制备方法，包括：S1、生长；S2、激光图案氧化；S3、刻蚀；S4：清洗。本发明方法使用激光实现poly图形化方案，与产线兼容性好，使用此方案制备的局部POLO结构可显著降低接触区的复合损失，从而提升电池效率。

技术研发人员：杨松波,任常瑞,董建文,符黎明
受保护的技术使用者：常州时创能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15