本發(fā)明涉及光伏電池，具體涉及一種選擇性鈍化接觸結(jié)構(gòu)及其制備方法和應(yīng)用于制備選擇性topcon電池。

背景技術(shù)：

1、雙面topcon(tunnel?oxide?passivated?contact，隧穿氧化層鈍化接觸)電池是提升傳統(tǒng)topcon電池效率的一個(gè)重要手段。其中，雙面topcon電池是指在硅片的正面和背面均制備有topcon結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池；topcon結(jié)構(gòu)包括依次沉積于硅片表面的隧穿氧化層及摻雜多晶硅。在雙面topcon電池基礎(chǔ)上，繼續(xù)制備雙面選擇性topcon電池(例如，隧穿氧化層和摻雜多晶硅僅位于硅片表面的局部區(qū)域，該局部區(qū)域通常指電極接觸區(qū))，可進(jìn)一步減少因如多晶硅所帶來(lái)的寄生吸收，故而能提升電池的光電轉(zhuǎn)化效率。

2、相比較已經(jīng)研究較多且較成熟的選擇性磷摻雜多晶硅，選擇性硼摻雜多晶硅的研究少且工藝難度高，這一方面歸因于硼原子在多晶硅中的固溶度低，故而在摻雜過(guò)程中硼原子更容易向界面氧化物處偏析，想要獲得兼具優(yōu)異化學(xué)鈍化和高摻雜的硼摻雜多晶硅，工藝難度更高；另一方面，與選擇性磷摻雜多晶硅不同，在對(duì)硼摻雜多晶硅進(jìn)行圖形化去除(也稱(chēng)為選擇性去除或者局域去除)后，還需要保證非電極接觸區(qū)仍然有一定濃度的硼摻雜層，以提升電池的橫向傳輸電流，避免填充因子的急劇下降。

3、目前，選擇性硼摻雜多晶硅主要有兩種常見(jiàn)的制備方法。其中一種常見(jiàn)的制備方法是：如公開(kāi)號(hào)cn117334788a所示，先在硅片表面(如正面)制備硼摻雜發(fā)射極；再對(duì)硼硅玻璃進(jìn)行激光局域開(kāi)模；然后在硼摻雜發(fā)射極表面的激光開(kāi)口區(qū)域依次制備局域隧穿氧化層及局域硼摻雜多晶硅。這種制備方法需要進(jìn)行兩次高溫硼擴(kuò)散工藝(硼摻雜發(fā)射極需要經(jīng)歷一次硼擴(kuò)散工藝；而局域硼摻雜多晶硅的制備也需要經(jīng)歷一次高溫退火工藝，該高溫退火工藝也涉及硼擴(kuò)散)，工藝步驟增加，且兩次高溫硼擴(kuò)散工藝容易引起更多的表面復(fù)合。

4、另一種常見(jiàn)的制備方法是：如公開(kāi)號(hào)cn117096201a所示，直接在硅片表面依次制備隧穿氧化層及本征多晶硅；之后通過(guò)硼擴(kuò)散以使本征多晶硅形成高摻雜濃度的硼摻雜多晶硅，并且讓部分硼原子穿過(guò)隧穿氧化層以在硅片中形成低摻雜濃度的p+摻雜層。這種制備方法雖然工藝比較簡(jiǎn)單，但是一定數(shù)量的硼原子穿過(guò)隧穿氧化層會(huì)嚴(yán)重影響隧穿氧化層的鈍化效果。

5、此外，還有一些制備方法，如公開(kāi)號(hào)cn116914033b所示，是先在硅片的表面制備隧穿氧化層及多晶硅，再通過(guò)圖形化處理僅保留電極接觸區(qū)的多晶硅，然后再進(jìn)行硼擴(kuò)散來(lái)制備發(fā)射極；但是由于硼在多晶硅和硅片(該硅片是一種晶體硅)中的固溶度的差異，所以若既想要在多晶硅中獲得較高的硼摻雜濃度，又想要不造成硼原子向硅片擴(kuò)散太深而引起復(fù)合增大，則硼擴(kuò)散工藝難度高。

6、綜上，無(wú)論是采用以上何種制備方法，目前研究制備選擇性硼摻雜多晶硅的方法，都是在電極接觸區(qū)制作硼摻雜多晶硅，非電極接觸區(qū)制作硼發(fā)射極；這會(huì)導(dǎo)致非電極接觸區(qū)的鈍化效果沒(méi)有得到提升，甚至鈍化效果反而下降，且復(fù)合問(wèn)題加重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種選擇性鈍化接觸結(jié)構(gòu)及其制備方法和應(yīng)用于制備選擇性topcon電池(尤其是應(yīng)用于制備雙面選擇性topcon電池)。

2、基于此，本發(fā)明公開(kāi)了一種選擇性鈍化接觸結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下制備步驟：

3、s1、在硅片的背面依次制備第一隧穿氧化層及第一本征非晶硅；

4、s2、在第一本征非晶硅的背面制備第二本征非晶硅，以使第二本征非晶硅的厚度大于第一本征非晶硅，并使第二本征非晶硅的晶化率小于第一本征非晶硅；

5、s3、進(jìn)行硼擴(kuò)散摻雜，以使第一本征非晶硅和第二本征非晶硅分別轉(zhuǎn)化成第一硼摻雜多晶硅和第二硼摻雜多晶硅，并在第二硼摻雜多晶硅的背面形成硼硅玻璃；其中，第一硼摻雜多晶硅的厚度小于第二硼摻雜多晶硅，且第一硼摻雜多晶硅的晶化率大于第二硼摻雜多晶硅，使得第一硼摻雜多晶硅的摻雜濃度大于第二硼摻雜多晶硅；

6、s4、進(jìn)行激光圖形化處理，以選擇性去除背面非電極接觸區(qū)的硼硅玻璃來(lái)裸露背面非電極接觸區(qū)的第二硼摻雜多晶硅，并保留背面電極接觸區(qū)的硼硅玻璃；

7、s5、采用堿性溶液進(jìn)行刻蝕，以去除背面非電極接觸區(qū)的第二硼摻雜多晶硅，并利用第一硼摻雜多晶硅與第二硼摻雜多晶硅的摻雜濃度及晶化率差異，來(lái)保留背面非電極接觸區(qū)的第一硼摻雜多晶硅及第一隧穿氧化層，而背面電極接觸區(qū)的第一隧穿氧化層、第一硼摻雜多晶硅及第二硼摻雜多晶硅受硼硅玻璃的保護(hù)而被保留。

8、優(yōu)選地，步驟s1中，所述第一隧穿氧化層的厚度為0.5～2nm；第一隧穿氧化層的制備方法為熱氧氧化法、濕氧氧化法、硝酸氧化法、臭氧氧化法或氣相沉積法中的一種；

9、所述第一本征非晶硅的厚度為10～30nm、其晶化率為15～40％；所述第一本征非晶硅的制備方法為化學(xué)氣相沉積法，沉積溫度為400～700℃。

10、優(yōu)選地，步驟s2中，所述第二本征非晶硅的厚度為150～300nm、其晶化率為3～20％；所述第二本征非晶硅的制備方法為物理氣相沉積法，其沉積溫度為100～300℃。

11、優(yōu)選地，步驟s3中，所述硼擴(kuò)散摻雜的硼擴(kuò)散源為bcl3或bbr3，摻雜推進(jìn)溫度為850～950℃，硼擴(kuò)散摻雜后方阻為250～450ω/□，第一硼摻雜多晶硅的摻雜濃度為1～3e20cm-3，而第二硼摻雜多晶硅的摻雜濃度為6～9e19cm-3；所述硼硅玻璃的厚度為30～70nm。

12、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟s4中，所述激光圖形化處理使用紅外連續(xù)激光，激光的波長(zhǎng)為700～2500nm、光斑當(dāng)量直徑為100～400μm、功率為50～100w、掃描速度為15000～50000mm/s，背面激光圖形化處理面積占背面總面積的30～60％。

13、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟s5中，所述堿性溶液為naoh或koh溶液，堿性溶液的濃度為0.5～4vol％，刻蝕溫度為40～70℃，刻蝕時(shí)間為150～450s。

14、優(yōu)選地，在步驟s4之前，還包括如下步驟：先去除硅片正面及邊緣因硼擴(kuò)散摻雜所形成的繞鍍層和硼硅玻璃，同時(shí)保留硼硅玻璃作為背面保護(hù)層；再在硅片的正面依次制備第二隧穿氧化層、磷摻雜多晶硅及磷硅玻璃。

15、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟s4還包括：在所述激光圖形化處理的過(guò)程中，還選擇性去除正面非電極接觸區(qū)的磷硅玻璃來(lái)裸露正面非電極接觸區(qū)的磷摻雜多晶硅，并保留正面電極接觸區(qū)的磷硅玻璃；

16、所述步驟s5還包括：在采用所述堿性溶液進(jìn)行刻蝕的過(guò)程中，還去除正面非電極接觸區(qū)的磷摻雜多晶硅和第二隧穿氧化層來(lái)裸露正面非電極接觸區(qū)的硅片正面，而正面電極接觸區(qū)的第二隧穿氧化層及磷摻雜多晶硅受磷硅玻璃的保護(hù)而被保留。

17、本發(fā)明還公開(kāi)了一種選擇性鈍化接觸結(jié)構(gòu)，其采用本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
上述所述的一種選擇性鈍化接觸結(jié)構(gòu)的制備方法所制得。

18、本發(fā)明還公開(kāi)了一種選擇性鈍化接觸結(jié)構(gòu)的制備方法的應(yīng)用，將本發(fā)明內(nèi)容上述所述的一種選擇性鈍化接觸結(jié)構(gòu)的制備方法應(yīng)用于制備選擇性topcon電池，其應(yīng)用方法包括如下步驟：

19、步驟一、采用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的一種選擇性鈍化接觸結(jié)構(gòu)的制備方法制備選擇性鈍化接觸結(jié)構(gòu)；

20、步驟二、采用堿制絨工藝在正面非電極接觸區(qū)裸露的硅片正面形成金字塔結(jié)構(gòu)的絨面，并清洗去除正面電極接觸區(qū)的磷硅玻璃和背面電極接觸區(qū)的硼硅玻璃；

21、步驟三、正面非電極接觸區(qū)的硅片絨面和正面電極接觸區(qū)的磷摻雜多晶硅的正面制備正面鈍化膜，并在背面非電極接觸區(qū)的第一硼摻雜多晶硅和背面電極接觸區(qū)的第二硼摻雜多晶硅的背面制備背面鈍化膜；

22、步驟四、在正面鈍化膜的正面上制備正面減反膜，并在背面鈍化膜的背面上制備背面減反膜；

23、步驟五、進(jìn)行金屬化處理，以分別形成正面電極和背面電極；所述正面電極依次穿過(guò)正面減反膜及正面鈍化膜后，與正面電極接觸區(qū)的磷摻雜多晶硅進(jìn)行歐姆接觸；所述背面電極依次穿過(guò)背面減反膜及背面鈍化膜后，與背面電極接觸區(qū)的第二硼摻雜多晶硅進(jìn)行歐姆接觸。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少包括以下有益效果：

25、本發(fā)明的選擇性鈍化接觸結(jié)構(gòu)的制備方法，在第一隧穿氧化層的背面依次制備一層較薄且晶化率較高的第一本征非晶硅以及一層較厚且晶化率較低的第二本征非晶硅；在硼擴(kuò)散摻雜時(shí)可實(shí)現(xiàn)背面硼摻雜濃度的提升，并使第一硼摻雜多晶硅與第二硼摻雜多晶硅存在摻雜濃度差異及晶化率差異；在激光圖形化處理后的堿性溶液刻蝕的過(guò)程中，能利用堿性溶液對(duì)硼硅玻璃、不同摻雜濃度和不同晶化率的兩層硼摻雜多晶硅的刻蝕速率差異，來(lái)保留背面非電極接觸區(qū)的第一硼摻雜多晶硅及第一隧穿氧化層，并保留背面電極接觸區(qū)的第一隧穿氧化層、第一硼摻雜多晶硅及第二硼摻雜多晶硅；如此，即可制得本發(fā)明的選擇性鈍化接觸結(jié)構(gòu)。該制備方法簡(jiǎn)化了雙面選擇性topcon電池的工藝步驟，有利于工業(yè)規(guī)模量產(chǎn)。

26、而且，本發(fā)明的選擇性鈍化接觸結(jié)構(gòu)，通過(guò)在背面保留第一隧穿氧化層以及(相比第二硼摻雜多晶硅而言)較薄硼摻雜濃度較高且晶化率較高的第一硼摻雜多晶硅，實(shí)現(xiàn)了鈍化接觸，通過(guò)該層較薄、硼摻雜濃度較高且晶化率較高的第一硼摻雜多晶硅來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)非電極接觸區(qū)的硼摻雜發(fā)射極，又進(jìn)一步降低了表面復(fù)合，提升了非電極接觸區(qū)的鈍化效果，還實(shí)現(xiàn)了很好的載流子橫向傳輸；而且，將選擇性的第二硼摻雜多晶硅制備于第一硼摻雜多晶硅的背面電極接觸區(qū)(將較薄的選擇性磷摻雜多晶硅制備于硅片的正面電極接觸區(qū))，而背面非電極接觸區(qū)的較薄的第一硼摻雜多晶硅基本不會(huì)造成電流損失，最大程度上減少了光的寄生吸收。如此，采用本發(fā)明的選擇性鈍化接觸結(jié)構(gòu)的制備方法所制備的選擇性topcon電池(尤其是雙面選擇性topcon電池)的開(kāi)路電壓、短路電流、填充因子都得到了很好的改善，進(jìn)一步提升了電池的光電轉(zhuǎn)化效率。