【专利解密】隆基绿能公开免受刻蚀损伤HBC太阳能电池及其制备方案

【爱集微点评】隆基绿能提出的HBC太阳能电池及其制备方案，通过在半导体基底的第一表面上增加保护层，由此避免了后续进行第一区域或者第二区域相应非晶硅层的制备过程中使用的强碱溶液、强酸溶液等对第一表面产生损伤。从而有利于后续在电极区进行非晶硅制备的步骤中，非晶硅层与半导体基底表面能够很好的结合。

集微网消息，在碳中和的目标要求下，清洁能源代替化石能源的大潮已全面开启。随着硅基太阳能电池光电转换效率的逐渐提升、以及生产成本的持续下降，度电成本持续降低，以其应用灵活特性，光伏发电将成为未来最具竞争力的能源形式之一。

截至2017年Al‑BSF为市场主体，截止2021仍以P型硅片PERC（钝化发射器和后部接触）太阳能电池为市场主体。而N型硅片TOPCON（遂穿氧化钝化电池）、HJT（晶体硅异质结太阳电池）、IBC（叉指式背接触电池）等高效太阳能电池以其更高效率、简单工艺，已开启产业化进程。

IBC技术正负极均设计为背电极，有效避免PERC、HJT电池等正面电极的遮光效应，确保正面受光面积及Jsc(短路电流)最大化。在该过程中，图形化工艺得到了大量的应用。而图形化工艺及后续刻蚀、退膜工艺多使用强碱，单晶硅基底表面易受强碱各向异性刻蚀，形成粗糙多孔表面，后续沉积的a‑Si:H钝化效果将受到显著影响。此外，在制备过程中使用碱液容易与硅片表面反应造成损伤，导致后续的单晶硅膜层钝化效果下降。

因此，为了兼顾后续刻蚀工艺，避免硅片表面受到刻蚀等工艺损伤，隆基绿能在2022年10月27日申请了一项名为“HBC太阳能电池及其制备方法”的发明专利（申请号：202211330345.4），申请人为隆基绿能科技股份有限公司。

根据该专利目前公开的相关资料，让我们一起来看看这项技术方案吧。

如上图，为该专利中公开的制备HBC太阳能电池的流程示意图。首先，准备半导体基底，半导体基底具有相对的第一表面和第二表面，第一表面包括相邻的第一区域(即P区)、隔离区域(即A区)和第二区域(即N区)，隔离区域在第一区域和第二区域之间。

其次，在第一表面依次形成第一耐碱性层、隔离缓冲层和第二耐碱性层。通过在半导体基底的第一表面上增加第一耐碱性层、隔离缓冲层和第二耐碱性层，对第一表面进行全部覆盖。由此避免了后续进行第一区域或者第二区域相应非晶硅层的制备过程中使用的强碱溶液、强酸溶液等对第一表面产生损伤，从而有利于后续在电极区进行非晶硅制备的步骤中，非晶硅层与半导体基底表面能够很好的结合。因此，多个步骤后暴露出的半导体基底的第一表面仍可以保护良好，为后续的非晶硅层的设置提供了良好的条件，最终产品的品质较好。

接着，图案化去除第一区域上对应的第二耐碱性层、隔离缓冲层和第一耐碱性层，形成第一中间件，在第一中间件的远离第二表面的一侧依次形成第二本征非晶硅层和P型非晶硅层。以及图案化去除第二区域上对应的P型非晶硅层、第二本征非晶硅层、第二耐碱性层、隔离缓冲层和第一耐碱性层，形成第二中间件，在第二中间件的远离第二表面的一侧依次形成第三本征非晶硅层和N型非晶硅层。沉积形成的第三耐碱性层能够抵抗强碱的刻蚀，使得后续第二掩膜图形的退膜等过程中使用的强碱溶液不会对硅片的表面产生影响，并且将该耐碱性层进行去除的溶液也不会对硅片的表面产生影响。

最后，图案化去除第一区域对应的P型非晶硅层上的第三本征非晶硅层和第一N型非晶硅层。由此，该HBC太阳能电池的半导体基底1的第一表面保存完好，有利于第一区域、第二区域相应的非晶硅层能够与第一表面完美结合，由此提高了HBC太阳能电池的电池效率、Voc、填充因子FF、短路电流Jsc和少子寿命。

如上图，为HBC太阳能电池的结构示意图。半导体基底1具有相对的第一表面和第二表面，第一表面包括相邻的第一区域、隔离区域和第二区域，隔离区域在第一区域和第二区域之间。第二本征非晶硅层6和P型非晶硅层7，二者依次层叠在第一区域。第三本征非晶硅层10和第一N型非晶硅层11，二者依次层叠在第二区域。隔离结构包括依次层叠在隔离区域的第一耐碱性层2、隔离缓冲层3、第二本征非晶硅层、P型非晶硅层、第三本征非晶硅层和第一N型非晶硅层。

其中，第一耐碱性层和第二耐碱性层能够抵抗强碱的刻蚀，隔离缓冲层能够抵抗强酸的刻蚀，使得后续掩膜图形的退膜等过程中使用的强碱溶液和强酸溶液不会对半导体基底的第一表面产生影响，并且将该耐碱性层进行去除的溶液也不会对半导体基底的第一表面产生影响。

以上就是隆基绿能提出的HBC太阳能电池及其制备方案，该方案通过在半导体基底的第一表面上增加保护层，由此避免了后续进行第一区域或者第二区域相应非晶硅层的制备过程中使用的强碱溶液、强酸溶液等对第一表面产生损伤。从而有利于后续在电极区进行非晶硅制备的步骤中，非晶硅层与半导体基底表面能够很好的结合。

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（校对/赵月）