阅读说明：本技术 激光se结构图案制作方法、装置、设备及存储介质 (Laser SE structure pattern manufacturing method, device, equipment and storage medium ) 是由 徐义胜 曾鑫林 单伟 何胜 徐伟智 黄海燕 陆川 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种硅片表面的激光SE结构的制作方法,包括：预先设定在硅片表面制作激光SE结构图案的激光移动轨迹；其中,硅片为表面采用管式扩散技术,进行了磷源扩散掺杂的硅片；按照激光移动轨迹,控制照射在硅片表面的激光移动,制备细栅线图案,且控制激光的功率随着激光照射位置和硅片的中心之间的距离减小而增大,随着激光照射位置和硅片的中心之间的距离增大而减小。本申请中在硅片表面形成SE结构时,采用功率大小变化的激光照射,使得同一条细栅线对应的SE结构的方阻的均匀性增强,进而提高细栅线的导电性能,进而提高硅片的工作性能。本申请还提供了一种硅片表面的激光SE结构的制作装置、设备以及计算机可读存储介质。(The invention discloses a method for manufacturing a laser SE structure on the surface of a silicon wafer, which comprises the following steps: presetting a laser moving track for manufacturing a laser SE structure pattern on the surface of a silicon wafer; the surface of the silicon wafer is subjected to phosphorus source diffusion doping by adopting a tubular diffusion technology; and controlling the laser irradiated on the surface of the silicon wafer to move according to the laser moving track to prepare the fine grid line pattern, wherein the power of the laser is controlled to increase along with the decrease of the distance between the laser irradiation position and the center of the silicon wafer, and the power of the laser is controlled to decrease along with the increase of the distance between the laser irradiation position and the center of the silicon wafer. When an SE structure is formed on the surface of a silicon wafer, laser irradiation with variable power is adopted, so that the uniformity of the square resistance of the SE structure corresponding to the same thin grid line is enhanced, the conductivity of the thin grid line is improved, and the working performance of the silicon wafer is improved. The application also provides a device and equipment for manufacturing the laser SE structure on the surface of the silicon wafer and a computer readable storage medium.)

激光SE结构图案制作方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种硅片表面的激光SE结构的制作方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。只要被光照到，瞬间就可输出电压及电流。在物理学上称为太阳能光伏(Photovoltaic，photo光线，voltaics电力，缩写为PV)，简称光伏。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，且已经得到广泛的应用。

在太阳能电池片接收光照后，需要通过分布于电池片表面的细栅线导出电流，以输出电池片产生的电能。而电池片是通过硅片上掺杂一定的磷元素或者硼元素之后，再在硅片表面印刷细栅线获得的。

现今主流P型晶硅太阳能电池在形成细栅线之前，需要采用激光SE工序在硅片表面形成激光SE结构。激光SE工序主要是通过激光照射硅片表面用于印刷细栅线的位置，以实现硅片表面产生的磷硅玻璃层中的磷作为掺杂源进行二次掺杂，在作为后续电池片正面的硅片表面形成激光SE结构，该激光SE结构相对于未被激光照射的硅片的表面而言，具有更低的方阻。相应地，在后续硅片表面具有激光SE结构的位置印刷细栅线，有利于提高细栅线的导电效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅片表面的激光SE结构的制作方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，解决了硅片表面设置细栅线的位置的方阻不均匀的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种硅片表面的激光SE结构的制作方法，包括：

预先设定在硅片表面制作激光SE结构图案的激光移动轨迹；其中，所述硅片为表面采用管式扩散技术，进行了磷源扩散掺杂的硅片；所述激光SE结构图案为所述硅片上需要设置细栅线的位置图案；

按照所述激光移动轨迹，控制照射在所述硅片表面激光移动，在所述激光照射位置形成激光SE结构，且控制所述激光的功率随着所述激光照射位置和所述硅片的中心之间的距离减小而增大，随着所述激光照射位置和所述硅片的中心之间的距离增大而减小。

其中，所述控制所述激光的功率随着所述激光照射位置和所述硅片的中心之间的距离减小而增大，随着所述激光照射位置和所述硅片的中心之间的距离增大而减小包括：

预先将所述硅片表面划分为多个由所述硅片的中心向所述硅片的边缘逐个环绕排布的加工区域，且各个所述加工区域的中心均为所述硅片中心；

控制所述激光照射距离所述硅片的中心近的加工区域的功率，大于距离所述硅片的中心远的加工区域的功率；且当所述激光照射位置位于同一个加工区域时，所述激光的功率不变。

其中，各个所述加工区域为由所述硅片的中心指向所述硅片的边缘的径向方向的宽度逐渐增大的区域。

其中，所述控制所述激光的功率随着所述激光照射位置和所述硅片的中心之间的距离减小而增大，随着所述激光照射位置和所述硅片的中心之间的距离增大而减小包括：

预先将所述硅片表面划分为第一加工区域、第二加工区域和第三加工区域，其中，所述第一加工区域为以所述硅片的中心为圆心的圆形区域，所述第二加工区域为环绕所述第一加工区域的圆环区域，所述第三加工区域为环绕所述第二加工区域的区域；

控制所述激光照射所述第一加工区域的功率大于照射所述第二加工区域的功率；所述激光照射所述第二加工区域的功率大于所述第三加工区域的功率；且当所述激光照射位置位于同一个加工区域时所述激光的功率不变。

其中，所述第一加工区域的半径、所述第二加工区域的宽度、所述第二加工区域外环接线和所述硅片边缘线之间的距离，两两相差不大于预设距离；

所述控制所述激光照射所述第一加工区域的功率大于照射所述第二加工区域的功率；所述激光照射所述第二加工区域的功率大于所述第三加工区域的功率包括：

控制所述激光照射所述第一加工区域的功率为37W～41W，所述激光照射所述第二加工区域的功率为34W～37W，控制所述激光照射所述第三加工区域的功率为31W～34W。

本申请还提供了一种硅片表面的激光SE结构的制作装置，包括：

轨迹设定模块，用于预先设定在硅片表面制作激光SE结构图案的激光移动轨迹；其中，所述硅片为表面采用管式扩散技术，进行了磷源扩散掺杂的硅片；所述激光SE结构图案为所述硅片上需要设置细栅线的位置图案；

制备图案模块，用于按照所述激光移动轨迹，控制照射在所述硅片表面激光移动，在所述激光照射位置形成激光SE结构，且控制所述激光的功率随着所述激光照射位置和所述硅片的中心之间的距离减小而增大，随着所述激光照射位置和所述硅片的中心之间的距离增大而减小。

其中，所述制备图案模块包括：

区域划分单元，用于预先将所述硅片表面划分为第一加工区域、第二加工区域和第三加工区域，其中，所述第一加工区域为以所述硅片的中心为圆心的圆形区域，所述第二加工区域为环绕所述第一加工区域的圆环区域，所述第三加工区域为环绕所述第二加工区域的区域；

激光控制单元，用于控制所述激光照射所述第一加工区域的功率大于照射所述第二加工区域的功率；所述激光照射所述第二加工区域的功率大于所述第三加工区域的功率；且当所述激光照射位置位于同一个加工区域时所述激光的功率不变。

其中，所述区域划分单元具体用于预先将所述硅片表面划分为第一加工区域、第二加工区域和第三加工区域，其中，所述第一加工区域为以所述硅片的中心为圆心的圆形区域，所述第二加工区域为环绕所述第一加工区域的圆环区域，所述第三加工区域为环绕所述第二加工区域的区域；

所述激光控制单元具体用于控制所述激光照射所述第一加工区域的功率大于照射所述第二加工区域的功率；所述激光照射所述第二加工区域的功率大于所述第三加工区域的功率；且当所述激光照射位置位于同一个加工区域时所述激光的功率不变。

本申请还提供了一种硅片表面的激光SE结构的制作设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上任一项所述硅片表面的激光SE结构的制作方法的步骤。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述硅片表面的激光SE结构的制作方法的步骤。

本发明所提供的硅片表面的激光SE结构的制作方法，包括：预先设定在硅片表面制作激光SE结构图案的激光移动轨迹；其中，硅片为表面采用管式扩散技术，进行了磷源扩散掺杂的硅片；所述激光SE结构图案为所述硅片上需要设置细栅线的位置图案；按照激光移动轨迹，控制照射在硅片表面激光移动，在所述激光照射位置形成激光SE结构，且控制激光的功率随着激光照射位置和硅片的中心之间的距离减小而增大，随着激光照射位置和硅片的中心之间的距离增大而减小。

本申请中在对太阳能硅片表面形成SE结构时，考虑到对于硅片表面的P型掺杂层而言，因为掺杂程度存在不均匀的问题，会导致同一条细栅线对应的SE结构的掺杂层也是不均匀的，影响后续细栅线的导电性能，为此，在形成细栅线时，针对硅片上不同位置的SE结构，采用不同功率大小的激光照射，以实现同一条细栅线对应的SE结构的掺杂层的均匀性增强，进而提高细栅线的导电性能，从而进一步地提高硅片的工作性能。

本申请还提供了一种硅片表面的激光SE结构的制作装置、设备以及计算机可读存储介质。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的硅片表面的激光SE结构的制作方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的硅片表面的细栅线分布示意图；

图3为本发明另一实施例提供的硅片表面的激光SE结构的制作方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的对硅片表面划分的加工区域的分布示意图；

图5为激光照射图4中细栅线AB的位置时的功率变化的坐标示意图；

图6为本发明实施例提供的硅片表面的激光SE结构的制作装置的结构框图。

具体实施方式

在生产制造太阳能电池片过程中，需先在硅片表面通过管式扩散的方式形成P型掺杂层，再将激光光束依次照射硅片表面需要印刷细栅线位置，使得该位置的P源进行二次扩散，形成SE结构，最终在SE结构上印刷银浆形成细栅线。而通过激光形成的SE结构也即是硅片表面和细栅线接触的位置。

但是目前采用管式扩散在硅片表面形成的掺杂层呈现中间掺杂浓度低而边缘掺杂浓度高的分布，进而使得硅片表面由中心向边缘的方阻逐渐降低；又因为细栅线是和硅片边缘平行设置的，因此同一根细栅线和硅片相接触的不同位置，方阻也就不同；在硅片表面需要印刷细栅线的位置形成的激光SE结构中，同一根细栅线对应的激光SE结构上的方阻也会存在差异，进而使得电池片正面的细栅线和电池片接触的表面之间的导电性能不均匀，降低细栅线的导电性能，影响电池片的工作性能。

但是目前对硅片表面扩散形成P型掺杂层的技术方案，其改进难度大，成本高，也就无法从根本上解决整个硅片表面的掺杂层分布不均导致的方阻不均匀的问题。

对此申请人想到，激光光束照射硅片表面时，其目的也是改变硅片表面需要设置细栅线的位置的掺杂浓度，而激光光束的功率大小直接影响激光光照位置的掺杂浓度，进而影响激光SE结构的方阻的大小。在激光光束照射过程中，激光功率越大，激光能量会越高，激光照射的掺杂部位方阻值越小，反之激光功率越小，则方阻越大。由此，可以通过控制激光光束照射硅片表面不同位置时，基于照射位置和硅片表面中心点的距离控制调节激光功率的大小，使得激光照射对掺杂层的影响和扩散形成掺杂层的影响产生互补作用，最终使得印刷细栅线位置的硅片掺杂层的方阻区域均匀，进而提高细栅线导电性能，进一步提高电池片工作性能。

下面将以具体实施例对本申请的技术方案作详细说明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，图1为本发明实施例提供的硅片表面的激光SE结构的制作方法的流程示意图，该方法可以包括：

步骤S11：预先设定在硅片表面制作激光SE结构图案的激光移动轨迹；

其中，硅片为表面采用管式扩散技术，进行了磷源扩散掺杂的硅片；激光SE结构图案为硅片上需要设置细栅线的位置图案。

步骤S12：按照激光移动轨迹，控制照射在硅片表面激光移动，在激光照射位置形成激光SE结构，且控制激光的功率随着激光照射位置和硅片的中心之间的距离减小而增大，随着激光照射位置和硅片的中心之间的距离增大而减小。

具体地，在激光光束照射硅片表面时，激光功率越大，也就越有利于增大磷元素的掺杂，而在硅片表面越靠近中心位置，管式扩散获得的扩散层的磷元素的扩散密度就越小，这一区域的磷元素的浓度也就越低，相应地，激光光束照射这一区域内时的功率也就可以相对增大；反之远离硅片中心的位置激光的功率也就相对较小。

进一步地，如图2所示，图2为本发明实施例提供的硅片表面的细栅线分布示意图，在硅片1的表面，各个细栅线2平行设置，而激光光束照射硅片1表面时，也是依次照射每一根细栅线2设置的位置，因此，当激光照射同一根细栅线2的印刷位置时，激光照射位置距离硅片1的中心位置也即是先减小后增大，相应地，激光分别照射各个细栅线2的印刷位置时，激光的功率大体上都是呈现先增大后减小的趋势，从而获得方阻更为均匀的激光SE结构，由此保证各个细栅线和硅片接触部位的方阻大体均匀。

本申请中通过控制激光在照射电池表面形成SE结构时，使得激光的功率随着照射位置距离硅片的中心位置可变，使得激光对硅片表面的掺杂浓度的促进作用，和管式扩散对掺杂浓度的促进作用形成互补，进而使得设置细栅线位置SE结构的掺杂层大体均匀，提高了细栅线的导电性能，进而提升硅片的工作性能。

基于上述实施例，考虑到随着激光照射位置在硅片表面移动，激光照射位置和硅片中心位置非线性的时时变化，如果相应地要求激光光束也随之时时变化，对激光设备的要求显然较高，而产生的激光光束的稳定性也相对较差，为此，本申请中进一步地提出了另一技术方案，具体地，如图3所示，图3为本发明另一实施例提供的硅片表面的激光SE结构的制作方法的流程示意图，该方法可以包括：

步骤S21：预先设定在硅片表面制作激光SE结构图案的激光移动轨迹。

同样的，该硅片也是表面采用管式扩散技术，进行了磷源扩散掺杂的硅片。

步骤S22：将硅片表面划分为多个由硅片的中心向硅片的边缘逐个环绕排布的加工区域，且各个加工区域的中心均为硅片中心。

具体地，可以参照图4，图4为本发明实施例提供的对硅片表面划分的加工区域的分布示意图。图4中将硅片划分了三个加工区域，第一个加工区域为圆形区域3，该圆形区域3的圆心为硅片的中心，第二个加工区域为环绕该圆形区域的圆环区域4，第三个加工区域为环绕圆形区域到硅片边缘的环形区域5。

当然，图4只是本申请中对硅片表面一种具体地划分方式，在实际应用中还可以将硅片划分更多的加工区域，但是各个加工区域的分布和图4中的分布类似，均是一环套一环的区域，甚至，在靠近硅片的边角区域，还可以仅仅只是由硅片四个互不连通的边角作为同一区域。

另外，对于各个加工区域大小，对于中心的圆形区域的半径和各个环形区域的宽度两两之间的差异，可以根据硅片表面的掺杂密度的径向变化梯度大小确定。

例如，若该硅片经过管式扩散后的掺杂元素的掺杂浓度，由硅片中心向边缘的径向方向上呈线性变化，则可以使得中心的圆形区域的半径和各个环形区域的宽度大致相等；而若该掺杂密度大小在径向上的变化梯度逐渐减小，那么，各个环形的加工区域由硅片中心到边缘的宽度逐渐增大。

步骤S23：控制激光照射距离硅片的中心近的加工区域的功率，且激光照射加工区域的功率恒定。

具体地，例如对于图4所示的加工区域的划分方式，圆形区域3的半径25mm，圆环区域4的外径可以是52mm半径圆区域为邻中心区域，其余部位为环形区域5。相应地，激光照射圆形区域3的功率可以是37W～41W，激光照射圆环区域4的功率可以为34W～37W，激光照射环形区域5的功率可以是31W～34W。

如图5所示，图5为激光照射图4中细栅线AB的位置时的功率变化的坐标示意图。图4中的细栅线AB横跨三个不同的区域，因此相应地图5中，当激光照射至AB上的C、D、E、F时，激光的功率分别发生一次跳变，使得激光照射AB所在位置时，激光功率大体呈现先增大后减小的趋势。当然对于没有横跨几个区域，而只位于一个区域的细栅线而言，激光在加工对应的激光SE结构时，激光功率可以保持恒定值。

下面对本发明实施例提供的硅片表面的激光SE结构的制作装置进行介绍，下文描述的硅片表面的激光SE结构的制作装置与上文描述的硅片表面的激光SE结构的制作方法可相互对应参照。

图6为本发明实施例提供的硅片表面的激光SE结构的制作装置的结构框图，参照图6中硅片表面的激光SE结构的制作装置可以包括：

轨迹设定模块100，用于预先设定在硅片表面制作激光SE结构图案的激光移动轨迹；其中，所述硅片为表面采用管式扩散技术，进行了磷源扩散掺杂的硅片；激光SE结构图案为硅片上需要设置细栅线的位置图案。

制备图案模块200，用于按照所述激光移动轨迹，控制照射在所述硅片表面激光移动，在所述激光照射位置形成激光SE结构，且控制所述激光的功率随着所述激光照射位置和所述硅片的中心之间的距离减小而增大，随着所述激光照射位置和所述硅片的中心之间的距离增大而减小。

可选地，在本申请的另一具体实施例中，所述制备图案模块200包括：

区域划分单元，用于预先将所述硅片表面划分为第一加工区域、第二加工区域和第三加工区域，其中，所述第一加工区域为以所述硅片的中心为圆心的圆形区域，所述第二加工区域为环绕所述第一加工区域的圆环区域，所述第三加工区域为环绕所述第二加工区域的区域；

激光控制单元，用于控制所述激光照射所述第一加工区域的功率大于照射所述第二加工区域的功率；所述激光照射所述第二加工区域的功率大于所述第三加工区域的功率；且当所述激光照射位置位于同一个加工区域时所述激光的功率不变。

可选地，在本申请的另一具体实施例中，区域划分单元具体用于将各个所述加工区域划分为由所述硅片的中心指向所述硅片的边缘的径向方向的宽度逐渐增大的区域。

可选地，在本申请的另一具体实施例中，区域划分单元具体用于预先将所述硅片表面划分为第一加工区域、第二加工区域和第三加工区域，其中，所述第一加工区域为以所述硅片的中心为圆心的圆形区域，所述第二加工区域为环绕所述第一加工区域的圆环区域，所述第三加工区域为环绕所述第二加工区域的区域。

激光控制单元具体用于控制所述激光照射所述第一加工区域的功率大于照射所述第二加工区域的功率；所述激光照射所述第二加工区域的功率大于所述第三加工区域的功率；且当所述激光照射位置位于同一个加工区域时所述激光的功率不变。

可选地，在本申请的另一具体实施例中，区域划分单元具体用于预先将所述硅片表面划分为所述第一加工区域的半径、所述第二加工区域的宽度、所述第二加工区域外环接线和所述硅片边缘线之间的距离，两两相差不大于预设距离的区域；

激光控制单元具体用于控制所述激光照射所述第一加工区域的功率为37W～41W，所述激光照射所述第二加工区域的功率为34W～37W，控制所述激光照射所述第三加工区域的功率为31W～34W。

本实施例的硅片表面的激光SE结构的制作装置用于实现前述的硅片表面的激光SE结构的制作方法，因此硅片表面的激光SE结构的制作装置中的具体实施方式可见前文中的硅片表面的激光SE结构的制作方法的实施例部分，例如，轨迹设定模块100，制备图案模块200，分别用于实现上述硅片表面的激光SE结构的制作方法中步骤S11和S12，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。

本申请中还提供了一种硅片表面的激光SE结构的制作设备的实施例，该设备具体可以包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上任意实施例所述硅片表面的激光SE结构的制作方法的步骤。

具体地该存储器具体可以是随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，包括：

所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述硅片表面的激光SE结构的制作方法的步骤。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。