專利名稱：一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽電池鈍化層的后處理領(lǐng)域，特別涉及一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的熱處理方法。
背景技術(shù)：
太陽能光伏電池是目前最有前景的可再生能源利用方式之一。其中晶硅太陽電池由于其資源豐富，工藝成熟度高等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)并將很長(zhǎng)時(shí)間的占據(jù)市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。在目前正在發(fā)展的各類晶硅太陽電池技術(shù)中，以日本Sanyo公司生產(chǎn)的HIT電池為代表的晶硅異質(zhì)結(jié)太陽電池以其高轉(zhuǎn)換效率、適宜大規(guī)模量產(chǎn)的技術(shù)成熟度等優(yōu)點(diǎn)受到人們的廣泛關(guān)注。人們普遍認(rèn)為，晶體硅片表面鈍化層對(duì)硅片表面的鈍化效果是決定晶硅異質(zhì)結(jié)太陽電池性能的關(guān)鍵所在。Sanyo公司的HIT電池的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了 23.0%。目前，用作該鈍化層的材料主要有采用PECVD法或者熱絲CVD法制備的a-Si :H薄膜或者PECVD法制備的a-Si0x:H薄膜，均得到了較好的鈍化效果。對(duì)于內(nèi)硅，經(jīng)過鈍化后少子壽命可達(dá)到ms 量級(jí)。但人們發(fā)現(xiàn)，在制備好鈍化層后，進(jìn)行Ar氣氣氛、含氫氣氣氛或真空條件下在200 300°C進(jìn)行熱處理，可進(jìn)一步改善鈍化層對(duì)硅片表面的鈍化效果。其中含氫氣氣氛最優(yōu)。熱處理后!7Z硅的少子壽命可達(dá)5 6ms。a-Si:H或a-Si0x:H的鈍化效果源于薄膜與硅片表面形成的硅氫鍵的結(jié)構(gòu)，在合適溫度和氣氛下進(jìn)行熱處理，改變了膜中硅氫鍵的結(jié)構(gòu)，從而改善了其鈍化效果。但這一熱處理過程所需時(shí)間較長(zhǎng)，需要幾個(gè)小時(shí)甚至更長(zhǎng)，這一點(diǎn)不利于大批量的工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的熱處理方法，該方法可改善鈍化層對(duì)硅片表面的鈍化效果，從而提高太陽電池的轉(zhuǎn)換效率，并且相比于常規(guī)的惰性氣體氣氛、氫氣氣氛或真空熱處理工藝，可大大縮短熱處理工藝時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明的一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的熱處理方法，包括采用PECVD法或熱絲CVD法制備異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層薄膜，以PECVD法中產(chǎn)生的含氫等離子體的氫氣氣氛，對(duì)鈍化層的硅片于200 300°C處理Imin 60min ；或者是以熱絲CVD法產(chǎn)生的含氫原子的氫氣氣氛，對(duì)鈍化層的硅片于200 300°C處理Imin 60mino所述鈍化層薄膜厚于晶硅異質(zhì)結(jié)太陽電池器件結(jié)構(gòu)所需厚度。所述以PECVD法中產(chǎn)生的含氫等離子體的氫氣氣氛對(duì)鈍化層的硅片處理的工藝參數(shù)為極板上所加射頻功率密度為0. 01 1. 2W/cm2，氣壓為5 lOOPa。所述以熱絲CVD法產(chǎn)生的含氫原子的氫氣氣氛對(duì)鈍化層的硅片處理的工藝參數(shù)為熱絲的溫度為1500 2200°C，氣壓為0. 1 501^。
有益效果本發(fā)明采用高能活性氫氣氣氛對(duì)具備a-Si:H或者a-SiOX:H作為鈍化層的用于晶硅異質(zhì)結(jié)太陽電池的硅片進(jìn)行熱處理，可改善鈍化層對(duì)硅片表面的鈍化效果，從而提高太陽電池的轉(zhuǎn)換效率，并且相比于常規(guī)的惰性氣體氣氛、氫氣氣氛或真空熱處理工藝，可大大縮短熱處理工藝時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，具有良好的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1以PECVD法在清洗潔凈的N型硅兩側(cè)表面各制備一層25nm的a_Si :H作為鈍化層， 鈍化后的少子壽命為320 μ S。以PECVD法產(chǎn)生的高能活性氫等離子體對(duì)沉積了鈍化層的硅片進(jìn)行熱處理，具體工藝參數(shù)如下采用13. 56MHz的射頻源激發(fā)等離子體，極板上所加射頻功率密度為0. 08W/ cm2,氣壓25Pa,硅片加熱到280°C，時(shí)間30min。熱處理后少子壽命達(dá)到了 600 μ s，鈍化層的厚度減薄到了 15nm。如采用常規(guī)熱處理，熱處理時(shí)間需要120min左右。實(shí)施例2以熱絲CVD法在清洗潔凈的N型硅兩側(cè)表面各制備一層20nm的a_Si :H作為鈍化層，鈍化后的少子壽命為350 μ S。以熱絲CVD法產(chǎn)生的高能活性氫原子氣氛對(duì)沉積了鈍化層的硅片進(jìn)行熱處理， 具體工藝參數(shù)如下采用鎢絲作為熱絲，熱絲溫度加熱到1800°C，氣壓10Pa，硅片加熱到 220°C，時(shí)間 25min。熱處理后少子壽命達(dá)到了 680 μ s，鈍化層厚度減薄到了 12nm。如采用常規(guī)熱處理，熱處理時(shí)間需要120min左右。實(shí)施例3以PECVD法在清洗潔凈的N型硅兩側(cè)表面各制備一層25nm的a_Si H作為鈍化層， 鈍化后的少子壽命為320 μ S。以PECVD法產(chǎn)生的高能活性氫等離子體對(duì)沉積了鈍化層的硅片進(jìn)行熱處理，具體工藝參數(shù)如下采用13. 56MHz的射頻源激發(fā)等離子體，極板上所加射頻功率密度為0. 8W/ cm2,氣壓751 ,硅片加熱到260°C，時(shí)間40min。熱處理后少子壽命達(dá)到了 580 μ s，鈍化層的厚度減薄到了 14nm。如采用常規(guī)熱處理，熱處理時(shí)間需要120min左右。實(shí)施例4以熱絲CVD法在清洗潔凈的N型硅兩側(cè)表面各制備一層20nm的a_Si :H作為鈍化層，鈍化后的少子壽命為350 μ S。以熱絲CVD法產(chǎn)生的高能活性氫原子氣氛對(duì)沉積了鈍化層的硅片進(jìn)行熱處理，具體工藝參數(shù)如下采用鎢絲作為熱絲，熱絲溫度加熱到2100°C，氣壓30 ,硅片加熱到 210°C，時(shí)間 IOmin。 熱處理后少子壽命達(dá)到了 670 μ s，鈍化層厚度減薄到了 15nm。如采用常規(guī)熱處理，熱處理時(shí)間需要120min左右。
權(quán)利要求
1.一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的熱處理方法，包括采用PECVD法或熱絲CVD法制備異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層薄膜，以PECVD法中產(chǎn)生的含氫等離子體的氫氣氣氛，對(duì)鈍化層的硅片于200 300°C處理Imin 60min ；或者是以熱絲CVD法產(chǎn)生的含氫原子的氫氣氣氛，對(duì)鈍化層的硅片于200 300°C處理Imin 60mino
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的熱處理方法，其特征在于所述鈍化層薄膜厚于晶硅異質(zhì)結(jié)太陽電池器件結(jié)構(gòu)所需厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的熱處理方法，其特征在于所述以PECVD法中產(chǎn)生的含氫等離子體的氫氣氣氛對(duì)鈍化層的硅片處理的工藝參數(shù)為極板上所加射頻功率密度為0. 01 1. 2W/cm2，氣壓為5 lOOPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的熱處理方法，其特征在于所述以熱絲CVD法產(chǎn)生的含氫原子的氫氣氣氛對(duì)鈍化層的硅片處理的工藝參數(shù)為熱絲的溫度為1500 2200°C，氣壓為0. 1 501^。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的熱處理方法，包括采用PECVD法或熱絲CVD法制備異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層薄膜，以PECVD法中產(chǎn)生的含氫等離子體的氫氣氣氛，對(duì)鈍化層的硅片于200～300℃處理1min～60min；或者是以熱絲CVD法產(chǎn)生的含氫原子的氫氣氣氛，對(duì)鈍化層的硅片于200～300℃處理1min～60min。本發(fā)明可改善鈍化層對(duì)硅片表面的鈍化效果，從而提高太陽電池的轉(zhuǎn)換效率，并且相比于常規(guī)的惰性氣體氣氛、氫氣氣氛或真空熱處理工藝，可大大縮短熱處理工藝時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102544234SQ20121004284
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者周浪, 周潘兵, 李媛媛, 王巍, 魏秀琴, 黃海賓 申請(qǐng)人:上海中智光纖通訊有限公司