一種n型硅表面的鈍化結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種N型硅表面的鈍化結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)于N型硅表面的氮化硅層和氧化鋁層，所述氧化鋁層的厚度為1~7 nm。本實(shí)用新型通過(guò)大大縮減氧化鋁層的厚度，使其在實(shí)現(xiàn)良好鈍化效果的前提下，可以在后續(xù)的燒結(jié)工藝中順利被燒穿；解決了現(xiàn)有技術(shù)中銀漿難以燒穿鈍化層達(dá)到硅片表面的問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種N型硅表面的鈍化結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種N型硅表面的鈍化結(jié)構(gòu)，屬于太陽(yáng)能電池【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 常規(guī)的化石燃料日益消耗殆盡，在現(xiàn)有的可持續(xù)能源中，太陽(yáng)能無(wú)疑是一種最清 潔、最普遍和最有潛力的替代能源。太陽(yáng)能發(fā)電裝置又稱(chēng)為太陽(yáng)能電池或光伏電池，可以將 太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成電能，其發(fā)電原理是基于半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)。對(duì)于晶體硅太陽(yáng) 電池來(lái)說(shuō)，表面積與體積的比例很大，因此表面載流子復(fù)合對(duì)太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率有重大的 影響。而有效的表面鈍化手段，因其可大幅度降低表面載流子復(fù)合，一直是晶體硅太陽(yáng)電池 持續(xù)改進(jìn)的方向。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，常見(jiàn)的表面鈍化的方法有：（1)化學(xué)鈍化，又稱(chēng)為飽和懸掛鍵，是通 過(guò)減少界面態(tài)密度和俘獲截面的大小來(lái)優(yōu)化表面態(tài)的性質(zhì)；（2)場(chǎng)效應(yīng)鈍化，是通過(guò)減少 表面過(guò)剩少子濃度來(lái)達(dá)到減少表面電子和空穴濃度的目的。對(duì)于硅片的N型表面來(lái)說(shuō)，現(xiàn) 有的娃表面的鈍化結(jié)構(gòu)主要有如下2種：一是直接在N型娃表面1沉積一層氮化娃層2,參 見(jiàn)附圖1所示，氮化硅膜可在界面本身這側(cè)產(chǎn)生束縛正電荷，從而N型硅表面一側(cè)可誘導(dǎo)出 一層負(fù)電荷，從而可推開(kāi)帶負(fù)電荷的電子，降低電子空穴在表面復(fù)合幾率，上述結(jié)構(gòu)可以采 用化學(xué)氣相沉積（CVD)方式生長(zhǎng)氮化硅來(lái)實(shí)現(xiàn)，其鈍化方式既有飽和懸掛鍵，又有場(chǎng)效應(yīng) 鈍化。二是在N型硅表面1采用熱氧化或者化學(xué)氣相沉積方式生長(zhǎng)一層二氧化硅層3,再加 上氮化硅層2的疊層（雙層）鈍化膜，參見(jiàn)附圖2所示，其鈍化機(jī)制主要是飽和懸掛鍵；熱氧 化生長(zhǎng)的二氧化硅時(shí)，大量的氧原子與硅表面未飽和的硅原子結(jié)合形成薄的二氧化硅層， 可大幅度降低懸掛鍵的密度，有較好的表面鈍化的作用，在其基礎(chǔ)上再生長(zhǎng)一層氮化硅，可 用氫原子進(jìn)一步飽和硅和二氧化硅界面處剩余的懸掛鍵，達(dá)到更好的表面鈍化效果。
[0004] 然而，上述2種鈍化結(jié)構(gòu)存在如下問(wèn)題：對(duì)于第一種鈍化結(jié)構(gòu)而言，由于氮化硅本 身攜帶的正電荷比較少，所以誘導(dǎo)出的硅片n型表面的負(fù)電荷也不多，因此其場(chǎng)效應(yīng)鈍化 效果不夠強(qiáng)。對(duì)于第二種鈍化結(jié)構(gòu)而言，熱氧化生長(zhǎng)的二氧化硅通常需要較高的溫度和較 長(zhǎng)的時(shí)間，這會(huì)對(duì)硅片的體壽命造成不利影響，從而影響電池轉(zhuǎn)換效率的提升。
[0005] 針對(duì)上述問(wèn)題，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN102290473A(申請(qǐng)?zhí)?01110187549. 2)公開(kāi) 了一種背面點(diǎn)接觸晶體娃太陽(yáng)電池，具體是，在n+發(fā)射極上依次沉積60~100nm折射率在 1.7~2.8的氮化硅和10~100nm的氧化鋁層。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是，氧化鋁本身在界面處有 固定負(fù)電荷，因而在氮化硅一側(cè)可誘導(dǎo)出更多地正電荷，從而加強(qiáng)了氮化硅本身的場(chǎng)效應(yīng) 鈍化作用。
[0006] 然而，發(fā)明人在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，上述鈍化結(jié)構(gòu)在后續(xù)的燒結(jié)工藝中，銀漿難以燒 穿鈍化層達(dá)到硅片表面，因此嚴(yán)重影響了電流收集，造成了電池轉(zhuǎn)換效率的低下。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種N型硅表面的鈍化結(jié)構(gòu)。
[0008] 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種N型硅表面的鈍化結(jié) 構(gòu)，包括依次設(shè)于N型硅表面的氮化硅層和氧化鋁層，所述氧化鋁層的厚度為1~7nm。
[0009] 發(fā)明人研宄發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致銀漿難以燒穿鈍化層達(dá)到硅片表面的原因在于氧化鋁層， 由于氧化鋁是致密且不導(dǎo)電的介質(zhì)薄膜，因此，當(dāng)氧化鋁的厚度過(guò)大時(shí)，導(dǎo)致銀漿難以燒 穿、接觸電阻過(guò)大。且大量實(shí)驗(yàn)證明：即使是10nm厚度的氧化鋁層也難以被燒穿。因此， 本申請(qǐng)大大縮減了氧化鋁層的厚度，使其在實(shí)現(xiàn)良好鈍化效果的前提下，可以在后續(xù)的燒 結(jié)工藝中順利被燒穿。
[0010] 上文中，所述N型娃表面是現(xiàn)有技術(shù)，是指娃片表面為n型慘雜。例如：在P型娃 基底的上表面的n+發(fā)射極，或者是n型硅表面。
[0011] 上述技術(shù)方案中，所述氮化硅層的厚度為70~90nm;其折射率為1. 9~2. 7。
[0012] 優(yōu)選的，所述氧化鋁層的厚度為2~4nm。
[0013] 上述技術(shù)方案中，所述氧化鋁層的折射率為1. 6~1. 7。
[0014] 由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：
[0015] 1、本實(shí)用新型開(kāi)發(fā)了一種專(zhuān)用于N型硅表面的鈍化結(jié)構(gòu)，通過(guò)大大縮減氧化鋁層 的厚度，使其在實(shí)現(xiàn)良好鈍化效果的前提下，可以在后續(xù)的燒結(jié)工藝中順利被燒穿；解決了 現(xiàn)有技術(shù)中銀漿難以燒穿鈍化層達(dá)到硅片表面的問(wèn)題；
[0016] 2、實(shí)驗(yàn)證明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的電池的開(kāi)路電壓和短路電 流均有明顯提高，電池效率提高了 1%以上，取得了意想不到的效果；
[0017] 3、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，成本較低，適于推廣應(yīng)用。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 附圖1是【背景技術(shù)】中的第一種鈍化結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0019] 附圖2是【背景技術(shù)】中的第二種鈍化結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0020] 附圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 其中：1、N型硅表面；2、氮化硅層；3、二氧化硅層；4、氧化鋁層。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步描述。
[0023] 實(shí)施例一：
[0024] 參見(jiàn)附圖3所示，一種N型硅表面的鈍化結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)于N型硅表面1的氮化 硅層2和氧化鋁層4,所述氧化鋁層的厚度為4nm。
[0025] 所述氮化硅層的厚度為80nm;其折射率為2. 05。
[0026] 所述氧化鋁層的折射率為1. 6。
[0027] 對(duì)比例一：
[0028] 一種N型硅表面的鈍化結(jié)構(gòu)，采用中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN102290473公開(kāi)的結(jié)構(gòu)，包 括依次設(shè)于N型硅表面的氮化硅層和氧化鋁層，所述氧化鋁層的厚度為10nm。
[0029] 所述氮化硅層的厚度為80nm;其折射率為2. 05。所述氧化鋁層的折射率為1. 6。
[0030] 對(duì)比例二：
[0031]一種N型硅表面的鈍化結(jié)構(gòu)，與對(duì)對(duì)比例一結(jié)構(gòu)相同，唯一不同的地方是：氧化鋁 層的厚度為100nm〇
[0032] 然后將上述實(shí)施例和對(duì)比例按照常規(guī)方法制成太陽(yáng)能電池，測(cè)試其電性能，結(jié)果 如下：
[0033]

【權(quán)利要求】
1. 一種N型硅表面的鈍化結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)于N型硅表面（1)的氮化硅層（2)和氧化 鋁層（4)，其特征在于：所述氧化鋁層的厚度為1~7 nm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈍化結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述氮化硅層的厚度為70~90 nm;其 折射率為1.9~2. 7。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈍化結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述氧化鋁層的厚度為2~4 nm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈍化結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述氧化鋁層的折射率為1. 6~1. 7。
【文檔編號(hào)】H01L31/0216GK204216049SQ201420734963
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】吳堅(jiān), 王栩生 申請(qǐng)人:蘇州阿特斯陽(yáng)光電力科技有限公司, 鹽城阿特斯協(xié)鑫陽(yáng)光電力科技有限公司