太陽能電池表面鈍化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及晶體硅太陽能電池領(lǐng)域，更具體地，涉及一種太陽能電池的表面鈍化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高效太陽能電池發(fā)展的重要方向是采用雙面鈍化結(jié)構(gòu)，例如P型基片PERC (passivated emitter and rear side cell)電池和 N 型基片 PERT (passivatedemitter and rear total diffused)電池等。由于娃片表面態(tài)的存在，使得表面的復(fù)合速率比較高，影響了少數(shù)載流子(少子)壽命。而鈍化層通過化學(xué)鈍化和場效應(yīng)鈍化作用，可以降低硅片表面的復(fù)合速率。其中，化學(xué)鈍化可通過飽和硅片表面的懸掛鍵，降低各種缺陷態(tài)密度，減少表面復(fù)合中心來降低復(fù)合速率；場效應(yīng)鈍化可通過鈍化膜中固定電荷在界面處形成靜電場作用，減少表面受電場排斥的載流子濃度，從而降低復(fù)合速率。
[0003]目前用作太陽能電池鈍化膜的材料主要有Si02、SiNx、Al203。其中，Al2O3的表面固定負(fù)電荷濃度為112?10 13CnT2，可依靠化學(xué)鈍化和場效應(yīng)鈍化作用進(jìn)行表面鈍化，適合鈍化P型層?？墒牵珹l2O3鈍化膜一般采用ALD (atomic layer deposit1n，原子層沉積)的方法沉積，需要在傳統(tǒng)太陽能電池生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上增加ALD設(shè)備，增加新的設(shè)備會增加企業(yè)的負(fù)擔(dān)。且目前太陽能電池產(chǎn)能過剩，很多企業(yè)都有設(shè)備閑置現(xiàn)象，采用現(xiàn)有產(chǎn)線設(shè)備完成電池的雙面鈍化更能提高設(shè)備的利用率。所以，目前Al2O3的應(yīng)用具有其限制性。
[0004]SiNx的表面固定正電荷濃度為10 11?10 12cm-2,也可依靠化學(xué)鈍化和場效應(yīng)鈍化作用進(jìn)行表面鈍化，適合鈍化N型硅表面。SiNjJc有堿離子阻擋能力強(qiáng)、耐磨、減反射效果好、薄膜沉積速度快的優(yōu)點，但穩(wěn)定性一般，在紫外線照射下，S1-H鍵、N-H鍵會斷開，導(dǎo)致H的逸失，造成其表面鈍化效果的降低。
[0005]3;102的表面固定正電荷濃度為10 1QcnT2，可通過熱氧化和PECVD (Plasma EnhancedChemical Vapor Deposit1n，等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)的方法制備，適合鈍化P型層和N型層。為了區(qū)分這兩種方法制備的S12，將熱氧化制備的S12鈍化層稱為T-S12，將PECVD制備的S12鈍化層稱為P-S1 2，S12S采用這兩種方法制備薄膜的統(tǒng)稱。T-S1 2鈍化性能好，采用產(chǎn)線的擴(kuò)散爐即可雙面同時氧化，但要經(jīng)過高溫(多900°C )氧化過程。高溫過程會降低硅片的少子壽命，不利于電池性能，故在晶硅電池的鈍化中很少采用。低溫?zé)嵫趸?< 900°C )薄膜因沉積速度較慢，I?3nm厚的T-S12就可起到很好的鈍化作用，但在與SiNx疊層使用時，對P型面的鈍化具有限制性，因為過薄的T-S1Jt SiNx的場效應(yīng)影響很小，31隊固定正電荷形成的電場不利于P型面的鈍化。P-S12薄膜沉積速度快，但鈍化性能一般?？傮w上講，3102表面鈍化性能比較穩(wěn)定，但堿離子阻擋能力較差。
[0006]對于電池的雙面鈍化，Si02/SiNx疊層膜比單層膜鈍化更加具有優(yōu)勢，原因在于其同時具備了 S12較好的鈍化穩(wěn)定性和SiN,較好的堿離子阻擋能力、耐磨、減反射效果。
[0007]現(xiàn)有T-Si02/SiNx疊層膜的工藝流程一般是:
[0008]I)雙面熱氧化沉積T-S12,厚度為I?3nm ；
[0009]2) N 型面 PECVD 沉積 SiNx,厚度為 40 ?200nm ；
[0010]3) P 型面 PECVD 沉積 SiNx,厚度為 40 ?200nm。
[0011]其中2)、3)步的先后順序可以改變。
[0012]現(xiàn)有P-Si02/SiNx疊層膜的工藝流程一般是:
[0013]a) N 型面 PECVD 沉積 P-S12，厚度為 I ?3nm ;
[0014]b) N 型面 PECVD 沉積 SiNx，厚度為 40 ?200nm ；
[0015]c)P 型面 PECVD 沉積 P-S12，厚度為 5 ?1nm ；
[0016]d)P 型面 PECVD 沉積 SiNx，厚度為 40 ?200nm。
[0017]其工藝順序也可為c)、d)、a)、b)。
[0018]在上述T-Si02/SiNx疊層膜的形成工藝中，低溫(< 900°C )熱氧化工藝目前使用得較多，由于1'^02成膜速度較慢，T-S1 2/51隊疊層膜的T-S12厚度一般為I?3nm，因此受SiNx固定正電荷電場的影響，T-S1 2/SiNx疊層膜對于P型面的鈍化效果一般。而在?^02/51隊疊層膜的形成工藝中，由于PECVD沉積P-S1 2時的成膜速度快，鈍化N型面時P-S12厚度可以為I?3nm，可利用SiNx的場效應(yīng)鈍化；鈍化P型面時P-S1 2厚度可以為5?10nm，可消除SiNx場效應(yīng)的負(fù)面影響，但由于P-S1 2薄膜本身的鈍化性能一般，因而限制了電池效率的提高。
[0019]因此，采用上述工藝得到的T-Si02/SiNdP ?-3102/51隊疊層膜，在使用上都存在一定的局限性，不利于規(guī)?；a(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種新的太陽能電池表面鈍化方法，通過優(yōu)化現(xiàn)有的鈍化工藝流程，可以進(jìn)一步提高鈍化效果，并消除31隊固定正電荷場效應(yīng)對P型面的負(fù)面影響。
[0021]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0022]太陽能電池表面鈍化方法，包括:
[0023]步驟SOl:提供一太陽能電池晶體硅襯底，在所述襯底的上、下表面分別形成N+層、P層；
[0024]步驟S02:在所述襯底的N型面、P型面采用雙面熱氧化法沉積第一 SiCV薄膜(即T-S12)；
[0025]步驟S03:在所述襯底的P型面采用PECVD法沉積第二 SiCV薄膜(即P-S1 2)；
[0026]步驟S04:在所述襯底的P型面采用PECVD法沉積SiNx薄膜；
[0027]步驟S05:在所述襯底的N型面采用PECVD法沉積SiNx薄膜。
[0028]優(yōu)選地，步驟S02中，采用雙面熱氧化法沉積第一 SiCV薄膜時的沉積溫度為750?900。。。
[0029]優(yōu)選地，步驟S02中，采用雙面熱氧化法沉積第一 S12薄膜時的沉積厚度為I?3nm0
[0030]優(yōu)選地，步驟S03中，采用PECVD法沉積第二 SiCV薄膜時的沉積溫度為380?500。。。
[0031 ] 優(yōu)選地，步驟S03中，采用PECVD法沉積第二 SiCV薄膜時的沉積厚度為2?10nm。
[0032]優(yōu)選地，步驟S04和步驟S05中，采用PECVD法沉積SiNx薄膜時的沉積溫度為380 ?500。。。
[0033]優(yōu)選地，步驟S04和步驟S05中，采用PECVD法沉積SiNx薄膜時的沉積厚度為40?200nmo
[0034]優(yōu)選地，在所述襯底的上表面通過進(jìn)行磷擴(kuò)散形成N+層，其方塊電阻為20?120 Ω 0
[0035]優(yōu)選地，在所述襯底的下表面通過進(jìn)行硼擴(kuò)散形成P+層，其方塊電阻為20?120 Ω 0
[0036]優(yōu)選地，所述襯底為P型或N型硅襯底。
[0037]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過對電池的N型面采用1'-5102/51隊疊層膜、P型面采用T-SiCVP-S1ySiNj^層膜進(jìn)行鈍化，并通過控制T-S12的氧化溫度為750?900°C、厚度為I?3nm，使氧化過程對電池體壽命的影響較小，不僅對N型面具有很好的鈍化性能，而且還可以利用SiNx的場效應(yīng)鈍化和化學(xué)鈍化作用進(jìn)一步提高N型面的鈍化效果；同時，T-S12對于P型面已具有很好的鈍化性能，再通過增加P-S12，且將其厚度控制為2?10nm，可以利用SiNx的化學(xué)鈍化作用進(jìn)一步提高P型面的鈍化效果，并可有效消除SiNx固定正電荷場效應(yīng)對P型面的負(fù)面影響；熱氧化可以采用傳統(tǒng)晶硅電池生產(chǎn)線的擴(kuò)散爐進(jìn)行，不需要增加新設(shè)備，適合規(guī)?；咝a(chǎn)。
【附圖說明】
[0038]圖1是本發(fā)明太陽能電池表面鈍化方法的流程圖；
[0039]圖2是本發(fā)明一實施例中根據(jù)圖1的鈍化方法所形成的雙面鈍化膜結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0041]需要說明的是，在下述的【具體實施方式】中，在詳述本發(fā)明的實施方式時，為了清楚地表示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以便于說明，特對附圖中的結(jié)構(gòu)不依照一般比例繪圖，并進(jìn)行了局部放大、變形及簡化處理，因此，應(yīng)避免以此作為對本發(fā)明的限定來加以理解。
[0042]在以下本發(fā)明的【具體實施方式】中，請參閱圖1，圖1是本發(fā)明太陽能電池表面鈍化方法的流程圖；同時，請參閱圖2，圖2是本發(fā)