[發明專利]制備用于太陽能電池的抗反射或鈍化層的方法和裝置

無效

• 申請號: 200810088068.4
• 申請日: 2008-03-31
• 公開（公告）號: CN101330114A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 羅蘭·特拉斯里;斯萬·斯拉莫;托馬斯·黑格瑪尼
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 趙飛

技術領域

本發明涉及制備一種用于太陽能電池的抗反射或鈍化涂層的方法，還 涉及一種用于制造太陽能電池的涂覆裝置，特別是使用所述方法的涂覆裝 置。

背景技術

基于硅晶片來制造太陽能電池的方法通常如下進行：在已經摻雜的硅 晶片中摻雜另一種摻雜物質，這種摻雜物質具有可使P型或N型導電性不 同于原先摻雜的材料的性質。例如，可以通過使用例如POCl₃的擴散工藝 來處理具有P型導電性的摻雜硼的硅晶片，從而結合磷并形成N型層。在 形成這樣的PN結之后，必須在襯底表面上形成抗反射涂層或鈍化層。這 通常通過等離子體增強的化學氣相沉積(PECVD)工藝進行。

為了避免在PEVCD工藝中使用具有高度爆炸性的硅烷以及增大涂覆 面積，在2004年于法國巴黎舉行的第19界歐洲光電太陽能會議上， Winfried?Wolke等在其論文(“SiN:H?anti-reflection?coating?for?C-Si?solar cells?by?large?scale?inline?sputtering”)中指出，可以使用反應性濺射工藝來 涂覆含氫抗反射或鈍化涂層。為此目的，使用水平操作的ATON系列內嵌 涂覆裝置(ATON是Applied?Films公司(現為Applied?Materials)的商 標)。Winfried?Wolke等的上述論文中描述了具體細節，通過引用將該論 文結合在本文中。

根據該現有技術，在將抗反射或鈍化涂層涂覆在硅晶片上之前，晶片 被預加熱至200-400℃的溫度。

發明內容

本發明的目的是進一步改進上述制備用于太陽能電池的抗反射或鈍化 涂層的方法。這種新方法不僅可以改善燃料電池的涂層性質和總體特性， 還應當以簡單、可靠和有效的方式進行。此外，本發明還提供了進行上述 方法的合適的涂覆裝置。

上述目的通過具有權利要求1的特征的方法以及具有權利要求2的特 征的涂覆裝置實現。從屬權利要求給出了優選的實施方式。

本發明人發現，如果在用濺射工藝沉積抗反射或鈍化層之前將預加熱 溫度升高，則可以改善抗反射或鈍化涂層甚至整個燃料電池的性質。特別 是對于特定的晶片類型，較高的預加熱溫度有利于氫鈍化。因此，相對于 現有技術所用的溫度，本發明升高了預加熱溫度，即升高至大于400℃、 特別是大于450℃、優選大于500℃。

本發明的方法適用于將含氫氮化硅層(組成為SiN_x:H以及各種含量的 氮和氫)沉積在Winfried?Wolke等的論文中所述的已摻雜的硅晶片上。

優選通過加熱速率高且升溫時間短的輻射加熱器(如紅外線加熱器) 來進行預加熱。優選的升溫時間在100s的范圍內或更短，特別是50s或 更短，但也可采用其它升溫時間。因此，加熱速率可選擇為4K/s或更 高，優選10K/s或更高。

為了使輻射加熱器所發射的輻射被有效地吸收，可以使用加熱絲溫度 在1800℃與3000℃之間的紅外線加熱器。在此加熱絲溫度下，紅外線加 熱器發射的輻射的波長范圍是1.0-1.4μm。這種波長的紅外線輻射可以被 硅晶片十分有效地吸收。

為了避免加熱過程中不期望的效應，例如晶片表面的氧化，預加熱步 驟可以在工業真空條件下進行。因此，進行預加熱的沉積室不僅是沉積 室，還是真空室。可以將進行預加熱的沉積或真空室的壓力設定為100 hPa或更低，優選低于10^-2hPa或10^-5hPa。

預加熱步驟之后的濺射工藝可如Winfried?Wolke等的論文所述進行。 特別地，反應性濺射工藝可以使用硅靶材，該硅靶材被氬等離子體所產生 的氬離子以及被引入沉積室的包含氮、氫或氨的反應性氣體濺射。等離子 體可由雙電極裝置例如Applied?Films(現為Applied?Materials)的平面雙 靶(twin-mag)裝置來產生，該裝置使用作為陰極或陽極交替操作的兩個 電極，以使設置在電極前面的靶材料或電極材料本身由于離子轟擊而被交 替地濺射。可以將交流或脈沖電壓電源所用頻率選擇為中頻至射頻范圍 (kHz至MHz)。