[發明專利]一種晶體硅太陽能電池及其鈍化方法

無效

• 申請號: 200910024895.1
• 申請日: 2009-03-02
• 公開（公告）號: CN101499502A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 董經兵;王栩生;章靈軍
• 申請（專利權）人: 蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司;常熟阿特斯陽光電力科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池，具體涉及一種晶體硅太陽能電池及其鈍化方法。

背景技術

太陽能是人類取之不盡、用之不竭的可再生能源，也是清潔能源，使用太陽能可有效減輕環境污染，太陽能光電利用是近些年來發展最快、最具活力的研究領域之一。太陽能電池主要以半導體材料為基礎之作，其工作原理是光電材料吸收光能后產生電子空穴對從而產生光電流。目前，廣泛采用的太陽能電池是硅太陽能電池，其又分為單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池和非晶硅電池等。其中單晶硅太陽能電池的轉換效率最高，技術也最成熟。

現有技術中，晶體硅太陽電池工業化生產的工藝路線是：硅片清洗與絨面制備—擴散制PN結—等離子刻蝕去邊—二次清洗去磷硅玻璃—沉積減反射膜—絲網印刷正反電極與背電場—燒結。其中，沉積減反射膜主要有如下三個作用：(1)減反射作用，即減少太陽能電池對光的反射，從而提高太陽能電池的光電轉換效率；(2)表面鈍化作用，減少電池的表面復合，改善電池性能；(3)體鈍化作用，即鈍化電池體內的缺陷和雜質，提高電池效率。現有技術中，晶體硅太陽能電池的鈍化方法主要是采用等離子增強化學氣相沉積法(PECVD)沉積SiN_X薄膜。由于SiN_X中的氫可釋放出來，部分氫分子通過與硅中的空位結合等方式，轉為氫原子或氫-空位對，擴散進入多晶硅體內，氫與晶界上的懸掛鍵或電池體內的其他缺陷、雜質結合，從而起到鈍化晶界、缺陷或雜質的作用。

然而，在硅片表面直接沉積SiNx薄膜，會使得SiNx/Si界面處的晶格失配嚴重，鈍化效果不好。因此，開發一種晶體硅太陽能電池的新的鈍化方法，以降低硅片表面的復合率，提高太陽能電池的光電轉換效率，具有現實的積極意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種晶體硅太陽能電池及其鈍化方法，使其獲得的太陽能電池具有較高的光電轉換效率。

為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是：一種晶體硅太陽能電池的鈍化方法，包括如下步驟：

(1)將完成二次清洗去磷硅玻璃步驟后的硅片在800～850℃氧化氣氛下進行氧化處理，使硅片的擴散面上生成厚度為5～20nm的氧化層；

(2)將步驟(1)獲得的硅片的氧化層上沉積SiN_X薄膜，所述SiN_X薄膜的厚度為55～65nm，相應折射率為2.0～2.2。

上文中，所述步驟(1)中二次清洗去磷硅玻璃步驟后的硅片是指經過硅片清洗與絨面制備—擴散制PN結—等離子刻蝕去邊后進行二次清洗的硅片，而這些步驟均為現有技術；而所述氧化處理操作即為現有的熱生長SiO₂方法；所述步驟(2)中的SiN_X薄膜的化學組分為SiN_X：H，其中X為1～1.5，所述沉積方式可以是PECVD、磁控濺射等任意現有的化學物理沉積方法。

上述技術方案中，所述步驟(1)中的氧化處理時間為10～20min。

本發明同時請求保護如上述晶體硅太陽能電池的鈍化方法獲得的晶體硅太陽能電池。當然，鈍化后的硅片還需進行絲網印刷電極與背電場—燒結等步驟，以得到晶體硅太陽能電池，而這些步驟均為現有技術。

本發明的工作原理是：熱生長的氧化硅在漂移場的作用下，大量飽和硅片表面的懸掛鍵，有效地降低少數載流子在表面的復合，從而得到較好的表面鈍化效果。

由于上述技術方案的采用，與現有技術相比，本發明具有如下優點：

1.本發明在沉積SiN_X薄膜之前進行了氧化處理，結合了熱生長SiO₂良好的表面鈍化作用與沉積SiN_X薄膜的H鈍化作用，使得SiO₂/Si界面處的晶格配合良好，降低了硅片表面的復合率，提高了太陽能電池的短波響應，提高了太陽能電池的短路電流及開路電壓，從而達到提升太陽能電池的光電轉換效率的目的。

2.本發明的方法簡單易行，具有良好的應用前景，適于大規模工業化生產。

附圖說明

附圖1是本發明實施例一與對比例一的測量光譜響應曲線對比圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步描述，但不應以此限制本發明的保護范圍：

實施例一