[發明專利]一種用于晶體硅太陽電池的雙層鈍化方法

無效

• 申請號: 201010562234.7
• 申請日: 2010-11-29
• 公開（公告）號: CN102064237A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 夏正月;李曉強;陶龍忠
• 申請（專利權）人: 奧特斯維能源(太倉）有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;C23C16/40;C23C16/34;C23C14/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 徐激波

技術領域

本發明涉及光伏應用領域，具體涉及一種用于晶體硅太陽電池的雙層鈍化方法。

背景技術

目前為止，光伏市場主要充斥著兩種產品，一種是晶體硅太陽電池，另一種則是薄膜太陽電池。一直以來晶體硅太陽電池占據主流地位，并且未來幾年甚至幾十年晶體硅太陽電池依然是主流。為了增加晶體硅太陽電池成本競爭優勢，必須提高電池的轉換效率或者降低硅片的厚度。無論高效電池還是降低硅片厚度都受到表面復合速率（SRV）的影響。隨著硅片厚度的減薄，高效電池前后表面的鈍化，及背表面內反射稱為制約電池轉換效率的主要因素。

傳統的鋁背場電池由于背表面復合速度較高，難以得到高的轉化效率。因而，目前高效薄片晶體硅太陽電池的一個發展方向是鈍化發射結背面局域背場點接觸晶體硅太陽電池。此電池前表面需要介質薄膜既具有良好的減反射效果無光吸收，又要求優異的表面鈍化效果；背表面介質薄膜需要優異表面鈍化兼備增強內背反射效果。然而目前能滿足以上要求且能商業化的鈍化技術還比較少。

Al2O3表面具有負束縛電荷，且與硅的界面處會自然產生1-2nm高質量的SiOx鈍化層。因而Al2O3既能化學鈍化界面態又具有良好的電場鈍化效果。如果配合目前成熟的SiNx鈍化膜組成雙層鈍化膜結構，就能滿足高效電池對表面復合速度以及陷光的要求。

發明內容

本發明的目的是針對以上提到現有技術鈍化以后表面復合速度較高，難以得到高效電池的問題，本發明提出了一種采用PECVD（等離子增強化學氣相沉積）、ALD（原子層沉積）及PDV（物理氣相沉積）方法生長的Al2O3和SiNx疊層的雙層鈍化方法，該方法可以有效地降低表面復合，兼可以得到較低的前表面反射以及較好的陷光效果，利于制造高效太陽電池。?

本發明采用的技術方案是：一種用于晶體硅太陽電池的雙層鈍化方法，該方法包括以下步驟：

（1）選取硅片進行清洗，以及拋光或制絨；

（2）?將步驟（1）所得硅片采用ALD或者PECVD方法生長Al2O3，折射率1.5-1.7，厚度10-80?nm；

（3）?將步驟（2）所得硅片采用PECVD或者PVD方法生長SiNx，折射率1.9-2.2，厚度30-150nm（如附圖所示）；

（4）將步驟（3）所得樣品在溫度200-600℃下，在N2或者氫氣氬氣混合物氣氛中退火1-30分鐘，得到雙層鈍化介質膜。

作為優選，所述步驟（1）中采用NaOH或HF或HCL溶液進行清洗，最好采用1%?HF溶液進行清洗。

作為優選，所述步驟（1）中采用20%?NaOH溶液進行拋光或采用2.5%NaOH溶液進行制絨。

作為優選，所述步驟（2）中所述折射率為1.6，厚度為30?nm。

作為優選，所述步驟（3）中所述折射率為2.05，厚度為100nm。

作為優選，所述步驟（3）中所述溫度為400℃，所述退火時間為10分鐘。

本發明提出雙層鈍化技術，核心鈍化介質膜為Al2O3，其中SiNx介質膜可用PECVD生長的SiOx膜代替，SiOx膜的折射率為1.5-1.8，厚度為40-200nm。

有益效果：本發明提出的用于高效晶體硅太陽電池的雙層鈍化方法，具有介質膜生長方法簡單，易于產業化，且成本低廉，生長前表面清洗要求不高，鈍化效果優異，兼備良好的減反射性能，同時增強內背反射等優點。

附圖說明

附圖為本發明的雙層鈍化介質膜示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步說明：

實施例1

一種用于晶體硅太陽電池的雙層鈍化方法，該方法包括以下步驟：

（1）選取P型FZ單晶硅片(1W·cm)10pcs，采用1%?HF溶液進行清洗，采用20%?NaOH溶液進行拋光；

（2）?將步驟（1）所得硅片采用ALD方法生長Al2O3，折射率1.6，厚度30nm；

（3）?將步驟（2）所得硅片采用PECVD方法生長SiNx，折射率2.05，厚度100nm；

（4）將步驟（3）所得樣品在溫度400℃下，在N2氣氛中退火10分鐘，得到雙層鈍化介質膜。

實施效果：

由實施例1所述方法制造的雙層鈍化介質膜鈍化效果極佳，表面復合速度達3cm/s，遠遠優于目前產業化SiNx鈍化。且具有極佳的內背反射效果，長波內反射率達99%。

實施例2

一種用于晶體硅太陽電池的雙層鈍化方法，該方法包括以下步驟：