[發明專利]一種太陽能電池的鈍化層及其制備工藝

無效

• 申請號: 201410031420.6
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103746009A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 羅偉;劉吉人;萬資仁;唐維泰;余欽章;李文艷;李愛麗;潘若宏;張志紅
• 申請（專利權）人: 通用光伏能源（煙臺）有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/18
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 梁翠榮

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技術領域

????本發明屬于半導體領域，尤其涉及光電類材料的應用領域，具體涉及一種太陽能電池的鈍化層及其制備工藝。

背景技術

目前的太陽能技術中，降低晶體硅成本是日益競爭的光伏產業追求的目標之一，為降低硅原料成本，最普遍采用的方法是降低硅片的厚度，不斷的降低硅片厚度，使得光生載流子很容易擴散到表面而復合，表面的復合速率對太陽能電池的性能影響很大，而通過制備鈍化層可以極大的降低表面復合速率，從而提高太陽能電池的性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種太陽能電池的鈍化層，該鈍化層采用新的鈍化材料，用于取代傳統的Al₂O₃鈍化材料，能有效提高鈍化層與硅的晶格匹配度，從而提高鈍化效果。本發明同時提供該鈍化層的制備工藝。

為實現本發明的上述目的所采用的技術方案是：一種太陽能電池的鈍化層，其特征是該鈍化層是由稀土氮化物(REN)構成，所述的稀土氮化物為氮化鑭（LnN）、氮化鐠（PrN）、氮化銣（NdN）、氮化钷（PmN）、氮化釤（SmN）、氮化銪（EuN）、氮化鋱（TbN）、氮化鏑（DyN）、氮化鈥（HoN）、氮化銩（TmN）、氮化鐿（YbN）、氮化镥（LuN）、氮化鈧（ScN）、氮化釔（YN）、氮化釓（GdN）、氮化鈰（CeN2）、氮化鉺（ErN）)?中的一種。

本發明的鈍化層可應用于單晶硅、多晶硅太陽能電池的鈍化工藝中。

上述太陽能電池的稀土氮化物鈍化層的制備工藝為：當P型晶體硅完成沉積減反射膜工序后，先采用有機化學氣相沉積方法（MOCVD）在P型晶體硅襯底的P型一側沉積稀土氮化物鈍化層，然后在同一腔室內，在稀土氮化物鈍化層上沉積鋁保護膜，完成鈍化層的制備。

所沉積的稀土氮化物鈍化層的最佳厚度為1～10nm。

在稀土氮化物的MOCVD沉積方法中，稀土元素的前驅體為該稀土元素的有機金屬化合物，氮的提供者為氮氣，腔室的反應溫度為500～900℃，壓力為1～5mbar，蒸發溫度為100～140℃，沉積時間為10～60s。在鋁保護膜的沉積過程中，鋁的前驅體為（三甲基鋁）TMAl，載氣為H_2?,沉積溫度為400～600℃，蒸發溫度為80～120℃，厚度為10～100nm。

本發明的上述技術方案中，在P型晶體硅的制作過程中，當P型晶體硅完成襯底清洗、制絨、擴散磷、邊緣刻蝕、HF酸清洗、沉積減反射膜工序后，采用有機化學氣相沉積（MOCVD）方法在晶體硅片背部（背光面）沉積稀土氮化物鈍化層和鋁保護膜，最后制備柵線電極和鋁背場，完成晶體硅電池的制備。

稀土氮化物（REN）常溫下與Si一樣，都呈立方相結構，與傳統的鈍化材料Al₂O₃相比，與Si的晶格匹配常數更為接近（a（Al₂O₃）=7.91；?a（REN）≈5A；a（Si）=5.4A），晶格失配率很低，可以在Si上生長出高質量的薄膜，是制備鈍化層的理想材料。本發明將稀土氮化物做為制備太陽能電池鈍化層的鈍化材料，在太陽能電池的制作中，在P型晶體硅的背面沉積稀土氮化物鈍化層和鋁保護膜，因采用稀土氮化物制作晶硅電池的鈍化層，晶格匹配良好，且具有場效應鈍化和化學鈍化的雙重作用，所以鈍化效果良好。稀土氮化物鈍化層由MOCVD方法制備，獲得的鈍化層晶體結構完整，缺陷密度低，與晶硅襯底晶格匹配性好，保證了電池的鈍化效果。

附圖說明

圖1為含有稀土氮化物鈍化層的晶體硅太陽能電池的結構示意圖；

圖2為含有稀土氮化物鈍化層的晶體硅太陽能電池制備流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施的例子對本發明做進一步詳細的描述，然而所述的實施例不應以限制的方式解釋。