[發明專利]用于高效鈍化硅太陽能電池的原位硅表面預清洗

無效

• 申請號: 201410043823.2
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN103972327A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: S·盛;L·張;H·K·波內坎蒂
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L21/02;B08B7/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸嘉

技術領域

本發明的實施方式一般涉及用于制造光生伏打裝置的方法，以及更具體地涉及用于原位清洗太陽能電池基板的方法。

背景技術

太陽能電池是將陽光直接轉換成為電能的光生伏打裝置。在太陽能電池中使用的最常見材料是硅，硅通常是單結晶硅、多結晶硅，或非晶硅的形式。轉換成電能的光與照射到太陽能電池的前表面或光接收表面上的光量的比率是太陽能電池效率的一個量度。制造技術的改良承擔著提高太陽能電池的總效率同時維持或者降低制造成本的任務。

經由在太陽能電池背表面上使用鈍化層可以增進太陽能電池的效率。當光從一個介質傳遞到另一個介質時，例如從空氣到玻璃，或者從玻璃到硅，所述光中的一些光可能會從所述兩個介質之間的界面反射出來。光的被反射部分是所述兩個介質之間的折射率差的函數，其中兩個相鄰介質的更大折射率差會導致從所述兩種介質之間的界面反射更大部分的光。設置在所述太陽能電池背表面上的各個層可以，諸如由所述兩種介質之間的界面引起的，將光反射回硅中，以及提高所述太陽能電池的效率，在所述硅中所述反射光可以被吸收。

太陽能電池將入射光能量轉變成電能的效率受許多因素的不利影響。這樣的因素包括從太陽能電池的光接收表面反射出來的入射光的部分、未從所述太陽能電池的背表面反射出來的入射光的部分，未被所述電池結構吸收的任何其他入射光，以及在所述太陽能電池內的電子和空穴的復合率。每當電子空穴對復合時，載流子被去除，從而降低了太陽能電池的效率。復合可能會發生在基板的體硅中，所述復合是體硅中缺陷數量的函數；或者復合可能發生在基板的表面上，所述復合是所述基板表面上的非終止化學鍵數量的函數。

鈍化層的一個功能是最小化太陽能電池背表面處的載流子復合。一種改善鈍化層的鈍化功能的方式是具有在所述鈍化層中可用的充分的氫源，以用于體鈍化和表面鈍化。另一種改善所述鈍化層功能的方式是在所述鈍化層中提供負電荷或者有限量的凈正電荷，以阻止分路電流的形成。分路電流是在所述太陽能電池的前表面觸點和后表面觸點之間不希望的電線短路。使用鈍化層對太陽能電池進行徹底鈍化經由降低復合率而極大地改善了太陽能電池的效率。

結晶硅太陽能電池的當前制造工藝通常包括在沉積所述鈍化層之前定期清洗所述結晶硅基板，以用有效的方法從太陽能電池基板去除氧化物和其他雜質。在沉積表面鈍化層之前，通常使用非原位濕法工藝清洗所述結晶硅基板。然而，在將所述結晶硅基板裝載入鈍化層沉積工具后，所述結晶硅基板的表面仍然可能會由于種種原因被污染，例如，由于在處理腔室內存在有機污染物。

因此，存在對有效的原位清洗工藝的需要，所述原位清洗工藝將會與有效和高產量的生產系統很好地集成。

發明內容

本發明的實施方式一般涉及用于制造光生伏打裝置的方法，以及更具體地涉及用于原位清洗太陽能電池基板的方法。在一個實施方式中，提供了一種制造太陽能電池裝置的方法。所述方法包括以下步驟：將單結晶硅基板或多結晶硅基板暴露于濕法清洗工藝，以清洗所述結晶基板的表面；將所述結晶硅基板裝載入具有真空環境的處理系統；在所述處理系統的所述真空環境中，將所述結晶硅基板的至少一個表面暴露于原位清洗工藝；以及在所述處理系統中，在所述結晶硅基板的至少一個表面上形成一或多個鈍化層。

在另一實施方式中，提供了一種制造太陽能電池裝置的方法。所述方法包括以下步驟：將所述結晶硅基板裝載入具有真空環境的處理系統；在所述處理系統的所述真空環境中，將所述結晶硅基板暴露于含氫的等離子體；以及在所述處理系統中，在所述結晶硅基板的至少一個表面上形成一或多個鈍化層。

附圖說明

因此，可詳細理解本發明的上述特征結構的方式，即上文簡要概述的本發明的更具體描述可參照實施方式進行，一些實施方式圖示于附圖中。

圖1A到圖1C是圖示根據本文描述的實施方式在太陽能電池處理序列的不同階段的太陽能電池基板的示意性橫截面圖；

圖1D是根據本文描述的實施方式形成的太陽能電池裝置的示意性橫截面圖；

圖2是圖示根據本文描述的實施方式于處理系統中在基板上執行的處理序列的方塊圖；以及

圖3是根據本文描述的實施方式的處理系統的一個實施方式的示意性等軸視圖。

然而，應注意，附圖僅圖示本發明的典型實施方式，且因此不應被視為本發明范圍的限制，因為本發明可允許其他等效的實施方式。

具體實施方式