[發(fā)明專利]異質(zhì)結(jié)太陽能電池PECVD工藝受硼污染解決方法

有效

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• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN105154852A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳科俊;陳金元;胡宏逵;汪訓(xùn)忠;楊華新
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理想萬里暉薄膜設(shè)備有限公司;理想能源設(shè)備（上海）有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/54
• 代理公司: 上海恒銳佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31286
• 代理人: 黃海霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及異質(zhì)結(jié)薄膜太陽能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種異質(zhì)結(jié)太陽能電池PECVD工藝受硼污染解決方法。

背景技術(shù)

薄膜/晶硅異質(zhì)結(jié)(HIT)屬于第三代高效太陽能電池技術(shù)，是一種利用晶體硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太陽能電池，其制造方法為利用PECVD在表面織構(gòu)化后的基片的正面沉積很薄的本征非晶硅薄膜和p型非晶硅薄膜，然后在基片的背面沉積薄的本征非晶硅薄膜和n型非晶硅薄膜；利用濺射技術(shù)在電池的兩面沉積透明氧化物導(dǎo)電薄膜，用絲網(wǎng)印刷的方法在透明氧化物導(dǎo)電薄膜上制作Ag電極。它結(jié)合了第一代單晶硅與第二代硅薄膜的優(yōu)勢，具有轉(zhuǎn)換效率高、溫度系數(shù)低等特點，有著巨大的市場前景，將引領(lǐng)整個硅基太陽能電池的方向。

在異質(zhì)結(jié)太陽能電池生產(chǎn)中，硼是一種非常活潑且危害性極大的元素，特別是在與硅片表面密切相關(guān)的PECVD(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition)工藝段中，在覆完P(guān)摻雜層工藝后，腔體、托盤表面都會存在較多的硼殘留，即P層工藝后殘留的非晶硅內(nèi)會含有硼，這些硼會從非晶硅中析出，從而影響到后面的I工藝。而現(xiàn)在市場上的異質(zhì)結(jié)太陽能電池PECVD設(shè)備只是參照了薄膜太陽能電池PECVD設(shè)備，為了避免硼的交叉污染，或者在P層工藝結(jié)束后，用NF3(三氟化氮)或者用傳統(tǒng)的濕法方式將腔體進行清洗，保證后面的I/N工藝；或者直接將I/P/N三個工藝腔完全分開。在生產(chǎn)上，為了結(jié)合異質(zhì)結(jié)太陽能電池的雙面鍍膜特點，尋求工藝搭配的優(yōu)化和產(chǎn)能的最大化，基本上都采用I-P+I-N或I-N+I-P流程，雖然I/P/N腔體都分開了，但I-P工藝共享一個托盤，I-N工藝共享另一個托盤。

異質(zhì)結(jié)太陽能電池PECVD設(shè)備腔體覆完P(guān)層膜后，用傳統(tǒng)的NF3清洗，無法將腔體的硼完全清洗干凈，如果用此腔體再去完成I層非晶鈍化層工藝，將會嚴重降低鈍化層的鈍化效果，直接影響少子壽命以及異質(zhì)結(jié)太陽能電池效率。對于薄膜太陽能電池來說I層厚度有幾百納米，硼污染對其造成的影響可以適度容忍，但是異質(zhì)結(jié)太陽能電池的I層厚度僅5納米左右，故，硼污染對I層工藝造成的影響會嚴重降低異質(zhì)結(jié)太陽能電池的性能效率。如果對受硼污染的腔體進行濕法清洗，雖然可以達到理想的清洗效果，但需要設(shè)備降溫，清洗完成后，又需要升溫恢復(fù)，占用時間較長，不利于產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用。

工藝上I/P/N腔體的完全分開，雖然可以避免腔體問的交叉污染，但托盤的共享，特別是I-P托盤的共享，托盤表面的硼殘留，易在后續(xù)I層工藝時，揮發(fā)至I層工藝腔體，引起污染，同樣影響I層鈍化效果。如果每次進入不同腔體，更換不同托盤，拿取硅片需要占用大量時問，不利于規(guī)模化生產(chǎn)。

同時，在現(xiàn)有的異質(zhì)結(jié)太陽能電池產(chǎn)線上托盤都是循環(huán)使用，需要較長的時間才會重新清理，托盤表面硼污染的存在，對不同批次電池的工藝穩(wěn)定性也會產(chǎn)生影響。

鑒于上述問題，我們有必要對現(xiàn)有技術(shù)進行改進，以克服以上技術(shù)缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可以迅速去除循環(huán)用具表面硼殘留的異質(zhì)結(jié)太陽能電池PECVD工藝受硼污染解決方法，所述方法包括異質(zhì)結(jié)太陽能電池PECVD設(shè)備，所述異質(zhì)結(jié)太陽能電池PECVD設(shè)備對硅片進行I層工藝、N層工藝和P層工藝，所述異質(zhì)結(jié)太陽能電池PECVD設(shè)備包括用以在所述P層工藝與后續(xù)I層工藝之間共用的循環(huán)用具，在P層工藝之后增加水蒸氣處理工藝用以在I層工藝之前除去所述循環(huán)用具表面的硼殘留。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述水蒸氣處理工藝的工藝壓力為0.1-5mbar，工藝時間為1-300s。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述異質(zhì)結(jié)太陽能電池PECVD設(shè)備包括單一PECVD腔體及所述PECVD腔體內(nèi)用以承托硅片的托盤，所述I層工藝、N層工藝和P層工藝在所述共同的單一PECVD腔體內(nèi)進行，所述循環(huán)用具為所述PECVD腔體，在P層工藝之后進行所述水蒸氣處理工藝用以在I層工藝之前除去所述PECVD腔體表面的硼殘留。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述水蒸氣處理工藝還包括前期的用以去除循環(huán)用具表面硅殘留的NF3清洗工藝及用以去除循環(huán)用具表面在所述NF3清洗工藝后的氟殘留物的H2等離子體處理工藝。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述方法包括：

步驟一：對硅片一面進行I層工藝；

步驟二：對硅片另一面進行I層工藝；

步驟三：在I層上進行N層工藝或P層工藝；

步驟四：在硅片另一面的I層上進行異質(zhì)結(jié)太陽能電池所需的P層或N層工藝。