[發明專利]N型摻雜硅薄膜、其制備方法和包括其的太陽能電池

有效

• 申請號: 201610083958.0
• 申請日: 2016-02-06
• 公開（公告）號: CN105552143B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 彭文博;劉大為;高虎
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/028;C23C16/44;C23C16/52
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 趙囡囡,吳貴明

1.一種N型摻雜硅薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

利用等離子體增強化學氣相沉積工藝在位于反應室的太陽能電池半成品上沉積形成N型摻雜硅薄膜，所述等離子體增強化學氣相沉積工藝的反應氣體包括硅源氣體、氫氣和摻雜氣體，其中，氫氣與硅源氣體流量比為80:1～150:1，實施所述等離子體增強化學氣相沉積工藝時，所述太陽能電池半成品的表面溫度為50～70℃、所述等離子體增強化學氣相沉積工藝的輝光功率密度為0.8W/cm²～1.5W/cm²，反應氣壓為500Pa～750Pa；

形成的所述N型摻雜硅薄膜的晶粒尺寸小于5nm，能帶寬度大于1.9eV，激活能小于0.1eV。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述摻雜氣體和所述硅源氣體的流量比為1:10～1:60。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在實施所述等離子體增強化學氣相沉積工藝之前，所述制備方法還包括對所述太陽能電池半成品進行表面處理的過程，所述過程包括：

對所述反應室進行抽真空處理，以使所述反應室的真空度大于等于10^-5Pa；

向所述反應室內通入氫氣，利用等離子體增強化學氣相沉積工藝對所述太陽能電池半成品進行表面處理。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，進行所述表面處理的步驟中，所述等離子體增強化學氣相沉積工藝的反應氣壓為450Pa～700Pa，輝光功率密度為0.8W/cm²～1.5W/cm²。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，進行所述表面處理的步驟中，所述表面處理的時間為5～15s。

6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，在實施所述等離子體增強化學氣相沉積工藝之前以及對所述太陽能電池半成品進行表面處理之后，所述制備方法還包括：

停止向所述反應室通入所述氫氣；

對所述反應室進行抽真空處理，以使所述反應室的真空度大于等于10^-1Pa。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在實施所述等離子體增強化學氣相沉積工藝之后，所述制備方法還包括：

依次停止通入所述摻雜氣體、所述硅源氣體和所述氫氣。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述硅源氣體為SiH₄和/或Si₂H₆，所述摻雜氣體為PH₃和/或AsH₃。

9.根據權利要求1至7中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述太陽能電池半成品為單結硅薄膜太陽能電池半成品、多結硅薄膜太陽能電池半成品和/或單晶硅異質結太陽能電池半成品。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述太陽能電池半成品為單結硅薄膜太陽能電池半成品或多結硅薄膜太陽能電池半成品時，所述太陽能電池半成品的結構包括依次層疊的襯底和金屬電極，依次層疊的襯底、透明導電電極、P型硅層和本征硅層，依次層疊的襯底、金屬電極、N型硅層、本征硅層和P型硅層，或依次層疊的襯底、透明導電電極、P型硅層、本征硅層、N型硅層、P型硅層和本征硅層，且所述N型摻雜硅薄膜形成于所述太陽能電池半成品的遠離所述襯底的一側表面上。

11.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述太陽能電池半成品為單晶硅異質結太陽能電池半成品時，所述太陽能電池半成品的結構包括層疊的P型單晶硅層和本征硅層，和/或層疊的N型單晶硅層和本征硅層，且所述N型摻雜硅薄膜形成于至少一層所述本征硅層的表面上。

12.一種太陽能電池，所述太陽能電池包括太陽能電池半成品以及設置于所述太陽能電池半成品上的N型硅層，其特征在于，所述N型硅層為權利要求1至11中任一項所述的制備方法制備得到的N型摻雜硅薄膜。