[發明專利]抗輻照太陽能電池制備方法

有效

• 申請號: 201610550758.1
• 申請日: 2016-07-14
• 公開（公告）號: CN106057932B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 竇延軍;張林;張春秋
• 申請（專利權）人: 江蘇萬邦微電子有限公司
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/18;H01L31/0687;H01L21/265;H01L21/266
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所32205
• 代理人: 華德明

技術領域

本發明屬于太陽能電池技術領域，特別是涉及抗輻照太陽能電池的制備方法。

背景技術

隨著世界能源的日益緊張，也隨著經濟發展耗電量的飛速增長，太陽能電池因為其綠色環保、應用領域廣泛、安全性能高等特點，也越來越受人們的喜愛。

然而，在太陽能電池工作的過程中，帶電粒子輻射對太陽能電池的危害很大，會產生多種晶體缺陷，造成復合中心增加，使光生載流子的壽命和擴散長度降低，造成太陽能電池電學性能的變差，進而降低電池的光電轉換效率，直接影響太陽能電池的可靠性和使用壽命。

目前，解決電池輻照的方式主要為在太陽能電池表面都覆蓋有玻璃蓋片，由于玻璃蓋片大多采用摻雜5%二氧化鈰的硼硅酸鹽作為玻璃襯底，由于其折射率為1.526，入射太陽光在界面的反射損失為4%，則在玻璃襯底表面沉積一層起增透作用的氟化鎂薄膜，使入射太陽光在界面的反射損失降低到1%。但是由于氟化鎂薄膜不導電，使得太陽能電池存在充電不均勻的問題，為此在氟化鎂薄膜表面蒸鍍一層導電性能和透明度良好的氧化銦錫（ITO）膜。而ITO材料又存在在可見光波段對太陽光有吸收和與氟化鎂材料之間存在匹配問題，當蒸鍍在氟化鎂薄膜表面的ITO膜過厚會降低電池對光的吸收效率，而影響電池的光電轉換效率；ITO膜過薄則容易在氟化鎂薄膜上脫落，降低了太陽能電池工作的可靠性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種制備工藝簡便、可靠性高、不影響太陽能電池充電的一種抗輻照太陽能電池的制備方法。

本發明采取的技術方案是：抗輻照太陽能電池制備方法，包括以下步驟：步驟1：采用電阻率6-8Ω?cm的P型單晶硅片，在表面熱氧化形成一個20-45nm厚度的SiO₂層；步驟2：在SiO₂層上濺射一層鎢掩蔽膜；步驟3：通過光刻、刻蝕的方式形成鎢掩蔽膜圖形，使得該圖形注入區線寬2-3μm，掩蔽間隔寬3-4μm；步驟4：對鎢掩蔽膜進行磷離子疊加注入，次數為五次，每次注入的能量和劑量分別為0.4MeV，3×10¹⁴/cm²；0.7MeV，3×10¹³/cm²；1.2MeV，5×10¹³/cm²；3MeV，8×10¹³/cm²；6MeV，1×10¹⁴/cm²；步驟5：在保護氮氣環境下對離子注入完畢的單晶硅片進行低溫退火，溫度600℃，時間一小時；保護氮氣流量為0.7L/min;

步驟6：低溫退火完畢，繼續在氮氣保護下，在1000℃的溫度下擴磷13min。

進一步，步驟3中，鎢掩蔽膜圖形上注入區線寬2μm，掩蔽間隔寬3μm。

通過磷離子疊加注入和低、高溫擴散退火，在電池的表面形成密集而整齊的垂直PN結，與傳統常規平面結電池相比，其抗輻照的能力提高了近一倍，此外，由于采用離子注入方式在硅片的表層形成6-8μm深度的垂直結，并不像傳統的溝槽方式那樣會破壞晶體完整結構，因此，本方法制作的電池充電性能強、抗熱沖。

本發明的優點是：制備工藝簡便、可靠性高、充電性能穩定，抗熱沖擊性能也好。

附圖說明

圖1是本發明的流程示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明方法包括以下步驟：

步驟1：采用電阻率6-8Ω.cm的P型單晶硅片，在表面熱氧化形成一個35nm厚度的SiO₂層；

步驟2：在SiO₂層上濺射一層鎢掩蔽膜；

步驟3：通過光刻、刻蝕的方式形成鎢掩蔽膜圖形，使得該圖形注入區線寬2μm，掩蔽間隔寬3μm；

步驟4：對鎢掩蔽膜進行磷離子疊加注入，次數為五次，每次注入的能量和劑量分別為0.4MeV，3×10¹⁴/cm²；0.7MeV，3×10¹³/cm²；1.2MeV，5×10¹³/cm²；3MeV，8×10¹³/cm²；6MeV，1×10¹⁴/cm²；

步驟5：在保護氮氣環境下對離子注入完畢的單晶硅片進行低溫退火，溫度600℃，時間一小時；保護氮氣流量為0.7L/min;

步驟6：低溫退火完畢，繼續在氮氣保護下，在1000℃的溫度下擴磷13min。