[發明專利]一種均勻的超薄遂穿氧化層的制備方法及電池

有效

• 申請號: 202010896906.1
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112186069B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 陳孝業;何自娟;蔣秀林;秦怡;尹海鵬
• 申請（專利權）人: 晶澳（揚州）太陽能科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0216;H01L21/02
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 姚東華

本發明涉及一種均勻的超薄遂穿氧化層的制備方法及電池，涉及太陽能電池制造領域，解決現有技術中遂穿氧化層均勻性差的問題。所述超薄遂穿氧化層的制備方法在管式爐管內完成，氧化時爐管內的壓力為常壓或微正壓或微負壓狀態。本發明的遂穿氧化鈍化接觸電池的遂穿氧化層采用上述的制備方法制備。本發明制備的超薄遂穿氧化層的均勻性好，能夠實現背靠背裝片的規模化量產，能極大地提高量產遂穿氧化鈍化接觸電池的產品良率。

技術領域

本發明涉及太陽能電池制造領域，尤其涉及一種均勻的超薄遂穿氧化層的制備方法及電池。

背景技術

在晶體硅太陽能電池領域，硅片表面的氧化硅層有著重要的作用。對于高效N型遂穿氧化鈍化接觸結構的電池而言，它的背面鈍化接觸由遂穿氧化硅層和磷摻雜多晶硅層構成。電池片因吸收光能而產生的空穴在其受光面處被正面電極收集導通，而電池片內的電子在電池背面經遂穿作用通過氧化硅層再經過磷摻雜多晶硅層后被背電極收集導通。這種結構的電池最大的優點是電池的背表面都被高質量的鈍化層所覆蓋，沒有形成載流子高復合的金屬-硅接觸區域，這樣可以提高電池的電學性能。

在遂穿氧化層鈍化接觸結構的電池中，其遂穿氧化硅層起著重要作用：其一、氧化硅層可以飽和部分硅片表面的硅原子懸掛鍵進行硅片表面的鈍化；其二、能夠允許電池內電子順利的遂穿通過氧化層到達磷摻雜多晶硅層；其三、由于磷元素在氧化硅層中的擴散速率遠小于其在硅和多晶硅中的擴散速率。這能產生兩種有益效果：其一是保證了基體硅片內少數載流子的壽命不因摻雜而降低；其二是維持了多晶硅薄膜中磷原子的濃度不因擴散進入硅基體而降低，進而維持了界面處的能帶彎曲保持了良好的鈍化效果。因此，要求硅片表面的氧化硅層具有較高的質量，能夠在整個硅片表面形成致密且厚度均勻的氧化硅層。

如果硅片表面所形成的氧化硅層厚度不均勻，電池的整體性能就會下降。因為電子遂穿通過氧化硅層的概率與氧化層的厚度成反比關系，遂穿氧化層太厚的地方遂穿概率降低，導致接觸性能不好進而降低電池性能。另外在后續高溫磷激活工藝中，氧化層厚度不均勻會導致在較薄氧化層的地方出現磷原子擴散到硅基體的現象。這樣會導致不良的效果，其一是破壞氧化層的完整性；其二是磷原子進入硅片增加內部的復合程度，進而降低硅片的少子壽命。

因此，在硅片表面制備出高質量且均勻性好的遂穿氧化層對于遂穿氧化層鈍化接觸電池而言至關重要。目前的太陽能電池制備工藝中對氧化層的均勻性研究較少，一般只停留在制備出氧化層即可，對氧化層的質量重視不夠，氧化層的均勻性一般較差，這樣會導致一個片子氧化層厚的地方由于電子的遂穿概率降低，會導致填充因子降低，電池效率也降低，在氧化層薄的地方會發生磷穿透遂穿氧化層，這樣會破壞鈍化效果，導致開路電壓和短路電流都降低，進而也降低電池的效率，導致電池的電學性能較差，尤其是背靠背裝片時，進氣口和排氣口處的氧化層的厚度相差巨大，導致背靠背裝片的規模化量產發展受到極大限制，如此，氧化層的均勻性是影響遂穿氧化鈍化接觸結構電池量產良率的重要因素。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種均勻的超薄遂穿氧化層的制備方法及電池，提高遂穿氧化層的均勻性，并提高太陽能電池的電學性能，實現背靠背裝片的規模化量產，極大地提高量產遂穿氧化鈍化接觸電池的產品良率。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一方面，本發明提供了一種均勻的超薄遂穿氧化層的制備方法，所述超薄遂穿氧化層的制備方法在管式爐管內完成，氧化時爐管內的壓力為常壓或微正壓或微負壓狀態。

進一步的，所述氧化層為氧化硅層。

進一步的，包括以下步驟：

步驟101、對硅片進行前處理、清洗；

步驟102、硅片裝舟：將硅片裝載在石英舟上，其中，將兩個硅片靠在一起裝入石英舟的一個槽位中，將待氧化面暴露于爐管氛圍中；

步驟103、進舟氧化：常壓進舟，氮氣吹掃，恒溫，檢漏，通氣常壓或微正壓或微負壓氧化，常壓出舟。