[發(fā)明專利]一種N型摻雜氧化微晶硅、異質(zhì)結(jié)太陽能電池及兩者的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210480356.4
• 申請(qǐng)日: 2022-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN114843175A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州聯(lián)諾太陽能科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/205
• 分類號(hào): H01L21/205;H01L31/0288;H01L31/0368;H01L31/0747;H01L31/18;C23C16/24
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務(wù)所 32346
• 代理人: 吳雪健

本發(fā)明公開了一種N型摻雜氧化微晶硅、異質(zhì)結(jié)太陽能電池及兩者的制備方法，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。它包括將硅烷、氫氣、N型摻雜源氣體和一氧化二氮混合進(jìn)行CVD反應(yīng)，沉積得到N型摻雜氧化微晶硅；所述N型摻雜源氣體中包括ⅤA族和/或ⅥA族的元素。本發(fā)明能夠有效提高入射光利用率，同時(shí)能夠通過提高N型摻雜氧化微晶硅的結(jié)晶性來提高其導(dǎo)電性，從而提升太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種N型摻雜氧化微晶硅、異質(zhì)結(jié)太陽能電池及兩者的制備方法。

背景技術(shù)

對(duì)于現(xiàn)有的HJT異質(zhì)結(jié)太陽能電池，其中的N型摻雜層通常會(huì)采用氧化微晶制程工藝制備，N型氧化微晶工藝的優(yōu)點(diǎn)在于可以使高吸收入射光的非晶N層變更為低吸收系數(shù)的微晶氧化N層。而現(xiàn)有的氧化微晶技術(shù)會(huì)使用二氧化碳(CO₂)當(dāng)作氧源進(jìn)行摻雜，二氧化碳加入的目的在于使氧化微晶膜增加摻雜氧源，摻雜氧源的目的之一是讓膜層的折射率可調(diào)(折射率n＝1.8-3.7)，達(dá)到一個(gè)較好的抗光反射的作用，另一個(gè)目的是加入氧的微晶氧化N層可較無氧的微晶N層大幅降低薄膜的吸收系數(shù)，進(jìn)而提升電池效率。

但是，N型氧化微晶目前存在的問題是：現(xiàn)有的氧摻雜氣體為二氧化碳，二氧化碳中氧源的加入會(huì)影響微晶N薄膜的結(jié)晶性(拉曼測量)，使薄膜結(jié)晶性變低，而結(jié)晶性低了會(huì)直接增加薄膜電阻率。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，要避免電阻的過度增大，需要將二氧化碳的摻雜比例(CO₂/SiH₄)控制在0.5-2之間，但即使這樣，在控制二氧化碳的摻雜比例的同時(shí)，光學(xué)抗反的折射率區(qū)間(n＝2.3～2.9)不容易同時(shí)滿足，進(jìn)而導(dǎo)致電池轉(zhuǎn)化效率降低。

因此，有必要研究一種新的摻雜氧源來應(yīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，以解決或減輕上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

1.要解決的問題

針對(duì)現(xiàn)有的N型半導(dǎo)體的氧化微晶技術(shù)難以同時(shí)滿足薄膜電阻率和電池轉(zhuǎn)化效率需求的問題，本發(fā)明提供一種N型摻雜氧化微晶硅、異質(zhì)結(jié)太陽能電池及兩者的制備方法；通過改變摻雜氧源并對(duì)摻雜工藝進(jìn)行改進(jìn)，從而有效解決上述問題。

2.技術(shù)方案

為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種N型摻雜氧化微晶硅的制備方法，用于太陽能電池，將硅烷、氫氣、N型摻雜源氣體和一氧化二氮混合進(jìn)行CVD反應(yīng)，沉積得到N型摻雜氧化微晶硅；所述N型摻雜源氣體中包括ⅤA族和/或ⅥA族的元素。

對(duì)于N型摻雜源氣體，其作用是向硅中摻雜自由電子，使得薄膜中的自由電子濃度大于空穴濃度。而ⅤA族和/或ⅥA族元素的最外層電子相較于硅元素而言較多，將其氫化物進(jìn)行摻雜均可以滿足N型摻雜的需求，本發(fā)明以磷烷為例，在其他實(shí)施例中還可以是As、S、Se、Te等元素的化合物，對(duì)此不再贅述。

優(yōu)選地，所述一氧化二氮和硅烷的體積比為10％～60％。

優(yōu)選地，所述一氧化二氮和硅烷的體積比為10％～30％。

優(yōu)選地，具體步驟為：

(1)將硅襯底放入CVD設(shè)備的腔體中，再對(duì)CVD設(shè)備抽真空；

(2)按預(yù)定反應(yīng)氣體用量將硅烷、氫氣、N型摻雜源氣體和一氧化二氮通入CVD設(shè)備的真空腔體中；

(3)開啟CVD設(shè)備的電源對(duì)(2)步驟的氣體進(jìn)行解離，形成等離子型態(tài)原子，等離子型態(tài)原子結(jié)合后沉積在硅襯底上，得到N型摻雜氧化微晶硅。

優(yōu)選地，在(2)步驟中，所述硅烷的用量為50sccm～300sccm，所述氫氣的用量為3000sccm～30000sccm，所述一氧化二氮的用量為10sccm～150sccm，所述N型摻雜源氣體包括用量為250sccm～1500sccm的磷烷。