[發明專利]一種摻雜非晶硅層、制備方法、制備裝置和太陽能電池

在審

• 申請號: 202211298854.3
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115376893A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 毛文龍;林佳繼;劉群;張武
• 申請（專利權）人: 深圳市拉普拉斯能源技術有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L31/0216;C23C16/24;C23C16/52
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

本發明提供了一種摻雜非晶硅層、制備方法、制備裝置和太陽能電池，所述制備方法包括：將硅片裝至沉積腔進行預處理，通入摻雜源、硅源和氫氣進行第一次沉積，提高摻雜源進料量后進行第二次沉積，制備得到所述的摻雜非晶硅層。本發明采用兩次沉積，并且第二次沉積采用大氣量進氣，有效保證摻雜源氣體分散均勻，實現大批量制備摻雜非晶硅層，解決硅片在爐口、爐尾區域鍍非晶硅層不均勻的問題。

技術領域

本發明屬于沉積制備技術領域，涉及一種摻雜非晶硅層、制備方法、制備裝置和太陽能電池。

背景技術

隧穿氧化/多晶硅接觸鈍化（Topcon）電池因其高轉換效率，在晶體硅太陽電池業內受到廣泛關注。摻雜多晶硅層作為Topcon電池的關鍵結構之一，目前主要是通過低壓化學氣相沉積（LPCVD）技術沉積非晶硅薄膜，然后經過高溫晶化得到。除此之外，另有研究者提出可以用等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）技術沉積非晶硅薄膜。

等離子體增強化學氣相沉積沉積非晶硅薄膜，以硅烷、氫氣以及磷烷或者乙硼烷為反應氣體，在一定的反應腔室溫度、壓力和射頻功率條件下，沉積得到所需厚度的非晶硅薄膜，該技術具有沉積速度快，工藝時間短的優點。但是為了提高沉積產量，多采用大尺寸爐管進行大批量沉積制備，從而導致爐口和爐尾區域的沉積薄膜厚度不均勻的問題。

CN109935660A公開了一種管式PECVD設備生產異質結太陽能電池非晶硅鍍膜沉積層的方法，包括以下步驟：第一步，對單晶硅片進行制絨處理，形成金字塔絨面，去除雜質離子及進行表面清潔；第二步，使用管式PECVD設備制備本征非晶硅層形成鈍化層，制備p、n型摻雜非晶硅層分別形成p-n結和場鈍化層；第三步，通過磁控濺射在正背面沉積TCO薄膜，形成導電及減反射層；第四步，通過絲網印刷形成正背面銀金屬電極，形成導電功能；第五步，對金屬電極進行高溫固化完成電池制作。

因此，如何實現大批量和高質量制備摻雜非晶硅層，成為目前迫切需要解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種摻雜非晶硅層、制備方法、制備裝置和太陽能電池，采用兩次沉積，并且第二次沉積采用大氣量進氣，有效保證摻雜源氣體分散均勻，實現大批量制備摻雜非晶硅層，解決硅片在爐口、爐尾區域鍍非晶硅層不均勻的問題。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種摻雜非晶硅層的制備方法，所述制備方法包括：

將硅片裝至沉積腔進行預處理，通入摻雜源、硅源和氫氣進行第一次沉積，提高摻雜源進料量后進行第二次沉積，制備得到所述的摻雜非晶硅層。

本發明采用兩步沉積，在第一次沉積的基礎上，實現摻雜非晶硅層的厚度生長，進一步地，第二次沉積過程中采用大氣量摻雜源，保證摻雜質量，提高摻雜氣體分散性，使得整體沉積均勻性得到提升，避免小流量氣源在沉積腔內擴散不均勻導致爐口、爐尾區域的問題，實現大批量沉積。

需要說明的是，本發明中還可以根據沉積鍍膜的厚度以及均勻性，采用本發明中制備方法多次沉積。

作為本發明的一個優選技術方案，所述預處理包括依次進行的抽真空處理和氧化處理。

優選地，所述抽真空處理的抽真空壓力為1500~2000mtorr，例如為1500mtorr、1550mtorr、1600mtorr、1650mtorr、1700mtorr、1750mtorr、1800mtorr、1850mtorr、1900mtorr、1950mtorr或2000mtorr。

優選地，所述氧化處理的方式包括N₂O氧化。

優選地，所述N₂O氧化的方式包括：向沉積腔內通入N₂O，并保持一定時間。