專利名稱：一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽電池鈍化層的制備領(lǐng)域，特別涉及一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的制備方法。
背景技術(shù)：
異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池是很有潛力取代現(xiàn)有晶硅太陽電池結(jié)構(gòu)，成為太陽電池器件主流產(chǎn)品的技術(shù)之一。目前異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池技術(shù)，以日本三洋公司最為出眾，其生產(chǎn)的電池的效率已達(dá)23%。其他多家研究機(jī)構(gòu)，如德國哈根大學(xué)、美國可再生能源國家實(shí)驗(yàn)室等，制備的異質(zhì)結(jié)電池效率也均取得了較好的結(jié)果。異質(zhì)結(jié)晶硅電池對(duì)其性能影響非常重要的是其鈍化層的性能。目前其鈍化層材料基本均為等離子輔助化學(xué)氣相沉積法或熱絲化學(xué)氣相沉積法制備的氫化非晶硅薄膜，哈根大學(xué)選擇等離子輔助化學(xué)氣相沉積法制備的氫化氧化硅薄膜作為其鈍化層材料也取得了較好的結(jié)果。熱絲化學(xué)氣相沉積法相比于等離子輔助化學(xué)氣相沉積，沉積薄膜時(shí)對(duì)界面的損傷少，氣源利用率高，制備的薄膜氫含量高，所以具有更好的鈍化效果。該方法在硅基薄膜太陽電池，晶硅電池的抗反射層等方面的應(yīng)用已取得了較好的結(jié)果，在制備異質(zhì)結(jié)的氫化非晶硅薄膜方面也取得了良好的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的制備方法， 該方法具有氣源利用率高，生長速率快，界面缺陷態(tài)少等特點(diǎn)。本發(fā)明的一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的制備方法，包括采用熱絲化學(xué)氣相沉積法，以硅烷作為硅源，以氨氣作為氮源，氣壓為O. 2Pa 10Pa，襯底溫度為150°C 300°C，熱絲溫度為1800°C 2200°C，襯底與熱絲的距離為3 IOcm,膜厚為2 IOnm,制得氫化氮化娃層；或者，采用熱絲化學(xué)氣相沉積法，以硅烷作為硅源，以氨氣作為氮源，以氧化氮或者二氧化碳作為氧源，氣壓為O. 2Pa 10Pa，襯底溫度為150°C 300°C，熱絲溫度為 1800°C 2200°C,襯底與熱絲的距離為3 IOcm,膜厚為2 IOnm,制得氫化氮氧化娃層。為提高所制備鈍化層的性能，所述氫化氮化硅層或氫化氮氧化硅層進(jìn)行退火處理在惰性氣體或氫氣保護(hù)氣氛下，或者在真空環(huán)境中，于200 600°C保溫I 4h。有益效果相比于使用等離子輔助化學(xué)氣相沉積法制備鈍化層，本發(fā)明具有氣源利用率高， 生長速率快，界面缺陷態(tài)少等特點(diǎn)，并且由于本發(fā)明制備的硅薄膜中的H含量更高，所以制備的薄膜的鈍化效果優(yōu)于等離子輔助化學(xué)氣相沉積法制備的薄膜，有利于異質(zhì)結(jié)電池效率的提聞。


圖I為雙面異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)晶硅電池結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為單面異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)晶硅電池結(jié)構(gòu)示意圖；其中，I是金屬柵線；2是TCO層；3是發(fā)射極；4是鈍化層；5是晶體硅片；6是鈍化層；7是BSF層；8是金屬電極層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例I如圖I所示的雙面異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池，采用P-型晶體硅片，表面進(jìn)行清洗制絨處理后放入反應(yīng)腔室，分別在晶硅片的兩面沉積5nm厚的氫化氮化硅層，對(duì)應(yīng)圖I中的4層和6層，采用硅烷和氨氣作為氣源，熱絲到襯底的距離為5. Ocm,熱絲溫度為2000°C，襯底加熱200°C，沉積氣壓I. OPa ;隨后進(jìn)行300°C，保溫I小時(shí)的真空退火處理；然后采用等離子輔助化學(xué)氣相沉積的方法在硅片上沉積發(fā)射極層和BSF層，材料分別采用15nm厚的磷摻雜的氫化非晶硅層和12nm厚的硼摻雜的氫化非晶硅層；再采用磁控濺射的方法分別再硅片的兩面沉積TCO層，材料采用200nm厚的ITO層；最后采用絲網(wǎng)印刷的方法制備導(dǎo)電柵線， 材料采用低溫銀漿，印刷后進(jìn)行120°C，保溫IOmin的退火處理。其中經(jīng)過退火處理的氫化氮化硅層可很好的鈍化晶體硅表面的懸掛鍵，并部分氫擴(kuò)散到硅片中鈍化了硅片中的缺陷。又因?yàn)樵搶雍穸戎挥?nm，光照產(chǎn)生的光生電流可通過隧穿方式穿過，不會(huì)影響電池的導(dǎo)電。所以該實(shí)施例獲得高轉(zhuǎn)換效率的異質(zhì)結(jié)晶硅電池。實(shí)施例2如圖2所示的單面異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池，采用N-型硅片，表面進(jìn)行清洗制絨后，先在背面熱蒸鍍一層Al膜(對(duì)應(yīng)圖2中8層)，600°C快速退火后形成有效BSF層；將片子放入反應(yīng)腔室，沉積一層6nm后的氫化氮氧化硅層，采用硅烷、氨氣和氧化氮作為氣源，熱絲到襯底距離為5. 5cm,熱絲溫度為2000°C，襯底加熱200°C，沉積氣壓2. OPa ;隨后進(jìn)行300°C， 保溫I小時(shí)的真空退火處理；隨后采用熱絲化學(xué)氣相沉積的方法沉積一層20nm厚的硼摻雜非晶硅層，作為異質(zhì)結(jié)太陽電池的發(fā)射極；采用磁控濺射法沉積一層200nm的ITO作為 TCO層；采用絲網(wǎng)印刷的方法制備電池的柵線電極，原料采用低溫銀漿，印刷后進(jìn)行120°C， 保溫IOmin的退火處理。該實(shí)施例中的氫化氮氧化硅層通過成分的調(diào)節(jié)可對(duì)鈍化層的性能進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，提高鈍化層的鈍化效果，從而優(yōu)化異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池的性能。
權(quán)利要求
1.一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的制備方法，包括采用熱絲化學(xué)氣相沉積法，以硅烷作為硅源，以氨氣作為氮源，氣壓為0. 2Pa 10Pa， 襯底溫度為150°C 300°C，熱絲溫度為1800°C 2200°C，襯底與熱絲的距離為3 10cm， 膜厚為2 IOnm,制得氫化氮化娃層；或者，采用熱絲化學(xué)氣相沉積法，以硅烷作為硅源，以氨氣作為氮源，以氧化氮或者二氧化碳作為氧源，氣壓為0. 2Pa 10Pa，襯底溫度為150°C 300°C，熱絲溫度為1800°C 2200°C，襯底與熱絲的距離為3 10cm，膜厚為2 10nm，制得氫化氮氧化硅層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的制備方法，其特征在于 所述氫化氮化硅層或氫化氮氧化硅層進(jìn)行退火處理在惰性氣體或氫氣保護(hù)氣氛下，或者在真空環(huán)境中，于200 600°C保溫I 4h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種異質(zhì)結(jié)晶硅太陽電池鈍化層的制備方法，包括采用熱絲化學(xué)氣相沉積法，以硅烷作為硅源，以氨氣作為氮源，制得氫化氮化硅層；或者，采用熱絲化學(xué)氣相沉積法，以硅烷作為硅源，以氨氣作為氮源，以氧化氮或者二氧化碳作為氧源，制得氫化氮氧化硅層。本發(fā)明具有氣源利用率高，生長速率快，界面缺陷態(tài)少等特點(diǎn)，制備的薄膜的鈍化效果優(yōu)于等離子輔助化學(xué)氣相沉積法制備的薄膜，有利于異質(zhì)結(jié)電池效率的提高。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102593253SQ20121004284
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者周浪, 周潘兵, 彭錚, 李媛媛, 魏秀琴, 黃海賓 申請(qǐng)人:上海中智光纖通訊有限公司