一种热分解制备二氧化硅钝化层的方法技术

本发明专利技术属于新能源领域，具体涉及一种热分解制备二氧化硅钝化层的方法。将偏硅酸、虫胶、稀释剂混合而成的粘稠状胶液均匀涂刷在扩散后的硅片表面并烘干，再将该硅片于高温的惰性气体环境中放置一段时间后，即完成硅片表面的钝化。虫胶在自身受热分解的过程中促进了偏硅酸分解所得的二氧化硅与硅片基底的相容程度，防止所生成的二氧化硅脱落，提高了钝化层的结合力和稳定性。

Method for preparing silica passivation layer by thermal decomposition

The invention belongs to the field of new energy sources, in particular to a method for preparing a silica passivation layer by thermal decomposition. The sticky glue metasilicate, shellac, diluent mixture evenly on the surface of a silicon wafer after diffusion and drying, and then for a period of time of inert gas in the high temperature environment of the silicon wafer after complete passivation of silicon surface. To promote the degree of compatibility with shellac silica silicon substrate metasilicate decomposition results in its process of thermal decomposition of silicon dioxide to prevent the generated loss, improves the passivation layer binding force and stability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源领域，具体涉及一种热分解制备二氧化硅钝化层的方法。
技术介绍
太阳能电池是一种半导体器件，能够将太阳的光能转换成热能，由于工作时无需水、油、燃料等资源，只需要有光就能发电，因此被称为当代清洁、无污染的可再生资源，而且安装维护简单，使用寿命长、可以实现无人值守，在各领域越来越得到普遍的应用。多晶硅太阳能电池由于存在大量表面缺陷，影响了电池性能，为了获得较高的光电转换效率，都需要对电池表面进行二氧化硅钝化工艺。目前的研究表明：二氧化硅和氧化铝是最佳的背面钝化材料，但传统的二氧化硅需要通过高温热氧化硅片形成，能耗高，至少需要650℃的加热温度，对硅片本身的热损伤较大，而氧化铝的生长沉积设备也非常昂贵。
技术实现思路
为解决以上
技术介绍
部分提到的问题，本专利技术提供了一种新的、依靠热分解制备二氧化硅钝化层的方法：(1)配制钝化物前驱体的胶液将偏硅酸(H2SiO3)、虫胶、稀释剂混合后充分搅拌，得到粘稠状胶液，其中，偏硅酸(H2SiO3)、虫胶、稀释剂的质量比为1：5～10：4～6，稀释剂为乙醇；(2)将步骤(1)得到的粘稠状胶液均匀涂刷在扩散后的硅片表面并烘干，再将该硅片于300～400℃的惰性气体环境中放置15～25分钟后，自然冷却，即完成硅片表面的钝化，其中，烘干温度为80℃，惰性气体采用氮气。本专利技术在高温过程中使偏硅酸受热分解生成二氧化硅起到钝化硅片的作用，并且还有虫胶的介入，虫胶在前期的涂覆过程中作为增粘剂，在高温下将完全受热分解掉，从而钝化后的硅片表面并无杂质物；更重要的是，虫胶在自身受热分解的过程中还促进了偏硅酸分解所得的二氧化硅与硅片基底的相容程度，防止所生成的二氧化硅脱落，提高了钝化层的结合力和稳定性。具体实施方式空白对照硅片未经任何钝化处理。实施例1采用本申请的方案，对与上述空白对照中相同材质、规格的硅片进行钝化处理，具体操作为：(1)将偏硅酸(H2SiO3)、虫胶、乙醇按质量比1：8：4混合后充分搅拌，得到粘稠状胶液；(2)将步骤(1)得到的粘稠状胶液均匀涂刷在扩散后的硅片表面并于80℃充分烘干，再将该硅片于350℃的氮气气氛中放置22分钟后，自然冷却，即完成硅片表面的钝化。对比实施例1仅在步骤(1)中未加入虫胶，并控制步骤(2)中涂刷到硅片表面上的偏硅酸的用量同实施例1，其余操作也均同实施例1。对比实施例2与实施例1相比，仅延长了步骤(2)中硅片于350℃氮气气氛下的放置时间，其余操作、选材均同实施例1：(1)将偏硅酸(H2SiO3)、虫胶、乙醇按质量比1：8：4混合后充分搅拌，得到粘稠状胶液；(2)将步骤(1)得到的粘稠状胶液均匀涂刷在扩散后的硅片表面并于80℃充分烘干，再将该硅片于350℃的氮气气氛中放置30分钟后，自然冷却，即完成硅片表面的钝化。实施例2采用本申请的方案，对与空白对照中相同材质、规格的硅片进行钝化处理，具体操作为：(1)将偏硅酸(H2SiO3)、虫胶、乙醇按质量比1：6：6混合后充分搅拌，得到粘稠状胶液；(2)将步骤(1)得到的粘稠状胶液均匀涂刷在扩散后的硅片表面并于80℃充分烘干，再将该硅片于320℃的氮气气氛中放置24分钟后，自然冷却，即完成硅片表面的钝化。基于上述空白对照、实施例1、对比实施例1及实施例2制备的表面经二氧化硅钝化过的硅片，采用相同的现有组装工序分别组装成太阳能电池，并采用统一的检测方法检测：实施例1相比于空白对照，填充因子增加了12.6％，光电性能的增加充分说明了：虫胶在钝化过程中已经分解、挥发掉了，因为如果虫胶始终作为一种粘结材料来连接着钝化层和基片的话，必然会形成隔层造成单质硅与二氧化硅的分离，而钝化只有在硅片基体表面实现后，才能起到效果，脱离状态的二氧化硅层对硅片的光电机理是无任何影响的；对比实施例1相比于空白对照，填充因子仅增加3.1％，这是因为在没有虫胶热分解的情况下，后生成的二氧化硅与基体之间本身结合力就很弱，在制备过程中容易脱落从而起不到对基体表面的钝化作用；对比实施例2相比于空白对照，填充因子增加了12.6％，与实施例1效果一致，这也进一步说明了：在实施例1的高温处理时间(22分钟)内，涂刷在硅片表面的偏硅酸以及虫胶均已经完全分解，因此在无氧条件下继续施加高温，对硅片表面的化学成分已无影响，从而不再影响光电性能；实施例2相比于空白对照，填充因子增加了11.3％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热分解制备二氧化硅钝化层的方法，其特征在于：所述的制备方法为，(1)将偏硅酸、虫胶、稀释剂混合后充分搅拌，得到粘稠状胶液；(2)将步骤(1)得到的粘稠状胶液均匀涂刷在扩散后的硅片表面并烘干，再将该硅片于高温的惰性气体环境中放置一段时间后，自然冷却。

【技术特征摘要】
1.一种热分解制备二氧化硅钝化层的方法，其特征在于：所述的制备方法为，(1)将偏硅酸、虫胶、稀释剂混合后充分搅拌，得到粘稠状胶液；(2)将步骤(1)得到的粘稠状胶液均匀涂刷在扩散后的硅片表面并烘干，再将该硅片于高温的惰性气体环境中放置一段时间后，自然冷却。2.如权利要求1所述的热分解制备二氧化硅钝化层的方法，其特征在于：步骤(1)中，偏硅酸、虫胶、稀释剂的质量比为1：5～10：4～6。3.如权利要求1所述的热分解制备二氧化硅钝化...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙铁囤，汤平，姚伟忠，
申请(专利权)人：常州亿晶光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32