一种太阳能电池及其氢化非晶硅i膜层表面处理方法技术

本发明专利技术公开了一种硅异质结太阳能电池及其氢化非晶硅i膜层表面处理方法，采用氢氩混合或者氢氦混合气体对氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理，既可以通过氩或者氦等离子体以物理方式对氢化非晶硅i膜层表面进行较优的清洗，还能够促进氢等离子体数量的增加，从而增强对氢化非晶硅i膜层表面的钝化和清洗效果；同时，氩或者氦等离子体物理轰击过程中会对氢化非晶硅i膜层表面产生轻微的损伤，氢等离子体不仅对氢化非晶硅i膜层表面起到钝化作用，还可修复此轻微损伤。氢氩混合或者氢氦混合等离子体协同作用，可对氢化非晶硅i膜层表面起到较优的钝化和清洗作用，从而提升电池性能。

A surface treatment method for solar cell and its hydrogenated amorphous silicon I film

The invention discloses a silicon heterojunction solar cell and its hydrogenated amorphous silicon I film surface treatment method of hydrogenated amorphous silicon I film surface plasma treatment by hydrogen and argon or hydrogen helium mixture, either through argon or helium plasma by physical method of hydrogenated amorphous silicon I film with surface cleaning good, also can increase the quantity of hydrogen plasma, thereby enhancing the passivation and cleaning effect of hydrogenated amorphous silicon film on the surface of I; at the same time, the process of argon or helium plasma bombardment will produce slight damage of hydrogenated amorphous silicon I coating on the surface, not only to hydrogen plasma passivation of hydrogenated amorphous silicon I the film surface, can also repair the damage. Hydrogen argon mixing or hydrogen helium mixed plasma synergistic effect can play a better role in passivation and cleaning on the surface of hydrogenated amorphous silicon I, thereby improving battery performance.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池及其氢化非晶硅i膜层表面处理方法本专利技术申请是申请日为2015年11月26日、申请号为201510842967.9、专利技术名称为"一种太阳能电池及其氢化非晶硅i膜层表面处理方法"的专利技术申请的分案申请。
本专利技术涉及太阳能电池生产
，特别是涉及硅异质结太阳能电池及其氢化非晶硅i膜层表面处理方法。
技术介绍
硅异质结太阳能电池是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜工艺制成的混合型电池，具有转换效率高、工艺流程简单、温度系数低等优势，受到人们的广泛关注。现有硅异质结太阳能电池的生产工艺包括：清洗、制绒、对氢化非晶硅i(ia-Si:H)膜层和氢化非晶硅p(pa-Si:H)膜层以及氢化非晶硅n(na-Si:H)膜层进行沉积、对透明导电氧化物薄膜进行沉积、栅极电极丝网印刷、退火等。等离子体处理技术是硅异质结太阳能电池的重要制备工艺之一，常用于氢化非晶硅i(ia-Si:H)膜层表面的处理，可以减少表面未饱和的硅悬挂键等缺陷态，降低界面的复合，提高界面的钝化效果，提升电池的性能。等离子体处理可分为物理处理和化学处理两种。物理处理的反应机理是利用等离子体中的粒子作纯物理的轰击，把材料表面的原子或附着材料表面的原子打掉，常用的气体为氩气、氦气等不活泼气体。化学处理的反应机理是利用等离子体中的高活反应粒子与材料表面发生化学反应作用，从而实现分子水平的沾污去除目的，常用的气体有氢气、氧气、四氟化碳、三氟化氮等气体。现有的硅异质结太阳能电池主要采用氢气对沉积的氢化非晶硅i膜层进行等离子体处理，该处理方法是一种以化学反应为主的处理工艺，其中氢等离子体可饱和氢化非晶硅i膜层表面未饱和的硅悬挂键等缺陷态，降低界面的复合，以达到钝化界面缺陷态的目的，但是氢等离子体能量较低，对界面的清洗能力较弱，无法起到有效的清洗作用，使得污染物不能被完全清洗，从而影响电池性能。因此，如何提高硅异质结太阳能电池界面的清洗效果和钝化效果显得十分重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种硅异质结太阳能电池的氢化非晶硅i膜层表面处理方法，可对氢化非晶硅i膜层进行有效的清洗和钝化，从而清除其表面污染物并饱和其表面未饱和的硅悬挂键等缺陷态，降低表面态，使界面复合减小，改善界面性能，从而提高电池性能。本专利技术实施例提供了一种硅异质结太阳能电池的氢化非晶硅i膜层表面方法，包括：S1、沉积氢化非晶硅i膜层；S2、在沉积腔室中采用混合气体对氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理，混合气体为氢气和氩气混合或者氢气和氦气混合。较优的，执行步骤S2前，在沉积腔室中采用氢气对氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理。较优的，采用氢气对氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理，处理时间为1至200秒，更优的，处理时间为10至150秒。较优的，采用氢气和氩气的混合气体对氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理，氢气和氩气流量体积比为1:0.01至1:10，处理时间为10至1000秒；更优的，氢气和氩气流量体积比为1:0.1至1:5，处理时间为50～500秒。较优的，采用氢气和氦气的混合气体对氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理，氢气和氦气流量体积比为1:0.01至1:40，处理时间为10至3000秒；更优的，氢气和氦气流量体积比为1:0.1至1:20；，处理时间为50至2000秒。本专利技术实施例还提供了一种硅异质结太阳能电池，硅异质结太阳能电池的氢化非晶硅i膜层表面采用上述任意的方法进行等离子体处理。在本专利技术实施例的技术方案中，改进了异质结太阳能电池的氢化非晶硅i膜层表面等离子体处理方法，采用氢气和氩气混合或者氢气和氦气混合的混合气体对氢化非晶硅i膜层进行等离子体处理，可对氢化非晶硅i膜层进行有效的清洗和钝化，从而清除其表面污染物并饱和其表面未饱和的硅悬挂键等缺陷态，降低表面态，使界面复合减小，改善界面性能，从而提高电池性能。附图说明图1为本专利技术一实施例的硅异质结太阳能电池的氢化非晶硅i膜层表面处理方法。具体实施方式为了改进使用氢气对氢化非晶硅i膜层进行等离子体处理过程中，因为氢等离子体能量较低，对膜层表面的清洗能力较弱，无法起到有效的清洗作用，本专利技术提供一种硅异质结太阳能电池的氢化非晶硅i膜层表面处理方法。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，本专利技术一实施例提供了一种硅异质结太阳能电池的氢化非晶硅i膜层表面处理方法，包括：S1、沉积氢化非晶硅i膜层；S2、在沉积腔室中采用混合气体对氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理，混合气体为氢气和氩气混合或者氢气和氦气混合。较优的，执行步骤S2前，在沉积腔室中采用氢气对氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理。较优的，采用氢气对氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理，处理时间为1至200秒，更优的，处理时间为10至150秒。较优的，采用氢气和氩气的混合气体对氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理，氢气和氩气流量体积比为1:0.01至1:10，处理时间为10至1000秒；更优的，氢气和氩气流量体积比为1:0.1至1:5，处理时间为50～500秒。较优的，采用氢气和氦气的混合气体对氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理，氢气和氦气流量体积比为1:0.01至1:40，处理时间为10至3000秒；更优的，氢气和氦气流量体积比为1:0.1至1:20；，处理时间为50至2000秒。对氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理时，使用氢气和氩气混合或者氢气和氦气混合的混合气体，既可以通过氩或者氦等离子体以物理方式对界面进行较优的清洗，还能够促进氢等离子体数量的增加，从而增强对氢化非晶硅i膜层表面的钝化和清洗效果；同时，氩或者氦等离子体物理轰击过程中会对氢化非晶硅i膜层表面产生轻微的损伤，氢等离子体不仅对氢化非晶硅i膜层表面起到钝化作用，还可修复此轻微损伤。氢氩混合或者氢氦混合等离子体协同作用，可对界面起到较优的钝化和清洗作用。表一列出了采用氢氩混合气体对氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理后电池性能的数据。电池性能主要以两个数据表示：1.Eff：efficiency，电池的转换效率；2.FF：fillfactor，电池的填充因子。电池性能数据已进行归一化处理，归一化处理是指经过某种算法处理将需要处理的数据限制在需要的一定范围内，便于后续数据处理。下述表中的归一化是指以原氢化非晶硅i膜层表面等离子体处理后制备的电池性能作为基础(单位1)，将改进后的氢化非晶硅i膜层表面等离子体处理后制备的电池性能与其进行对比，获得一个比值，比如原处理技术制备电池的转换效率为20％，改进界面处理技术制备电池的转换效率为20.2％，那么电池转换效率提升了((20.2-20)/20)*100％＝1％，即原电池转换效率为1，改进后电池转换效率为1.01。表一采用氢氩混合气体进行等离子体处理的电池性能受诸多因素的限制提升太阳能电池转换效率的难度较大，提升千分之一个单位已经是非常好的改善。由表一可知，改进前的电池转换效率为1且填充因子为1，采用改进后的膜层表面处理技术后，太阳能电池的电池性能有了很好的提升，其中转换效率最高可提高到1.011，填充因子最高可提高到1.0095。采用氢氦混合气体对氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理，由于氦原子量小于氩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅异质结太阳能电池的氢化非晶硅i膜层表面处理方法，其特征在于：S1、沉积氢化非晶硅i膜层；S2、在沉积腔室中采用混合气体对所述氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理，所述混合气体为氢气和氩气混合或者氢气和氦气混合；其中，执行步骤S2前，在沉积腔室中采用氢气对所述氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理。

【技术特征摘要】
1.一种硅异质结太阳能电池的氢化非晶硅i膜层表面处理方法，其特征在于：S1、沉积氢化非晶硅i膜层；S2、在沉积腔室中采用混合气体对所述氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理，所述混合气体为氢气和氩气混合或者氢气和氦气混合；其中，执行步骤S2前，在沉积腔室中采用氢气对所述氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理。2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：采用所述氢气对所述氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理，处理时间为1至200秒。3.如权利要求2所述的处理方法，其特征在于：采用所述氢气对所述氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理，处理时间为10至150秒。4.如权利要求1至3任一所述的处理方法，其特征在于：采用氢气和氩气的混合气体对所述氢化非晶硅i膜层表面进行等离子体处理，氢气和氩气流量体积比为1:0.01至1:10...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷士斌，何延如，张林，张娟，徐湛，杨荣，李立伟，孟原，郭铁，
申请(专利权)人：新奥光伏能源有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13