一种晶硅太阳能电池表面钝化的方法技术

本发明专利技术公开了一种晶硅太阳能电池表面钝化的方法，将晶硅衬底在氧气中氧化钝化后，采用含氢气的气体对所述氧气进行清扫处理，使晶硅衬底处于氢气的气体氛围中，最后在氢气的气体氛围中退火，在退火过程中，氢气能够进一步对硅衬底进行氢化钝化，中和晶硅衬底表面的悬挂键，使得晶硅衬底具有一个更好的钝化效果，采用本发明专利技术的方法获得的晶硅衬底用于制备太阳能电池，能够使太阳能电池具有更大的开路电压，同时提高了太阳能电池的使用寿命。

A method of passivating the surface of crystalline silicon solar cells

The invention discloses a method for polycrystalline silicon solar cell surface passivation, the crystalline silicon substrate oxidation in oxygen after passivation by gas containing hydrogen on the oxygen cleaning treatment, the crystalline silicon substrate in a gas atmosphere of hydrogen in the hydrogen atmosphere in final annealing during annealing. Hydrogen can further hydrogenated passivation on silicon substrate, and silicon dangling bonds of the surface of the substrate, the silicon substrate has a better passivation effect, crystalline silicon substrate obtained by using the method of the invention is used for preparing solar cells, can make the solar cell has a much larger open circuit voltage, and improve the solar cell the service life.

【技术实现步骤摘要】
一种晶硅太阳能电池表面钝化的方法
本专利技术涉及太阳能电池领域，特别是涉及一种晶硅太阳能电池表面钝化的方法。
技术介绍
晶硅太阳能电池表面的钝化效果的好坏是直接影响电池性能的重要因素之一。目前常用的钝化方式有氮化硅钝化，通过PECVD技术在电池表面制备含氢的氮化硅薄膜，氮化硅可以饱和电池表面的悬挂键，但是氮化硅膜不致密，电池表面的悬挂键也不能够完全消除。而另一种钝化的方式是氧化钝化，通过氧化钝化悬挂键，但作用时间过长，氧化产生的自间隙硅原子在硅片体内的氧沉淀或其他缺陷处会产生一些二次缺陷，降低了少子的寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种晶硅太阳能电池表面钝化的方法，解决了电池表面氧化钝化时间过长且会产生的二次缺陷的问题，实现了更好的钝化效果。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种晶硅太阳能电池表面钝化的方法，包括：将晶硅衬底在氧气的气体氛围中进行氧化钝化；采用含氢气的气体对所述氧气进行清扫处理，使所述晶硅衬底处于所述氢气的气体氛围中；继续在所述氢气的气体氛围中进行退火，并对所述晶硅衬底进行氢化钝化。其中，在将晶硅衬底在氧气的气体氛围中进行氧化钝化之前，还包括：在含有氢气的气体氛围中对所述晶硅衬底进行氢化处理，以便清除所述硅衬底表面的杂质，同时对所述晶硅衬底进行氢化钝化。其中，所述在含有氢气的气体氛围中对所述晶硅衬底进行氢化处理包括：在第一混合气体中对所述晶硅衬底进行氢化处理，其中所述第一混合气体包括氢气和氮气。其中，所述第一混合气体中所述氢气所占的体积百分比为9％-11％。其中，所述在含有氢气的气体氛围中对所述晶硅衬底进行氢化处理包括：在580℃-620℃的温度下，流量为8slm-12slm所述第一混合气体中，对晶硅衬底进行氢化处理，氢化处理持续时间为15min-30min。其中，所述采用含氢气的气体对所述氧气进行清扫包括：采用第二混合气体对所述氧气进行清扫处理，其中所述第二混合气体包括氢气和氮气。其中，所述第二混合气体中所述氢气所占的体积百分比为3％-5％。其中，所述继续在所述氢气的气体氛围中进行退火包括：在400℃-450℃的温度下，所述混合气体流量为8slm-12slm的气体氛围中，退火30min-60min。其中，所述将晶硅衬底在氧气的气体氛围中进行氧化钝化包括：在700℃-800℃温度下，所述氧气气流为1slm-2slm的气体氛围中，将所述晶硅衬底氧化20min-30min，生成SiO2。本专利技术所提供的晶硅太阳能电池表面钝化的方法，在对晶硅衬底氧化钝化后，采用氢气对氧气进行清扫，并最终在氢气氛围内退火，由于氢原子中只有一个电子，可以对晶硅衬底表面再次钝化，和硅片表面的硅原子外层单个电子形成电子对从而消除悬挂键，进一步提升钝化效果，整个钝化过程简单高效，无需再另外增加别的加工设备，且在氧化钝化的退火过程中，就直接完成了氢化钝化，提高了钝化效率。本专利技术的钝化方法，提高了钝化效率，获得了更好的钝化效果提高了太阳能电池的开路电压，使得太阳能电池具有更好的使用寿命及性能。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的实施例中晶硅太阳能电池表面钝化方法的流程图；图2为本专利技术提供的另一实施例中晶硅太阳能电池表面钝化方法的流程图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种晶硅太阳能电池表面钝化的方法，通过在氢气氛围中退火，消除了晶硅衬底表面氧化钝化后的悬挂键，使晶硅衬底具有更好的钝化效果。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供的实施例中晶硅太阳能电池表面钝化方法的流程图如图1所示，该方法可以包括：步骤S101：将晶硅衬底在氧气的气体氛围中进行氧化钝化；步骤S102：采用含氢气的气体对所述氧气进行清扫处理，使所述晶硅衬底处于所述氢气的气体氛围中；步骤S103：继续在所述氢气的气体氛围中进行退火，并对所述晶硅衬底进行氢化钝化。目前对于晶硅衬底的钝化主要采用氮化硅钝化和氧化钝化两种方式，对于氮化硅钝化，由于氮化硅膜不致密，采用镀有氮化硅膜的晶硅衬底用于太阳能电池的制造，获得的太阳能电池的工作效率相对较低，且工作寿命也会相对较短；而对于氧化钝化的镀膜方式，由于氧化钝化作用的时间过长，会在氧化钝化的过程中产生自间隙硅原子，他们在硅片体内的氧沉淀或其他缺陷处会生成一些二次缺陷，从而产生了新的复合中心，降低了少子的寿命。本专利技术的钝化方法，是在氧化钝化的基础上，在含氢气的气体氛围中退火，由于氢原子最外层只有一个电子，很容易和晶硅衬底表面的悬挂键形成化学键，从而中和晶硅衬底表面的复合中心，使晶硅衬底能够有一个更好的钝化效果从而提高少子的寿命，以提高有晶硅衬底制备的太阳能电池的开路电压。并且本专利技术的钝化方法无需在原来的钝化设备上添加新的设备，这个工艺简单易操作。基于上述实施例，因为氢原子具有很好的中和晶硅衬底表面悬挂键的作用，因此，本专利技术的另一具体实施例中，可以进一步包括：在将晶硅衬底在氧气的气体氛围中进行氧化钝化之前，在含有氢气的气体氛围中对所述晶硅衬底进行氢化处理，以便清除所述硅衬底表面的杂质，和对所述晶硅衬底进行氢化钝化。在对晶硅衬底氧化钝化前，可以采用氢气对晶硅衬底表面的杂质进行清扫，以便为后续氧化钝化做准备，与此同时，氢气还可以提前对晶硅衬底表面的悬挂键进行中和，对晶硅衬底表面的局部缺陷起到氢钝化的效果，有利于后续氧化膜的形成。另外，在氧化钝化完成后在氢气氛围中退火，也有利于防止在氧化钝化之前中和悬挂键的氢原子发生逃逸，从而实现对整个晶硅衬底更好的钝化效果。基于上述实施例，本专利技术的另一具体实施例中，对于上述实施例中在氧化钝化前，对晶硅衬底的氢化处理具体可以包括：在第一混合气体中对所述晶硅衬底进行氢化处理，其中所述第一混合气体包括氢气和氮气。需要说明的是，本专利技术中也可以直接采用纯净的氢气对晶硅衬底进行氢化处理，但是考虑到纯净的氢气的成本相对较高，而氮气的化学性质不活泼，在温度相对不高的条件下很难跟其他物质发生反应，且比较容易获得，因此可以在氢气和氮气的混合气体中对晶硅衬底进行钝化，可以为氢化钝化提供一个良好的钝化环境。另外对于晶硅衬底表面悬挂键的中和，完全不需要纯净的氢气，只需要气体中氢气的含量达到一定的浓度，就能够保证晶硅衬底表面的悬挂键能够尽可能多的被氢原子中和掉。因此，对本实施例中，可以进一步改进，具体可以包括：所述第一混合气体中所述氢气所占的体积百分比为9％-11％，具体的可以是9％、10％、11％。当然，本专利技术中也可以采用氢气所占比例更大的混合气体，但是，从降低成本的方面考虑，可以采用氢气含量相对较低的混合气体，而要达到一个比较好的氢化钝化效果，其中氢气的百分比应不少于9％。基于上述实施例，本专利技术的另一具体实施例中，在含氢气的气体氛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶硅太阳能电池表面钝化的方法，其特征在于，包括：将晶硅衬底在氧气的气体氛围中进行氧化钝化；采用含氢气的气体对所述氧气进行清扫处理，使所述晶硅衬底处于所述氢气的气体氛围中；继续在所述氢气的气体氛围中进行退火，并对所述晶硅衬底进行氢化钝化。

【技术特征摘要】
1.一种晶硅太阳能电池表面钝化的方法，其特征在于，包括：将晶硅衬底在氧气的气体氛围中进行氧化钝化；采用含氢气的气体对所述氧气进行清扫处理，使所述晶硅衬底处于所述氢气的气体氛围中；继续在所述氢气的气体氛围中进行退火，并对所述晶硅衬底进行氢化钝化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将晶硅衬底在氧气的气体氛围中进行氧化钝化之前，还包括：在含有氢气的气体氛围中对所述晶硅衬底进行氢化处理，以便清除所述硅衬底表面的杂质，同时对所述晶硅衬底进行氢化钝化。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在含有氢气的气体氛围中对所述晶硅衬底进行氢化处理包括：在第一混合气体中对所述晶硅衬底进行氢化处理，其中所述第一混合气体包括氢气和氮气。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一混合气体中所述氢气所占的体积百分比为9％-11％。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在含有氢气的气体氛围中对所述晶硅衬底进行氢化处理包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑霈霆，张范，金浩，张昕宇，许佳平，孙海杰，郭瑶，潘红英，
申请(专利权)人：浙江晶科能源有限公司，晶科能源有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33