一种板式设备制备钝化接触太阳能电池的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种板式设备制备钝化接触结构太阳能电池的方法，包括如下步骤：S1.选取晶体硅基体；S2.在板式一体式连续镀膜设备中，晶体硅基体首先进入ALD工艺腔沉积隧穿氧化层，之后进入PECVD工艺腔连续沉积掺杂非晶硅层；S3.将晶体硅基体退火形成掺杂多晶硅层；S4.在掺杂多晶硅层表面制备氮化硅减反层，并在另一面制备氧化铝钝化层及氮化硅减反层；S5.在晶体硅基体正反两面通过丝网印刷的方式制备金属导电电极。本发明专利技术采用板式传输，可在一套设备中连续制备隧穿氧化层及掺杂非晶硅层，减少工序；且ALD及PECVD工艺温度低，可减少硅片弯曲带来的不良；PECVD工艺无绕镀，减少后期清洗步骤，并可实现原位掺杂以减少后续单独的磷掺杂工序。

【技术实现步骤摘要】
一种板式设备制备钝化接触太阳能电池的方法及装置
本专利技术涉及太阳能光伏电池
，具体涉及一种板式设备制备钝化接触太阳能电池的方法及装置。
技术介绍
随着光伏行业的不断发展，市场竞争越来越激烈，提高电池转换效率、降低产品度电成本是行业永远不变的前进方向。表面的复合是影响太阳能电池效率的重大因素，对晶体硅表面进行钝化处理，降低表面复合速率可以有效提升电池的转换效率。隧穿氧化层钝化接触技术(TOPCon)是目前行业里比较前沿及热门的降低表面复合速率的技术：在硅片表面先沉积一层隧穿氧化层，然后再覆盖一层掺杂的多晶硅层，从而形成隧穿氧化层钝化接触结构。这种结构在电极与基底之间形成隧穿薄膜，隔绝金属电极与基底接触，减少接触复合损失，因此电池的开路电压可以做到很高，并且电子能隧穿薄膜不会影响电流传递。目前工业化生产中制备该隧穿钝化接触结构通常采用的方法为：1、先用热氧化生长氧化层；2、再通过LPCVD法（低压化学气相沉积）沉积本征的非晶硅层；3、最后再通过离子注入或者扩散的方法，形成掺杂的多晶硅层。这种方式有如下缺点：1、需要3台设备分别单独完成上述3道工序；虽然热氧化生长氧化层和CVD沉积非晶硅层可以在同一个管式炉里实现，但由于工艺温度不一致，需要花费更长的升温、降温等待时间，导致产能偏低；2、第3步掺杂，如果采用离子注入的方法，机台比较昂贵；如果采用磷扩散的方法需要使用掩模来实现单面掺杂，工序比较复杂；3、热氧化跟CVD的方法工艺温度在550℃以上，高温会造成硅片弯曲度大，说明书影响产品良率，同时反应的气体会蔓延到衬底的背面发生反应并沉积成膜而形成绕镀，需增加去绕镀步骤，增加成本。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术通过引入新的多晶硅制备工艺，通过ALD（原子层沉积）及PECVD（等离子体增强化学）的方法分别连续制备隧穿氧化层及掺杂的非晶硅薄膜，再通过退火形成最终的掺杂多晶硅层。首先，本专利技术提供了一种板式设备制备钝化接触结构的方法，包括如下步骤：S1.选取N型晶体硅基体或P型晶体硅基体；S2.将步骤S1的晶体硅基体放入包括ALD工艺腔及PECVD工艺腔的板式一体式连续镀膜设备，晶体硅基体首先进入ALD工艺腔沉积隧穿氧化层，之后进入PECVD工艺腔连续沉积掺杂非晶硅层；S3.将步骤S2沉积掺杂非晶硅层的晶体硅基体进行退火，退火后的掺杂非晶硅层晶化形成掺杂多晶硅层。其中，步骤S1中，对晶体硅基体进行预处理并在表面形成制绒面或抛光面。其中，步骤S1中，在晶体硅基体表面进行硼扩散或磷扩散并清洗去除杂质。其中，步骤S2中，晶体硅基体在ALD工艺腔中加热到工艺温度，并在ALD工艺腔中通入工艺气体，通过原子层沉积方式生成隧穿氧化层，其厚度为0.5~3nm；工艺气体为水蒸气及臭氧的任一种或两种气体的混合气体。其中，步骤S2中，晶体硅基体在PECVD工艺腔中加热到工艺温度，并在PECVD工艺腔中通入至少包含硅烷以及一种掺杂源的混合气体，通过等离子激发在隧穿氧化层表面沉积掺杂非晶硅层。其中，步骤S2中，晶体硅基体平铺放置在载板上，通过载板在不同腔体间进行水平传输实现板式连续镀膜。其中，步骤S3中，退火时，向工艺腔内通入氮气作为保护气体，退火温度说明书860~950℃，退火时间15~60min。本专利技术还提供了一种板式设备制备钝化接触结构太阳能电池的方法，其基于上述一种板式设备制备钝化接触结构的方法，还包括如下步骤：S4.在经过步骤S3形成的掺杂多晶硅层表面制备氮化硅减反层，并在晶体硅基体的另一面制备氧化铝钝化层，并在氧化铝钝化层表面制备氮化硅减反层；S5.在晶体硅基体正反两面通过丝网印刷的方式制备金属导电电极，从而形成具有钝化接触结构的太阳能电池。其中，步骤S5中，在进行丝网印刷之前，在晶体硅基体的正反两面进行开槽处理以预留出金属导电电极印刷位置。本专利技术还提供了一种具有钝化接触结构的太阳能电池，其上述一种板式设备制备钝化接触结构太阳能电池的方法制备而成。本专利技术还提供了一种钝化接触结构太阳能电池的板式一体式连续镀膜装置，其包括一体式连续真空设置的ALD工艺腔及PECVD工艺腔，晶体硅基体平铺在载板上并依次通过ALD工艺腔及PECVD工艺腔完成镀膜。其中，所述ALD工艺腔的进料端还设置有加热腔，所述加热腔的进料端设置有自动上料机构；所述PECVD工艺腔的出料端设置有冷却腔，所述冷却腔的出料端设置有自动下料机构。其中，所述载板呈平板型，所述载板的表面具有开孔以承载晶体硅基体，其材质为石英或碳化硅。通过上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：1、ALD（原子层沉积）及PECVD（等离子体化学气相沉积）方法工艺温度低，可减少由片子弯曲带来的不良；2、PECVD方法制备的多晶硅具有单面性，无绕镀，减少后期清洗步骤；3、PECVD的方式可实现原位掺杂，可减少后续单独的磷掺杂工序；4、可根据工艺要求调试所需的掺杂配比，获得更好的钝化效果；5、采用平板式传输，可在一套设备中连续制备隧穿氧化层及掺杂的非晶硅说明书薄膜，减少工序。附图说明图1-1为实施例1中N型晶体硅基体示意图；图1-2为实施例1中N型晶体硅基体制绒后示意图；图1-3为实施例1中N型晶体硅基体表面硼扩散后示意图；图1-4为实施例1中N型晶体硅基体表面一体式连续沉积隧穿氧化层及磷掺杂多晶硅层后示意图；图1-5为实施例1中N型晶体硅基体表面沉积氮化硅减反层一后示意图；图1-6为实施例1中N型晶体硅基体表面沉积氧化铝钝化层后示意图；图1-7为实施例1中N型晶体硅基体表面沉积氮化硅减反层二后示意图；图1-8为实施例1中N型钝化接触结构太阳能电池结构示意图；图2-1为实施例2中P型晶体硅基体示意图；图2-2为实施例2中P型晶体硅基体制绒后示意图；图2-3为实施例2中P型晶体硅基体表面磷扩散后示意图；图2-4为实施例2中P型晶体硅基体表面一体式连续沉积隧穿氧化层及磷掺杂多晶硅层后示意图；图2-5为实施例2中P型晶体硅基体表面沉积氧化铝钝化层后后示意图；图2-6为实施例2中P型晶体硅基体双面沉积氮化硅减反层后示意图；图2-7为实施例2中P型晶体硅基体表面激光开槽后示意图；图2-8为实施例2中P型钝化接触结构太阳能电池结构示意图；图3为本专利技术实施例中的载板结构示意图；图4-1为本专利技术实施例中载板的一种开孔结构示意图；图4-2为本专利技术实施例中载板的另一种开孔结构示意图。图中数字表示：10.N型晶体硅基体；11.硼扩散层；12.隧穿氧化层；13.磷掺杂多晶硅层；14.氮化硅减反层一；15.氧化铝钝化层；16.氮化硅减反层二；说明书17.金属导电电极；20.P型晶体硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种板式设备制备钝化接触结构的方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1.选取N型晶体硅基体或P型晶体硅基体；/nS2.将步骤S1的晶体硅基体放入包括ALD工艺腔及PECVD工艺腔的板式一体式连续镀膜设备，晶体硅基体首先进入ALD工艺腔沉积隧穿氧化层，之后进入PECVD工艺腔连续沉积掺杂非晶硅层；/nS3.将步骤S2沉积掺杂非晶硅层的晶体硅基体进行退火，退火后的掺杂非晶硅层晶化形成掺杂多晶硅层。/n

【技术特征摘要】
1.一种板式设备制备钝化接触结构的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.选取N型晶体硅基体或P型晶体硅基体；
S2.将步骤S1的晶体硅基体放入包括ALD工艺腔及PECVD工艺腔的板式一体式连续镀膜设备，晶体硅基体首先进入ALD工艺腔沉积隧穿氧化层，之后进入PECVD工艺腔连续沉积掺杂非晶硅层；
S3.将步骤S2沉积掺杂非晶硅层的晶体硅基体进行退火，退火后的掺杂非晶硅层晶化形成掺杂多晶硅层。


2.根据权利要求1所述的一种板式设备制备钝化接触结构的方法，其特征在于，步骤S1中，对晶体硅基体进行预处理并在表面形成制绒面或抛光面。


3.根据权利要求1所述的一种板式设备制备钝化接触结构的方法，其特征在于，步骤S1中，在晶体硅基体表面进行硼扩散或磷扩散并清洗去除杂质。


4.根据权利要求1所述的一种板式设备制备钝化接触结构的方法，其特征在于，步骤S2中，晶体硅基体在ALD工艺腔中加热到工艺温度，并在ALD工艺腔中通入工艺气体，通过原子层沉积方式生成隧穿氧化层，其厚度为0.5~3nm；工艺气体为水蒸气及臭氧的任一种或两种气体的混合气体。


5.根据权利要求1所述的一种板式设备制备钝化接触结构的方法，其特征在于，步骤S2中，晶体硅基体在PECVD工艺腔中加热到工艺温度，并在PECVD工艺腔中通入至少包含硅烷以及一种掺杂源的混合气体，通过等离子激发在隧穿氧化层表面沉积掺杂非晶硅层。


6.根据权利要求1所述的一种板式设备制备钝化接触结构的方法，其特征在于，步骤S2中，晶体硅基体平铺放置在载板上，通过载板在不同腔体间进行水平传输实现板式连续镀膜。


7.根据权利要求1所述的一种板式设备制备钝化接触结构的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜哲仁，陆俊宇，陈嘉，季根华，
申请(专利权)人：江苏杰太光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32