一种提升PERC太阳电池光电转换率的背钝化工艺制造技术

本发明专利技术提供一种提升PERC电池光电转换效率的背钝化工艺，无需改进现有设备，仅需通过对MAIA背钝化机氧化铝腔体及氮化硅腔体的工艺参数进行调整，来改善Al2O3的背钝化效果、增强SiN

【技术实现步骤摘要】
一种提升PERC太阳电池光电转换率的背钝化工艺


[0001]本专利技术属于硅太阳能电池制造工艺
，具体涉及一种提升PERC电池光电转换效率的背钝化工艺。

技术介绍

[0002]PERC技术（passivated emitter and rear cell），即钝化发射极背面接触，通过在硅太阳能电池背面形成钝化层，采用金属局域接触，可大幅降低背表面电学复合速率，形成良好的内部光学背反射机制，提升电池的开路电压、短路电流，从而提升电池的转换效率。
[0003]PERC太阳能电池最核心的技术为背钝化技术，即在电池背面镀一层氧化铝薄膜（Al2O3）并覆盖一层氮化硅薄膜（SiN
x
）实行钝化技术，增强光线在硅基的内背反射，降低背面复合，从而使PERC电池的效率能够有效提升。电池生产商广泛用于规模化生产的两种氧化铝沉积技术是等离子体增强化学气相沉积（PECVD）和原子层沉积（ALD）。目前PECVD设备主要采用德国MAIA（Multiple Application Inline Apperatus）背钝化机，该设备集成度高，分别在氧化铝仓与氮化硅仓完成Al2O3与SiN
x
薄膜的沉积，但其沉积膜质量要比原子层沉积略差，且TMA耗量高，产能较低。因此，MAIA背钝化机沉积氧化铝、氮化硅膜工艺仍需持续改进，以提高光电转化效率，降低生产成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、容易实现的提高PERC电池光电转换效率的背钝化工艺。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种提升PERC电池光电转换效率的背钝化工艺，采用MAIA背钝化机， MAIA背钝化机包括氧化铝腔体和氮化硅腔体，氧化铝腔体用于对硅片镀氧化铝膜，氮化硅腔体用于对硅片镀氮化硅膜，氮化硅膜覆盖于氧化铝膜表面，包括以下步骤：(a)硅片经过常规制绒、扩散、SE激光、刻蚀和退火工艺后等待进入MAIA 背钝化机；(b)将氧化铝腔体内的工艺带速设为220～250cm/min，腔体温度设为 350～450℃，工艺压强设为0.11～0.15mbar；(c)将氧化铝腔体内第一根气路笑气流量设为300～700sccm，氩气流量设为0sccm，TMA流量设为0mg/min，微波峰值功率设为1500～2500W，占空比设为4/18；将氧化铝腔体内第二根气路笑气流量设为450～850sccm，氩气流量设为600～1000sccm，TMA流量设为200～400mg/min，微波峰值功率设为 1800～3200W，占空比设为4/18；氧化铝腔体内的反应方程式为： 2Al(CH3)3+5Ar+20N2O
→
Al2O3+2CO2+4CO+9H2O+20N2+5Ar；(d)将氮化硅腔体内的工艺带速设为250～290cm/min，腔体温度设为 350～450℃，工艺压强设为0.23～0.27mbar；
(e)将氮化硅腔体内的第一至三根气路氨气流量设为400～600sccm，硅烷流量设为250～350sccm，将氮化硅腔体内第四、五根气路的氨气流量设为 800～1000sccm，硅烷流量设为220～320sccm；将第六根气路左中右三段氨气的流量分别设置为0～250sccm,0～700sccm,0～250sccm；左中右三段硅烷的流量分别设置为0～100sccm，0～250sccm，0～100sccm；氮化硅腔体内的反应方程式为： SiH4+NH3→
Si
x
N
y
H
z
+H2；(f)将氮化硅腔体内六根气路的微波峰值功率设为3800W，占空比设为 8/8；(g)硅片随镀膜的长方形石墨载板先进入氧化铝腔体镀氧化铝膜，然后进入氮化硅腔体镀氮化硅膜，完成硅片的背钝化工艺。
[0006]所述的硅片为N型单晶硅片或P型单晶硅片，优先采用P型单晶硅片。
[0007]采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：（1）无需新的设备投入，在原有MAIA背钝化机台上，通过调整氧化铝腔体、氮化硅腔体的工艺参数，综合改善氧化铝膜及氮化硅膜的致密性，增加对硅片的钝化及内背表面反射效果，即可实现背钝化机台生产电池片光电转换效率提升的目的；（2）该方案同时降低了TMA的使用量，增加了机台产能，且工艺简单，容易实现；（3）与现有工艺相比，本专利技术的电池转换效率较原工艺有0.06%以上的提升，可积极推动PERC太阳能电池的技术创新和规模化生产，极大的提高了PERC太阳能电池的经济效益；综上所述，本专利技术提供的一种提升PERC太阳电池光电转换率的背钝化工艺，无需改进现有设备，仅需通过对MAIA背钝化机氧化铝腔体及氮化硅腔体的工艺参数进行调整，来改善Al2O3的背钝化效果、增强SiN
x
的内背反射功能，从而提升电池片光电转换效率，同时降低TMA耗量，增加机台产能，降低生产成本。
附图说明
[0008]图1为本专利技术中背钝化膜层的结构示意图。
具体实施方式
[0009]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0010]MAIA背钝化机台可以单独镀氧化铝膜，可以单独镀氮化硅膜，也可以同时先镀氧化铝膜后镀氮化硅膜。
[0011]现有工艺条件下，PERC太阳能电池背面氧化铝膜厚度一般为10~20nm，氮化硅膜厚度一般为60～110nm，本专利技术工艺是在保证不改变氧化铝及氮化硅膜厚度的前提下，通过改变工艺参数，实现MAIA背钝化机台光电转换效率的提升。
[0012]下面将结合专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
[0013]实施例：采用本专利技术提供的新工艺：使用电阻率为0.4～1.1Ω
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cm的166mm
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166mm规格的P型单晶硅片，通过常规制绒、扩散、SE激光、刻蚀、退火后，采用MAIA背钝化机台依次镀氧化铝膜和氮化硅膜。
[0014]氧化铝腔体内的工艺带速设为220～250cm/min，腔体温度设为350～450℃，工艺压强设为0.11～0.15mbar；氧化铝腔体内第一根气路笑气流量设为300～700sccm，氩气流量设为0 sccm，TMA流量设为0 mg/min，微波峰值功率设为1500～2500W，占空比设为4/18；氧化铝腔体内第二根气路笑气流量设为450～850sccm，氩气流量设为600～1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升PERC电池光电转换效率的背钝化工艺，采用MAIA背钝化机，MAIA背钝化机包括氧化铝腔体和氮化硅腔体，氧化铝腔体用于对硅片镀氧化铝膜，氮化硅腔体用于对硅片镀氮化硅膜，氮化硅膜覆盖于氧化铝膜表面，其特征在于：包括以下步骤：(a)硅片经过常规制绒、扩散、SE激光、刻蚀和退火工艺后等待进入MAIA背钝化机；(b)将氧化铝腔体内的工艺带速设为220～250cm/min，腔体温度设为350～450℃，工艺压强设为0.11～0.15mbar；(c)将氧化铝腔体内第一根气路笑气流量设为300～700sccm，氩气流量设为0sccm，TMA流量设为0mg/min，微波峰值功率设为1500～2500W，占空比设为4/18；将氧化铝腔体内第二根气路笑气流量设为450～850sccm，氩气流量设为600～1000sccm，TMA流量设为200～400mg/min，微波峰值功率设为1800～3200W，占空比设为4/18；氧化铝腔体内的反应方程式为：2Al(CH3)3+5Ar+20N2O
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Al2O3+2CO2+4CO+9H2O+20N2+5Ar；(d)将氮化硅腔体内的工艺带速设为...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱海荣，彭平，夏中高，李旭杰，黄志明，景彦姣，
申请(专利权)人：平煤隆基新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：