一种采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法技术

本发明专利技术涉及一种采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法，在形成本征非晶硅层后，对本征非晶硅层进行一次以上的氢等离子体处理。本发明专利技术的目的在于提供一种采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法，通过控制本征非晶钝化层的成膜条件，使得电池具有更高效的表面钝化效果以及导电能力，可以提升电池的开路电压和填充因子，使得电池转换效率得以大幅提升。大幅提升。大幅提升。

【技术实现步骤摘要】
一种采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法


[0001]本专利技术涉及一种采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法。

技术介绍

[0002]异质结太阳能电池，其制备工艺步骤简单，工艺温度低，且产品具有发电量高、稳定性高、衰减低等优势，有可能成为下一代主流光伏电池之一。利用非晶硅钝化技术使得异质结太阳能电池具有很高的开路电压，是异质结电池的转换效率提升的关键技术之一。为了提高非晶硅的钝化能力，当前技术一般采用在晶体硅界面处形成高无序度的非晶硅层以抑制外延硅的生长，但因其导电性较差，不利于载流子的输运，会对电池转换效率产生影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法，通过控制本征非晶钝化层的成膜条件，使得电池具有更高效的表面钝化效果以及导电能力，可以提升电池的开路电压和填充因子，使得电池转换效率得以大幅提升。
[0004]本专利技术的目的通过如下技术方案实现：
[0005]一种采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法，在形成本征非晶硅层后，对本征非晶硅层进行一次以上的氢等离子体处理。
[0006]较之现有技术而言，本专利技术的优点在于：
[0007](1)利用氢等离子体处理本征非晶硅层，钝化非晶硅中的悬挂键并且提高膜层的致密性和均匀性，减少膜层缺陷，提高膜层的导电能力。
[0008](2)通过分步沉积形成本征非晶硅叠层，与半导体基板表面直接接触的第1层本征非晶硅层是在高速沉积条件下形成的，其能抑制外延硅的生长，从而达到良好的表面钝化作用；随后第2
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n层本征非晶硅层的沉积速率逐层减低，能减少孔洞的产生，提高膜层的致密性。
附图说明
[0009]图1是本专利技术一种采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法的实施例的流程简图。
具体实施方式
[0010]一种采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法，在形成本征非晶硅层后，对本征非晶硅层进行一次以上的氢等离子体处理。
[0011]所述氢等离子体处理的具体方法为，向等离子体增强化学气相沉积设备中通入氢气对本征非晶硅层进行氢等离子体处理。
[0012]所述氢等离子体处理，氢气流量为2000
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10000sccm，处理时间为20
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60s。
[0013]所述氢等离子体处理，处理气压为50
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150pa，处理温度为150
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250℃。
[0014]在半导体基板上进行分步沉积以形成本征非晶硅叠层，并在分步沉积过程中至少进行一次氢等离子体处理；所述本征非晶硅叠层包括以半导体基板为基底由底到面依次形成的第1层至第n层本征非晶硅层，所述n为不小于2的整数；所述第1层至第n层本征非晶硅层的沉积速率逐层降低。
[0015]所述第1层本征非晶硅层的沉积速率大于
[0016]一种采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法，它包括如下步骤，
[0017]A.在半导体基板第一主面上分步沉积本征非晶硅叠层α；B.在半导体基板第二主面上分步沉积本征非晶硅叠层β；C.在本征非晶硅叠层β上形成N型非晶硅膜层或N型微晶硅膜层；D.在本征非晶硅叠层α上形成P型非晶硅膜层或P型微晶硅膜层。
[0018]所述步骤A的具体方法为，采用等离子体增强化学气相沉积法在半导体基板第一主面上分步沉积本征非晶硅叠层α；a1，在半导体基板第一主面上使用硅烷气体分步沉积第1层至第i层本征非晶硅层α，并在形成第1层本征非晶硅层α或第2层本征非晶硅层α后进行氢等离子体处理；a2，在第i层本征非晶硅层α上使用硅烷和氢气的混合气体沉积第(i+1)层至第n层本征非晶硅层α，或者，在第i层本征非晶硅层α上使用硅烷和氢气的混合气体沉积第(i+1)层至第n层本征非晶硅层α，最后进行氢等离子体处理。
[0019]所述第1层至第i层本征非晶硅层α的总膜厚为2
‑
5nm，其中第1层本征非晶硅层α的膜厚控制在1
‑
2nm；所述第(i+1)层至第n层本征非晶硅层α的总膜厚为3
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8nm。
[0020]所述步骤B的具体方法为，采用等离子体增强化学气相沉积法在半导体基板第一主面上分步沉积本征非晶硅叠层β；b1，在半导体基板第一主面上使用硅烷气体分步沉积第1层至第i层本征非晶硅层β，并在形成第1层本征非晶硅层β或第2层本征非晶硅层β后进行氢等离子体处理；a2，在第i层本征非晶硅层β上使用硅烷和氢气的混合气体沉积第(i+1)层至第n层本征非晶硅层β，或者，在第i层本征非晶硅层β上使用硅烷和氢气的混合气体沉积第(i+1)层至第n层本征非晶硅层β，最后进行氢等离子体处理。
[0021]所述第1层至第i层本征非晶硅层β的总膜厚为2
‑
5nm，其中第1层本征非晶硅层β的膜厚控制在1
‑
2nm；第(i+1)层至第n层本征非晶硅层β的总膜厚为2
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6nm。
[0022]所述N型微晶硅膜层包括种子层n和N型微晶硅氧层；或者，所述N型微晶硅膜层包括种子层n和N型微晶硅层；或者，所述N型微晶硅膜层包括种子层n、N型微晶硅氧层和N型微晶硅层。
[0023]所述P型微晶硅膜层包括种子层p和P型微晶硅氧层；或者，所述P型微晶硅膜层包括种子层p和型微晶硅层；或者，所述P型微晶硅膜层包括种子层p、P型微晶硅氧层和P型微晶硅层。
[0024]下面结合说明书附图和实施例对本
技术实现思路
进行详细说明：
[0025]实施例一
[0026]一种采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法，如图1所示，具体的工艺如下：
[0027]S01，提供制绒清洗后的N型硅片。具体过程为，将N型硅片先经过SC1溶液清洗后再在制绒溶液中制绒形成金字塔绒面，再经过SC1、SC2和HF等溶液进行清洗，形成清洁的硅片表面。
[0028]S02，经S01的硅片背面通过PECVD分步沉积第1层至第4层本征非晶硅层α。具体过程为，首先在反应腔中通入硅烷气体沉积第1层本征非晶硅层α，沉积速率沉积厚度为1
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2nm；然后通入氢气气体，对沉积的第1层本征非晶硅层α进行氢等离子体处理，氢气流量为2000
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10000sccm，处理时间为20
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60s，处理气压为50
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150pa，处理温度为150
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250℃；再通入硅烷气体沉积第2层本征非晶硅层α和第3层本征非晶硅层α，沉积速率分别约为和沉积厚度分别为1
‑
2nm；再通入硅烷和氢气的混合气体沉积第4层本征非晶硅层α，沉积速率约为沉积厚度为3
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8nm；最后通入氢气气体对本征非晶硅叠层α进行氢等离子体处理，氢气流量为2000
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10000sccm，处理时间为20
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60s，处理气压为5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法，其特征在于：在形成本征非晶硅层后，对本征非晶硅层进行一次以上的氢等离子体处理。2.根据权利要求1所述的采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法，其特征在于：所述氢等离子体处理的具体方法为，向等离子体增强化学气相沉积设备中通入氢气对本征非晶硅层进行氢等离子体处理。3.根据权利要求2所述的采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法，其特征在于：所述氢等离子体处理，氢气流量为2000
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10000sccm，处理时间为20
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60s。4.根据权利要求2所述的采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法，其特征在于：所述氢等离子体处理，处理气压为50
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150pa，处理温度为150
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250℃。5.根据权利要求1所述的采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法，其特征在于：在半导体基板上进行分步沉积以形成本征非晶硅叠层，并在分步沉积过程中至少进行一次氢等离子体处理；所述本征非晶硅叠层包括以半导体基板为基底由底到面依次形成的第1层至第n层本征非晶硅层，所述n为不小于2的整数；所述第1层至第n层本征非晶硅层的沉积速率逐层降低。6.根据权利要求5所述的采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法，其特征在于：所述第1层本征非晶硅层的沉积速率大于7.根据权利要求1
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6任意一项所述的采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法，其特征在于：它包括如下步骤，A.在半导体基板第一主面上分步沉积本征非晶硅叠层α；B.在半导体基板第二主面上分步沉积本征非晶硅叠层β；C.在本征非晶硅叠层β上形成N型非晶硅膜层或N型微晶硅膜层；D.在本征非晶硅叠层α上形成P型非晶硅膜层或P型微晶硅膜层。8.根据权利要求7所述的采用氢等离子体处理的异质结太阳能电池制作方法，其特征在于：所述步骤A的具体方法为，采...

【专利技术属性】
技术研发人员：张津燕，曾清华，张宏，王玉华，
申请(专利权)人：福建金石能源有限公司，
类型：发明
国别省市：