一种非晶硅薄膜太阳能电池缓冲层的制备方法技术

一种非晶硅薄膜太阳能电池缓冲层的制备方法涉及半导体技术领域。该方法在TCO玻璃（即透明导电氧化物镀膜玻璃）上沉积p-i-n层的过程中，通过改变沉积气体的流量比，在p层和i层之间形成一层方波状的缓冲层，在提高开路电压的同时，实现了p层和i层之间更好的过渡，防止了p层中的硼原子向i层中扩散而导致电池效率下降。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，具体涉及。
技术介绍
单腔室PECVD (等离子增强化学气相沉积法)沉积技术与多腔室PECVD沉积技术相比，设备成本可以大幅度降低，但是单腔室沉积技术也存在一个缺陷，就是各个膜层之间的过渡问题，比较容易存在交叉污染。在沉积非晶硅薄膜太阳能电池p-i-n层的时候，在ρ层与i层之间加入一层含碳的缓冲层以实现两层薄膜之间的过渡是非晶硅薄膜电池工艺中比较流行的做法。但是以往的缓冲层虽然可以提高窗口的能带隙，增加电池的开路电压和填充因子，却不能完全阻止P 层中的硼原子向i层中扩散，从而导致电池的转换效率降低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可以防止由于ρ层中的硼原子向i层中扩散而导致电池效率下降的非晶硅薄膜太阳能电池缓冲层的制备方法。本专利技术的技术解决方案是它是在TCO玻璃上沉积p-i-n层的过程中，通过改变沉积气体的流量比，在P层和i层之间形成一层方波状的缓冲层，包括以下步骤a、沉积ρ层，在压强10 50Pa，温度20(T220°C的真空腔室内，射频发生器频率 13. 56 40. 68MHz，功率 250 300W，按流量比 2:5:4:4 6 通入 SiH4、H2, CH4, TMB 气体，流速 25 34升/分钟，通入时间50 70秒；b、形成方波状缓冲层，按周期交替通入流量比为4:40:广3和4:40:V772的SiH4、H2, CH4气体，流速3(Γ45升/分钟，至缓冲层厚度为4 6nm ；c、沉积i层禾口η层。本专利技术的技术效果是该方法在TCO玻璃(即透明导电氧化物镀膜玻璃)上沉积 P-i-n层的过程中，通过改变沉积气体的流量比，在ρ层和i层之间形成一层方波状的缓冲层，在提高开路电压的同时，实现了 P层和i层之间更好的过渡，防止了 P层中的硼原子向 i层中扩散而导致电池效率下降。具体实施例方式该方法是在TCO玻璃上沉积p-i-n层的过程中，通过改变沉积气体的流量比，在P 层和i层之间形成一层方波状的缓冲层，在提高开路电压的同时，实现了 P层和i层之间更好的过渡，防止了 P层中的硼原子向i层中扩散。包括以下步骤a、沉积ρ层，在压强10 50 Pa，温度20(T220°C的真空腔室内，射频发生器频率 13. 56 40. 68MHz，功率 250 300W，按流量比 2:5:4:4 6 通入 SiH4、H2, CH4, TMB (三甲基硼) 气体，流速25 34升/分钟，通入时间50 70秒；b、形成方波状缓冲层，P层沉积完以后，关闭TMB气体进气阀，按周期交替通入流量比为4:40:广3和4:40:1/^%的SiH4、H2, CH4气体，流速30 45升/分钟，至缓冲层厚度为 4^6nm,时间约60秒，最后在ρ层和i层之间形成一层方波状的缓冲层，在提高开路电压的同时，实现了 P层和i层之间更好的过渡，防止了 P层中的硼原子向i层中扩散；c、关闭CH4气体阀，继续沉积i层和η层。所述步骤b的通入周期10秒。所述步骤b沉积的缓冲层厚度为4nm。在ρ层和i层之间形成一层方波状的缓冲层，与以往的缓冲层相比，ρ层向i层过渡效果更好，更加有效的避免了由于P层中的硼原子向i层中扩散而导致的电池效率的下降。沉积的缓冲层厚度为Γ6ηπι，在这个厚度内，电池的开路电压和填充因子随着缓冲层的加入而上升，但是当厚度超过一定界限的时候，开路电压和填充因子会成下降趋势， 4nm的厚度比较适宜。实施例1 真空密闭腔室内，将腔室压强控制在30 Pa,反应温度加热到220°C，射频发生器的频率为40. 68MHz，功率为250W。通入SiH4、H2, CH4, TMB气体，流速为34升/分钟，四种气体的比例依次为2:5:4 6，气体通入时间为70秒，在TCO玻璃表面沉积ρ层。P层沉积完以后，关闭TMB气体进气阀，继续通入SiH4、H2, CH4气体，流速为45升 /分钟，其中SiH4, H2, CH4的比例为4:40:1,10秒后调整流量比为4:40:73，再过10秒钟再次将比例调整回4:40:1，以此类推，交替改变SiH4和CH4的流量比，通入气体时间为60秒， 最后在P层和i层之间形成一层方波状的缓冲层，在提高开路电压的同时，实现了 P层和i 层之间更好的过渡，防止了 P层中的硼原子向i层中扩散。当缓冲层沉积到一定厚度时，关闭CH4气体阀，沉积i层和η层。实施例2PECVD反应腔室内，真空密闭腔室内，将腔室压强控制在20 Pa，反应温度加热到 220°C，射频发生器的频率为40. 68MHz，功率为300W。通入SiH4、H2, CH4, TMB气体，流速为 30升/分钟，四种气体的比例依次为2:5:4 6，气体通入时间为70秒，在TCO玻璃表面沉积P层。P层沉积完以后，关闭TMB气体进气阀，继续通入SiH4、H2, CH4气体，流速为50升 /分钟，其中SiH4、H2、CH4的比例为4:40:3，10秒后调整流量比为4:40:72，再过10秒钟再次将比例调整回4:40:3，以此类推，交替改变SiH4和CH4的流量比，通入气体时间为60秒， 最后在P层和i层之间形成一层方波状的缓冲层，在提高开路电压的同时，实现了 P层和i 层之间更好的过渡，防止了 P层中的硼原子向i层中扩散。当缓冲层沉积到一定厚度时，关闭CH4气体阀，沉积i层和η层。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种非晶硅薄膜太阳能电池缓冲层的制备方法，其特征在于，在ＴＣＯ玻璃上沉积ｐ－ｉ－ｎ层的过程中，通过改变沉积气体的流量比，在ｐ层和ｉ层之间形成一层方波状的缓冲层，包括以下步骤：ａ、沉积ｐ层，在压强１０　～５０　Ｐａ，温度２００～２２０℃的真空腔室内，射频发生器频率１３．５６～４０．６８ＭＨｚ，功率２５０～３００Ｗ，按流量比２：５：４：４～６通入ＳｉＨ４、Ｈ２、ＣＨ４、ＴＭＢ气体，流速２５～３４升／分钟，通入时间５０～７０秒；ｂ、形成方波状缓冲层，按周期交替通入流量比为４：４０：１～３和４：４０：１／３～１／２的ＳｉＨ４、Ｈ２、ＣＨ４气体，流速３０～４５升／分钟，至缓冲层厚度为４～６ｎｍ；ｃ、沉积ｉ层和ｎ层。

【技术特征摘要】
1.一种非晶硅薄膜太阳能电池缓冲层的制备方法，其特征在于，在TCO玻璃上沉积 p-i-n层的过程中，通过改变沉积气体的流量比，在ρ层和i层之间形成一层方波状的缓冲层，包括以下步骤a、沉积ρ层，在压强10 50Pa，温度20(T220°C的真空腔室内，射频发生器频率 13. 56 40. 68MHz,功率 250 300W，按流量比 2:5:4:4 6 通入 SiH4、H2, CH4, TMB 气体，流速 25 34升...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兆庭，李鹏，林宏达，王恩忠，薛泳波，
申请(专利权)人：牡丹江旭阳太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：23