一种突变结晶硅太阳电池的制备方法，采用CVD的方法在晶体硅片上低温外延制备晶硅薄膜，并采用快速热退火的工艺激活掺杂元素；采用热丝CVD或等离子辅助CVD可实现大面积均匀沉积薄膜，保证体硅太阳电池的均匀性；采用快速热退火处理，可在保证突变结结构不发生明显扩散的前提下，消除低温外延过程中薄膜中的缺陷，激活掺杂元素，得到性能优良突变结结构的晶硅太阳电池。本发明专利技术具有优化了制备器件的性能，提高了太阳电池的转换效率，工艺简单，有利于实现大规模生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池器件制备
，尤其涉及。
技术介绍
在化石能源等不 可再生能源日益枯竭的今天，能源危机日益逼近，新的能源以及可再生能源技术亟待开发应用，太阳能是人类可利用的最重要的再生清洁能源之一。在太阳能的使用中太阳能发电又是ー种很重要的应用方式。目前晶硅太阳电池是太阳能发电的主流产品，并且在以后很长一段时间内仍会占据市场主要地位。发展晶硅太阳电池技术，对降低太阳发电成本，扩大太阳能的应用范围具有非常重要的意义。现有技术中发射极掺杂元素不同分布情况下对应的太阳电池的性能的理论分析结果，可见突变结技术有利于太阳电池性能的提高。对于晶硅太阳电池技术的改迸，目前发展浅结高掺的突变结技术是目前行业内公认的ー个重要发展方向。在现今晶硅太阳电池生产中，核心エ艺PN结的制备均采用三氯氧磷扩散的方法，该方法是ー个高温过程(>800°C)，在目前设备结构和エ艺条件下，如果再进一步进行浅结高掺エ艺的改进，则所生产的电池片的均匀性难以保证，不利于产业化的进行。所以三氯氧磷扩散的方法已很难再在浅结高掺技术方面进行改迸。欲进ー步提高体硅电池PN结的性能，必须开发新エ艺。外延法是制备PN结的ー种优异的方法。但常规外延法需要温度高(一般>600°C )，在高温下会造成界面互扩散，很难保证突变结的结构，且成本相对于现行三氯氧磷扩散エ艺高，不利于大批量的生产。如果温度过低则难以保证外延膜的质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种突变结晶硅太阳电池的制备方法，它具有提高晶硅电池PN结的性能和电池的转换效率的优点。本专利技术是这样来实现的，ー种突变结晶硅太阳电池的制备方法，其特征在干，所述制备方法包括 I)突变结外延层的制备晶硅电池有P-型片和N-型片两种。对于P-型硅片，需外延沉积N-型晶硅薄膜；对N-型片，需外延沉积P-型晶硅薄膜，以形成合适的PN结结构； 其中，在P-型硅衬底上低温外延N-型晶硅薄膜，采用如下エ艺实现 采用热丝CVD的方法，源气体流量比SiH4:PH3 = 1:0. 001 1:0. 10，稀释比控制在90% 98%，气压控制在IPa 5Pa，衬底温度为150°C 300°C，热丝温度控制在1600°C 2000°C，衬底与热丝的距离控制为3 8cm，膜厚控制在10 300nm ;或者采用等离子辅助CVD的方法，源气体流量比SiH4:PH3 = 1:0. 001 1:0. 10，稀释比控制在90% 98%，气压控制在IPa 20Pa，衬底温度为150°C 300°C，射频源功率密度控制在O. I 2. Off/cm2,基板间距离控制在2 4cm,膜厚控制在10 300nm ； 其中，在N-型硅衬底上低温外延P-型晶硅薄膜，采用如下エ艺实现采用热丝CVD的方法，源气体流量比=SiH4 = B2H6 = 1:0.001 1:0. 10，稀释比控制在90 % 98 %，气压控制在IPa 5Pa，衬底温度为150°C 300 V，热丝温度控制在1600 V 2000°C，衬底与热丝的距离控制在3 8cm，膜厚控制在10 300nm ;或者采用等离子辅助CVD的方法，源气体流量比SiH4:B2H6 = 1:0. 001 1:0. 10，稀释比控制在90% 98%，气压控制在IPa 20Pa， 衬底温度为150°C 300°C，射频源功率密度控制在O. I 2. Off/cm2,基板间距离控制在2 4cm,膜厚控制在10 300nm ； 2)对低温外延制备的突变结结构快速热退火改性的エ艺如下 采用N2或者Ar气进行保护进行退火，或者采用真空退火的方式，升温速率大于20°C /分钟，在800°C 1200°C保温10秒 200秒，随后快速降温，从而制得性能优良的突变结结构晶硅太阳电池； 所述稀释比的定义为=H2流量/ (SiH4流量十H2流量十掺杂气体流量)。本专利技术的技术效果是本专利技术采用热丝CVD或等离子辅助CVD可实现大面积均匀沉积薄膜，保证体硅太阳电池的均匀性。采用快速热退火处理，可在保证突变结结构不发生明显扩散的前提下，消除低温外延过程中薄膜中的缺陷，激活掺杂元素，得到性能优良突变结结构的晶硅太阳电池。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进ー步阐述， 对于米用P-型娃片的晶娃电池，制备N-型层形成PN结； 实施例一 I.将前期处理好的硅片放入沉积薄膜的腔室，衬底加热到250°C，抽本底真空致2X10 —4Pal当衬底温度和真空度达到要求后，采用热丝CVD方法外延沉积N-层，具体參数如下源气体流量比SiH4:PH3= 1:0. 01，稀释比控制在95%，气压控制在IPa，衬底温度为250°C，热丝温度控制在 1850°C，热丝到衬底距离为5. Ocm，膜厚控制在200nm，所述稀释比的定义为=H2流量/ (SiH4流量+ H2流量+掺杂气体流量)。3.将沉积结束后的片子放入快速热处理炉中，通Ar气保护，进行快速热退火处理。具体參数如下升温速率100°C /分钟，1000°C保温20秒，然后随炉冷却。实施例ニ I、将前期处理好的硅片放入沉积薄膜的腔室，衬底加热到250°C，抽本底真空致2X IO-4Pa0 2、当衬底温度和真空度达到要求后，采用等离子辅助CVD方法外延沉积N-层，具体參数如下源气体流量比SiH4:PH3= 1:0. 01，稀释比控制在95%，气压控制在5Pa，衬底温度为250°C，射频基板功率密度控制在O. 2W/cm2，两基板间距离控制为2. Ocm，膜厚控制在150nm ;所述稀释比的定义为=H2流量/ (SiH4流量+ H2流量+掺杂气体流量)。3.将沉积结束后的片子放入快速热处理炉中，通Ar气保护，进行快速热处理。具体參数如下升温速率100°C /分钟，1050°C保温10秒，然后随炉冷却。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种突变结晶硅太阳电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括1)突变结外延层的制备晶娃电池有P-型片和N-型片两种，对于P-型娃片，需外延沉积N-型晶娃薄膜；对N-型片，需外延沉积P-型晶硅薄膜，以形成合适的PN结结构； 其中，在P-型硅衬底上低温外延N-型晶硅薄膜，采用如下エ艺实现 采用热丝CVD的方法，源气体流量比SiH4:PH3 = 1:0. 001 1:0. 10，稀释比控制在90% 98%，气压控制在IPa 5Pa，衬底温度为150°C 300°C，热丝温度控制在1600°C 2000°C，衬底与热丝的距离控制为3 8cm，膜厚控制在10 300nm ;或者采用等离子辅助CVD的方法，源气体流量比SiH4:PH3 = 1:0. 001 1:0. 10，稀释比控制在90% 98%，气压控制在IPa 20Pa，衬底温度为150°C 300°C，射频源功率密度控制在O. I 2. Off/cm2,基板间距离控制在2 4cm,膜厚控制在10 300nm ； 其中，在N-型硅衬底上低温外延P-型晶硅薄膜，采用如下エ艺实现 采用热丝CVD的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄海宾，周浪，龚洪勇，张东华，汪已琳，高江，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：
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