用于给太阳能电池层充电的系统和方法技术方案

本发明专利技术的系统和方法根据需要可用于给太阳能电池的电荷保持层（诸如钝化层和/或抗反射层）充以正电荷或负电荷。这种电池的电荷保持层可包括能够保持负电荷或正电荷的任何合适的介电材料，并且可在电池的制造过程中（包括钝化层沉积的过程中或之后）的任何合适点充电。根据本发明专利技术一方面的方法包括将太阳能电池设置成在腔室内部与电极处于电连通。太阳能电池包括发射极、基极、与发射极相邻的第一钝化层、以及与基极相邻的第二钝化层。气体被注入到腔室内且利用该气体来产生等离子体（其具有带有至少约3.1电子伏特的能量水平的光子）。第一钝化层和第二钝化层中的一个或多个被充电到预定极性，其中所述充电包括以预定的时间段将直流电压脉冲施加到电极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的系统和方法根据需要可用于给太阳能电池的电荷保持层（诸如钝化层和/或抗反射层）充以正电荷或负电荷。这种电池的电荷保持层可包括能够保持负电荷或正电荷的任何合适的介电材料，并且可在电池的制造过程中（包括钝化层沉积的过程中或之后）的任何合适点充电。根据本专利技术一方面的方法包括将太阳能电池设置成在腔室内部与电极处于电连通。太阳能电池包括发射极、基极、与发射极相邻的第一钝化层、以及与基极相邻的第二钝化层。气体被注入到腔室内且利用该气体来产生等离子体（其具有带有至少约3.1电子伏特的能量水平的光子）。第一钝化层和第二钝化层中的一个或多个被充电到预定极性，其中所述充电包括以预定的时间段将直流电压脉冲施加到电极。【专利说明】相关申请的交叉引用本申请是由Jeong-Mo Hwang于2010年7月27日提交的序号为12/844，746的美国专利申请的部分继续申请，且根据35U.S.C.§119和§120要求该美国专利申请的优先权，其标题为 “Charge Control of Solar Cell Passivation Layers (太阳能电池纯化层的充电控制)”，该美国专利申请的公开内容通过引入并入本文。专利技术的描述
本专利技术涉及用于给半导体层充电的系统和方法，特别是用于给太阳能电池应用中的半导体层充电的系统和方法。
技术介绍
太阳能电池(又称为光电池)将光能转换成电能。图1示出了普通的太阳能电池100，其包括与厚的P-型半导体层(基板)120相接触的n-型半导体层110。这些层的界面被称为“p-n接面“。这种类型的P-型基板的太阳能电池被称为P-型电池。在P-型半导体中，空穴(缺乏价电子)是多数载流子，而自由电子是少数载流子。与此相反，在n-型半导体中，电子是多数载流子，而空穴是少数载流子。随着具有高于半导体带隙的能量的光子(例如，来自阳光)进入电池100，通过在电池100中生成自由电子130和空穴140对来吸收上述光子。阳光包含具有从红外线到紫外线的宽泛范围能量的光子。更高能量的光子(或较短波长的光)在半导体表面附近被吸收，而较低能量的光子(或较长波长的光)穿透到基板的更深区域内。在P-型半导体层120中的光生少数载流子电子130通过扩散朝向p-n接面移动并收集到n-型层，上述会导致形成电流。电池中的电子130和空穴140特别是在缺位处趋于与彼此“复 合(recombine)”(150)。然而随着电子和空穴复合，它们停止导致电流生成，由此降低太阳能电池的效率。光生的少数载流子(即，n-型半导体中的空穴或p-型半导体中的电子)通过由半导体材料在半导体正面和背面处的突然终止而形成的表面缺陷趋于更迅速地复合。这种现象通常被称为“表面复合”且以表面复合速度来测量。在许多制造商设法生产它以便降低太阳能电池制造成本的较薄半导体晶片中，表面复合(特别是在背面处)更加重要，而体复合(bulk recombination)就变得不那么重要了。半导体越薄，在背面处的光生载流子数量越多，而由于因为半导体厚度变得与少数载流子扩散长度相当或更小使得体复合减小，导致损失光生的少数载流子。因此，在薄的半导体中，由于背面复合的效率损失对太阳能电池的总效率具有较大的影响。再参照图1，已知将涂层160施加到太阳能电池的正面上以便同时用作抗反射涂层和钝化层，以有助于防止电子/空穴在表面上的复合。在太阳能电池的顶表面包括n-型半导体的情况下，涂层160通常包括氮化硅(Si3N4),其通常利用被称为等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)的工艺来施加。PECVD氮化硅通常包括较高密度的正电荷，同时它又是适于太阳能电池n-型部分(诸如图1中的N+发射极110 )的合适涂层，由于PECVD氮化硅的正电荷密度趋于与P-型材料相互作用而会造成被称为“寄生分流”的不利影响，因此氮化硅对于涂覆太阳能电池的P-型部分(诸如图1中的P-型基极120)而言不是一项良好的选择。参见由 J.Schmidt 等人编写的 “Surface Passivation of High-eff iciency SiliconSolar Cells by Atomic-layer-deposited (通过原子层沉积Al2O3的高效率娃太阳倉泛电池的表面钝化)”，Prog.Photovolt:Res.Appl.2008 ； 16:461-466 的 462。相反，已知将三氧化二铝(Al2O3)用作适于P-型基极120的钝化层170，三氧化二铝(Al2O3)已知通常具有较高密度的负电荷。因此，对于P-型基极120而言使用氮化硅之外的不同钝化层。然而，为了给太阳能电池的正面和背面施加两种不同的钝化材料而维护两种不同配置的沉积设备会是更昂贵的。本专利技术致力于解决这些问题和其它问题。
技术实现思路
根据需要可使用本专利技术的系统和方法给太阳能电池的电荷保持层(诸如钝化层和/或抗反射层)充电以便充以正或负电荷。这种电池的一个或多个电荷保持层可包括能够保持负电荷或正电荷的任何合适的介电材料，并且可在电池制造过程中的任何合适点充电，包括在电荷保持层沉积的过程中或之后。根据本专利技术一方面的方法包括将太阳能电池设置成在腔室内部与电极处于电连通。太阳能电池包括发射极、基极、与发射极相邻的第一钝化层、以及与基极相邻的第二钝化层。气体被注入到腔室内且使用该气体来产生等离子体(发射具有至少为约3.1电子伏特能量水平的光子)。第一钝化层和第二钝化层中的一个或多个被充电到预定极性，其中所述充电包括以预定的时间段将直流电压脉冲施加到电极。根据本专利技术另一方面的系统包括腔室，所述腔室包括配置成将气体注入到腔室内的气体入口。该系统进一步包括等离子产生电极以及电耦联到等离子体产生电极的射频(RF)电源，射频电源配置成将交流电流施加到等离子体产生电极以便通过将气体电离来产生等离子体，来自等离子体的光子具有至少为约3.1电子伏特的能量水平。该系统还包括充电电极，其配置成接纳所提供的太阳能电池，使得太阳能电池和充电电极处于电连通。太阳能电池包括发射极、基极、与发射极相邻的第一钝化层、以及与基极相邻的第二钝化层。该系统还包括电耦联到充电电极的直流电源，由此当直流电源以预定的时间段将直流脉冲施加到充电电极时，第一钝化层和第二钝化层中的一个或多个被充电到预定极性。根据本专利技术又一方面的方法包括将太阳能电池设置成在腔室内部与电极处于电连通，其中所述太阳能电池包括发射极、基极、与发射极相邻的第一钝化层、与第一钝化层相邻的第一抗反射涂层、与基极相邻的背面场(BSF)、以及与BSF相邻的第二钝化层。所述方法还包括将气体注入到腔室内且使用气体来产生等离子体，其中来自等离子体的光子具有至少为约3.1电子伏特的能量水平。第一抗反射涂层和第二抗反射涂层中的一个或多个被充电到预定极性，其中所述充电包括以预定的时间段将直流电压脉冲施加到电极。根据本专利技术又一方面的系统包括腔室和射频(RF)电源，所述腔室包括配置成将气体注入到腔室内的气体入口，所述射频电源电耦联到等离子体产生电极。射频电源配置成将交流电流施加到等离子体产生电极以便通过将气体电离来产生等离子体，来自等离子体的光子具有至少为约3.1电子伏特的能量水平。该系统还包括充电电极，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM·黄，
申请(专利权)人：安泰系统有限公司，
类型：
国别省市：