一种太阳能电池钝化的方法
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能电池钝化方法。在传统等离子增强化学气象沉积(PECVD)的基础上提出了通过氮化硅掩膜，在氮化硅掩膜表面电离氨气的方式对晶体硅材料表面进行钝化，以提升太阳能电池的转化效率。
【专利说明】一种太阳能电池钝化的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池器件制造【技术领域】，特别涉及一种使用等离子增强化学气象沉积(PECVD)方式钝化太阳能电池。
【背景技术】
[0002]目前，晶体硅太阳能电池的发展方向依然是降低成本和提高效率。为了达到这两个目标，研究人员设计了很多种太阳电池结构，如绒面电池，浅结紫电池，背场(BSF)电池，MINP硅电池，激光刻槽埋栅电池，PERL电池等等。虽然这些结构能够有效的提升太阳能电池的效率，但是繁琐的工艺步骤不但增加了制作成本，而且降低了生产产能。与之前这些方法相比，使用等离子增强化学气象沉积(PECVD)生长氮化硅薄膜能够实现对硅片表面的钝化，饱和表面悬挂键，减少表面符合中心，提升太阳能电池的短路电流和开路电压，从而使电池的转化效率增加。目前，这种方法已经广泛的应用于太阳能电池的生产制造中。
【发明内容】
[0003]为了解决当前太阳能电池所面临的核心问题，本发明在传统等离子增强化学气象沉积(PECVD)的基础上提出了通过氮化硅掩膜，在氮化硅掩膜表面电离氨气的方式对晶体硅材料表面进行钝化，以提升太阳能电池的转化效率。
[0004]本发明提出通过等离子增强化学气象沉积(PECVD)的方法对晶体硅材料表面进行钝化包括:对晶体硅衬底材料进行清洗；在晶体硅衬底表面沉积一层氮化硅薄膜；在所述沉积氮化硅薄膜表面电离氨气，对晶体硅材料进行H离子注入，达到钝化效果。
[0005]所述晶体硅衬底材料的清洗是将晶体硅衬底材料浸入到氢酸性混合溶液中，去除所述衬底材料表面的损伤层。
[0006]所述在晶体硅衬底表面沉积一层氮化硅薄膜是将所述清洗后的晶体硅衬底材料置于PECVD之中，沉积一层氮化硅薄膜。
[0007]所述电离氨气，对晶体硅材料进行H注入是将所述沉积有氮化硅薄膜的晶体硅衬底置于PECVD之中，射频电源辉光放电，电离氨气，实现晶体硅材料的H钝化。
[0008]PECVD电离氨气钝化太阳能电池的优越性:
[0009]对于常规方式来说，在PECVD制备氮化硅薄膜的过程中，虽然在电离氨气和硅烷的过程中会产生H离子，实现H离子注入，但是由于辉光放电产生的等离子体轰击晶体硅表面引入缺陷，造成损伤。
[0010]PECVD电离氨气钝化太阳能电池是在沉积氮化硅薄膜之后进行的，氮化硅薄膜对晶体娃材料起到保护作用，防止电离氨气带来的轰击损伤，同时又能进一步实现H离子的注入。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步介绍，但不作为对本发明专利的限定。
[0012]图1是等离子增强化学气象沉积钝化衬底材料的实例流程具体实施方法:
[0013]下面结合附图和实施方式对本发明技术方案做进一步描述。
[0014]如图1，下面以多晶硅材料为例介绍本发明通过等离子增强化学气象沉积(PECVD)的方法对晶体硅材料表面进行钝化的实例流程。
[0015]步骤101，将多晶硅衬底材料置于比例为1: 3: 5的氢氟酸，硝酸和水的混酸溶液中处理200-220秒，反应温度为8°C -10°C，再将使用去离子水清洗之后的衬底材料置于常温的质量分数为10%的氢氧化钠溶液中60秒，最后使用去离子水进行清洗并烘干，以便去除多晶硅材料由于切割过程造成的损伤层。
[0016]步骤102，将清洗过的衬底材料置于石英器件内，在425-500°C高温下，向所述石英器件内通入硅烷和氨气，硅烷的流量为50SCCm，氨气的流量为400SCCm，通过900W射频电源辉光放电，使反应气体电离，在衬底材料表面沉积一层70-80nm，折射率为2.1-2.2的氮化硅薄膜。
[0017]步骤103，将已生长氮化硅的衬底材料置于石英器件内，在425-500°C高温下，向所述石英器件内通入氨气，氨气的流量为SOOsccm，通过900W射频电源辉光放电，使氨气电离，产生H离子，达到H钝化的目的。
[0018]应当注意地，本文所述的具体实施例是对本发明的结构、方法和目的的一个进一步的详细说明。本发明所述的具体实施方法里面涉及到的内容并不用于限制本发明。凡在本发明的实质和基本原理之内的，所做的任何修改、等同替换和改进等，均应在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.如权利要求1所述的将多晶硅衬底材料置于比例为1: 3: 5的氢氟酸、盐酸、DI水混合溶液中。
2.如权利要求2所述的将清洗过的衬底材料置于石英器件内。
3.如权利要求3所述的将所述沉积有氮化硅薄膜的晶体硅衬底置于PECVD之中，射频电源辉光放电，电离氨气，实现晶体硅材料的H钝化。
【文档编号】H01L31/0216GK104300036SQ201310305848
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年7月18日 优先权日:2013年7月18日
【发明者】刘汉清 申请人:北京中科信电子装备有限公司