太阳能电池钝化膜的制作方法及太阳能电池的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种太阳能电池钝化膜的制作方法，其针对氮化硅钝化膜的钝化特性，在全氮的气氛中对氮化硅钝化膜进行热处理，增加氢原子与硅基材表面的悬挂键的饱和程度，可以大大增加氮化硅钝化膜对硅基材表面的钝化效果，有效抑制硅基材表面光生载流子的复合效率，提高太阳能电池的光电转换效率。且该太阳能电池钝化膜的制作方法不需要使用额外的设备和增加工艺，可有效降低成本并提高太阳能电池产品的生产效率。此外，本发明还涉及一种太阳能电池的制作方法。
【专利说明】太阳能电池钝化膜的制作方法及太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池制作工艺领域，尤其是涉及一种太阳能电池钝化膜的制作方法以及一种太阳能电池的制作方法。
【背景技术】
[0002]硅基材在制造过程中，表面容易产生悬挂键。该悬挂键会成为光生载流子的复合中心，极大限制了太阳能电池的光电转换效率。因此，太阳能电池在制造时，常通过在太阳能电池沉积一层钝化膜来达到抗反射及饱和太阳能电池悬挂键的目的。钝化膜经过退火处理后，其中的氢原子能饱和太阳能电池的悬挂键，达到钝化效果。但传统的太阳能电池钝化膜退火过程普遍需要使用额外的设备及工艺，并且处理时间较长，不利于节省成本及提高生产效率。
【发明内容】
[0003]基于此，有必要提供一种可有效降低成本并提高生产效率的太阳能电池钝化膜的制作方法。
[0004]一种太阳能电池钝化膜的制作方法，包括如下步骤:
[0005]在460°C?480°C、含有硅烷与氨气的混合气体氛围中，使用等离子体增强化学气相沉积法在硅基材表面形成氮化硅钝化膜；
[0006]沉积反应结束后，立即通入氮气并使氮气充满整个反应环境，并保持氮气压强不小于室压，在460°C?480°C恒温热处理5?10分钟。
[0007]在其中一个实施例中，形成氮化硅钝化膜过程中，射频功率为5?6.5KW。
[0008]在其中一个实施例中，所述混合气体氛围中硅烷与氨气的体积比为1:3.5?4.5。
[0009]在其中一个实施例中，所述氮气的压强为IOOOOmTorr。
[0010]此外，还有必要提供一种可有效降低成本并提高生产效率的太阳能电池的制作方法。
[0011]一种太阳能电池的制作方法，包括如下步骤:
[0012]将经过背腐蚀处理的硅基材置于石墨舟中，在460°C?480°C、含有硅烷与氨气的混合气体氛围中，使用等离子体增强化学气相沉积法在硅基材表面形成氮化硅钝化膜；
[0013]沉积反应结束后，立即通入氮气并使氮气充满整个反应环境，并保持氮气压力不小于室压，在460°C?480°C恒温热处理5?10分钟；
[0014]将沉积有钝化膜的硅基材依次经丝网印刷、烧结工艺制备出太阳能电池片，并组装成所述太阳能电池。
[0015]在其中一个实施例中，形成氮化硅钝化膜过程中，射频功率为5?6.5KW。
[0016]在其中一个实施例中，所述混合气体氛围中硅烷与氨气的体积比为1:3.5?4.5。
[0017]在其中一个实施例中，所述氮气的压强为IOOOOmTorr。
[0018]上述太阳能电池钝化膜的制作方法,针对氮化硅钝化膜的钝化特性,在全氮的气氛中对氮化硅钝化膜进行热处理，增加氢原子与硅基材表面的悬挂键的饱和程度，可以大大增加氮化硅钝化膜对硅基材表面的钝化效果，有效抑制硅基材表面光生载流子的复合效率，提高太阳能电池的光电转换效率。且该太阳能电池钝化膜的制作方法不需要使用额外的设备和增加工艺，可有效降低成本并提高太阳能电池产品的生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为一实施方式的太阳能电池的制作流程示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图及具体实施例对太阳能电池钝化膜的制作方法和太阳能电池的制作方法作进一步详细的说明。
[0021]如图1所示，一实施方式的太阳能电池的制作方法，包括如下步骤:
[0022]步骤一:在460°C?480°C、含有硅烷(SiH4)与氨气(NH3)的混合气体氛围中，使用等离子体增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)在娃基材110表面形成氮化娃钝化膜120。
[0023]硅基材110在制作过程中，表面极容易产生悬挂键，该悬挂键会成为光生载流子的复合中心，因此，需要对硅基材Iio进行钝化处理。在本实施方式中，通过PECVD工艺在高温条件下且含有娃烧与氨气的混合气体氛围中在娃基材Iio表面形成钝化膜120,有部分的氢原子(H)与悬挂键进行结合形成饱和键，但仍有部分悬挂键未与氢原子结合，因此，直接在硅基材110上形成钝化膜120达不到良好的钝化效果，需要对钝化膜120进行进一步的处理。PECVD沉积制备钝化膜120过程中，射频功率为5?6.5KW
[0024]娃烧与氨气的混合气体氛围需要提供足够量的氢原子，在本实施方式中，娃烧与氨气的体积比为1:3.5?4.5。
[0025]步骤二:沉积反应结束后，立即通入氮气并使氮气充满整个反应环境，并保持氮气压强不小于室压，在460°C?480°C恒温热处理5?10分钟。
[0026]本实施方式通过在PECVD之后保温并对氮化硅钝化膜120进行退火处理，钝化膜120中游离的氢原子进一步与硅基材110表面的悬挂键结合至饱和，得到钝化效果较好的钝化膜。
[0027]在本实施方式中，反应环境内氮气的压强为IOOOOmTorr。
[0028]步骤三:将沉积有钝化膜120的硅基材110依次经丝网印刷、烧结工艺制备出太阳能电池片100，并组装成太阳能电池。
[0029]上述太阳能电池钝化膜的制作方法,针对氮化硅钝化膜的钝化特性,在全氮的气氛中对氮化硅钝化膜进行热处理，增加氢原子与硅基材表面的悬挂键的饱和程度，可以大大增加氮化硅钝化膜对硅基材表面的钝化效果，有效抑制硅基材表面光生载流子的复合效率，提高太阳能电池的光电转换效率。且该太阳能电池钝化膜的制作方法不需要使用额外的设备和增加工艺，可有效降低成本并提高太阳能电池产品的生产效率。
[0030]以下为具体实施例部分:
[0031]本实施例的太阳能电池的制作过程包括如下步骤:
[0032]( I)将经过背腐蚀的硅片置于石墨舟中，并放入管式PECVD设备中。[0033](2)在硅片表面沉积氮化硅钝化膜，沉积反应过程中，温度需保持在480°C，射频功率6000W，氨气流量5slm，硅烷流量1250sccm，也即硅烷和氨气比例为1: 4，保证反应后氮化硅钝化膜中具有足够量的氢原子。
[0034](3)沉积反应完成后，保持炉体压强为IOOOOmTorr并保持炉体温度480°C，然后恒温退火5min，使氮化硅薄膜中的氢原子与悬挂键充分饱和，起到很好的钝化效果。
[0035](4)整个退火工艺完成后，再依次经过丝网印刷、烧结制备出太阳能电池片，并将太阳能电池片组装成太阳能电池。
[0036](5)本实施例的试验结果如表I所示，其中对比例为没有采用上述步骤(3)退火工艺处理的太阳能电池片。
[0037]表1:本实施例的电池片电性能参数与对比例的对比试验数据
[0038]
【权利要求】
1.一种太阳能电池钝化膜的制作方法，其特征在于，包括如下步骤: 在460°C?480°C、含有硅烷与氨气的混合气体氛围中，使用等离子体增强化学气相沉积法在娃基材表面形成氮化娃钝化膜； 沉积反应结束后，立即通入氮气并使氮气充满整个反应环境，并保持氮气压强不小于室压，在460°C?480°C恒温热处理5?10分钟。
2.如权利要求1所述的太阳能电池钝化膜的制作方法，其特征在于，形成氮化硅钝化膜过程中，射频功率为5?6.5KW。
3.如权利要求1所述的太阳能电池钝化膜的制作方法，其特征在于，所述混合气体氛围中娃烧与氨气的体积比为1:3.5?4.5。
4.如权利要求1所述的太阳能电池钝化膜的制作方法，其特征在于，所述反应环境内氮气的压强为IOOOOmTorr。
5.一种太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括如下步骤: 将经过背腐蚀处理的硅基材置于石墨舟中，在460°C?480°C、含有硅烷与氨气的混合气体氛围中，使用等离子体增强化学气相沉积法在硅基材表面形成氮化硅钝化膜； 沉积反应结束后，立即通入氮气并使氮气充满整个反应环境，并保持氮气压力不小于室压，在460°C?480°C恒温热处理5?10分钟； 将沉积有钝化膜的硅基材依次经丝网印刷、烧结工艺制备出太阳能电池片，并组装成所述太阳能电池。
6.如权利要求1所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，形成氮化硅钝化膜过程中，射频功率为5?6.5KW。
7.如权利要求1所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述混合气体氛围中硅烷与氨气的体积比为1:3.5?4.5。
8.如权利要求1所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述反应环境内氮气的压强为 IOOOOmTorr。
【文档编号】H01L31/18GK103456838SQ201310385985
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】梁杭伟, 吴含封, 叶雄新, 孙小菩, 彭华 申请人:东莞南玻光伏科技有限公司