专利名称：一种在陶瓷衬底上沉积大晶粒多晶硅薄膜的方法
技术领域：
本发明属于太阳能电池另部件制备技术，特别涉及工艺简单、行之有效的一种在陶瓷衬底上沉积大晶粒多晶硅薄膜的方法。
背景技术：
沉积大晶粒多晶硅薄膜是制备高效的陶瓷衬底多晶硅薄膜太阳能电池的关键工艺。但是采用目前的沉积工艺很难在陶瓷衬底上直接沉积出大晶粒的多晶硅薄膜。为了在陶瓷衬底上制备大晶粒多晶硅薄膜，通常采取的方法是先用CVD技术在衬底上沉积出晶粒较小的硅薄膜，然后采用区熔再结晶(ZMR)工艺增大晶粒尺寸，但是该方法增加了几个工艺步骤，使生产成本大幅度提高。因此找到一种简单可行的沉积大晶粒多晶硅薄膜的方法对低成本的陶瓷衬底多晶硅薄膜太阳能电池的开发和应用具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在陶瓷衬底上沉积大晶粒多晶硅薄膜的方法；该方法是先在陶瓷衬底表面种植籽晶后，采用RTCVD沉积技术来制备大晶粒多晶硅薄膜的，其特征在于该方法包括以下步骤1).将粒度0.5-2微米的单晶硅粉和有机液体混合制成悬浮液，悬浮液中多晶硅粉所占的质量百分比为0.001～1％；2).采用喷涂或浸渍的方法将悬浮液涂覆于陶瓷树底上；3).将涂有悬浮液的陶瓷衬底在400-600℃，流速为12L/min的氩气保护下热处理25-45min后，在900-1100℃的温度下热处理15-30min，以使多晶硅颗粒与衬底间形成较牢固的结合；4).将经过(3)处理后的衬底装入RTCVD反应室中，以SiH2Cl2/H2为气源，SiH2Cl2流速为60-160sccm，H2流速为0.05-0.50sccm，压力为40Torr，在1050℃的条件下沉积20min即得到晶粒尺寸在15微米左右的多晶硅薄膜。
所述陶瓷衬底是指Al2O3陶瓷衬底、SiO2陶瓷衬底、莫来石陶瓷衬底、SiC陶瓷衬底或Si3N4陶瓷衬底。
所述有机液体为无水乙醇和双十二烷基二甲基氯化铵分散剂的等量混合溶液。
本发明的有益效果是工艺步骤简单，使生产成本大幅度降低，对低成本的陶瓷衬底多晶硅薄膜太阳能电池的开发和应用具有重要的意义。
具体实施例方式
本发明为一种在陶瓷衬底上沉积大晶粒多晶硅薄膜的方法。该方法是先通过在陶瓷衬底表面种植一定密度籽晶后，采用RTCVD沉积技术来制备大晶粒多晶硅薄膜。该方法依次包括以下步骤1).将粒度0.5-2微米的单晶硅粉和无水乙醇与双十二烷基二甲基氯化铵分散剂的等量混合溶液混合制成悬浮液，悬浮液中多晶硅粉所占的质量百分比为0.001～1％。
2).采用喷涂或浸渍的方法将悬浮液涂覆于陶瓷衬底上。
3).将涂有悬浮液的陶瓷衬底在400-600℃，12L/min的氩气保护下热处理25-45min后，在900-1100℃的温度下热处理15-30min，以使多晶硅颗粒与衬底间形成较牢固的结合。
4).将经过(3)处理后的衬底装入RTCVD反应室中，以SiH2Cl2/H2为气源，SiH2Cl2流速为60-160sccm，H2流速为0.05-0.50sccm，压力为40Torr，在1000-1150℃的条件下沉积20min即可得到晶粒尺寸在15微米左右的多晶硅薄膜。根据上述方法步骤仅举下面两例对本发明予以进一步说明。
实施例1将平均粒径为0.5微米的单晶硅粉与有机液体混合制成悬浮液，悬浮液中硅粉的多晶硅粉所占的质量百分比为5‰。将陶瓷衬底在悬浮液中浸渍5min左右，从悬浮液中取出陶瓷衬底并置于气氛炉中在氩气保护下、450℃进行热处理30min，然后1000℃左右热处理30min。将处理后的衬底装入RTCVD反应室中，以SiH2Cl2/H2为气源，SiH2Cl2流速为100sccm，H2流速为0.1sccm，压力为40Torr，在1050℃的条件下沉积20min即可得到晶粒尺寸在15微米左右的多晶硅薄膜。
实施例2将平均粒径为1微米的单晶硅粉与有机液体混合制成悬浮液，悬浮液中硅粉的多晶硅粉所占的质量百分比为8‰。将陶瓷衬底在悬浮液中浸渍5min左右，从悬浮液中取出陶瓷衬底并置于气氛炉中在氩气保护下、450℃进行热处理30min，然后1000℃左右热处理30min。将处理后的衬底装入RTCVD反应室中，以SiH2Cl2/H2为气源，SiH2Cl2流速为160sccm，H2流速为0.50sccm，压力为40Torr，在1050℃的条件下沉积20min即可得到晶粒尺寸在20微米左右的多晶硅薄膜。
权利要求
1.一种在陶瓷衬底上沉积大晶粒多晶硅薄膜的方法，该方法是先在陶瓷衬底表面种植籽晶后，采用RTCVD沉积技术来制备大晶粒多晶硅薄膜，其特征在于该方法包括以下步骤1).将粒度0.5-2微米的单晶硅粉和无水乙醇与双十二烷基二甲基氯化铵分散剂的等量混合溶液混合制成悬浮液，悬浮液中多晶硅粉所占的质量百分比为0.001～1％；2).采用喷涂或浸渍的方法将悬浮液涂覆于陶瓷衬底上；3).将涂有悬浮液的陶瓷衬底在400-600℃，12L/min的氩气保护下热处理25-45min后，在900-1100℃的温度下热处理15-30min，以使多晶硅颗粒与衬底间形成较牢固的结合；4).将经过(3)处理后的衬底装入RTCVD反应室中，以SiH2Cl2/H2为气源，SiH2Cl2流速为60-160sccm，H2流速为0.05-0.50sccm，压力为40Torr，在1050℃的条件下沉积20min即可得到晶粒尺寸在15微米左右的多晶硅薄膜。
2.根据权利要求1所述在陶瓷衬底上沉积大晶粒多晶硅薄膜的方法，其特征在于所述陶瓷衬底是指Al2O3陶瓷衬底、SiO2陶瓷衬底、莫来石陶瓷衬底、SiC陶瓷衬底或Si3N4陶瓷衬底。
3.根据权利要求1所述在陶瓷衬底上沉积大晶粒多晶硅薄膜的方法，其特征在于所述有机液体为无水乙醇和双十二烷基二甲基氯化铵分散剂的等量混合溶液。
全文摘要
本发明公开了属于太阳能电池零部件制备技术的工艺简单、行之有效的一种在陶瓷衬底上沉积大晶粒多晶硅薄膜的方法。是把单晶硅粉碎成颗粒，先通过在陶瓷衬底表面种植一定密度籽晶后，采用RTCVD沉积技术来制备大晶粒多晶硅薄膜的。
文档编号C23C16/24GK1546740SQ20031011709
公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月9日 优先权日2003年12月9日
发明者黄勇, 李海峰, 张厚兴, 万之坚, 张立明, 马天, 黄 勇 申请人:清华大学