光伏电池钝化膜的制备方法、光伏电池及其制备方法与流程

本申请涉及光伏电池领域，尤其是涉及一种光伏电池钝化膜的制备方法、光伏电池及其制备方法。

背景技术：

1、目前，光伏电池是当下最热的能源之一，如何提高光伏电池的效率是人们面临的主要问题，晶体硅表面钝化是提高电池光电转换效率的有效方法，尤其是采用ald(原子层沉积)方法生长的al2o3薄膜，由于是逐层生长，因此薄膜的均匀性较好，且可以精确控制薄膜厚度，因此应用更为广泛。

2、相关技术中，原子层沉积主要是将两种反应前驱物交替通入反应腔，被基底表面吸附并反应形成薄膜。这种方式一次仅通入一种前驱物，待前驱物在基底表面吸附饱和，将剩余的前驱物用载气带出反应腔，再通入第二前驱物，并与化学吸附在基底表面的第一前驱物反应，直至第二前驱物铺满表面，再将多余的第二前驱物通过载气带出反应腔，整个过程为一个反应周期。通过控制反应周期的多少可以控制薄膜的厚度。但是，这种方式沉积薄膜的生长速度较慢，因为每个循环所需的时间包括了两种前驱物的注入时间以及两次抽气带出多余前驱物的时间，由此导致生产效率较低。为了提高原子层沉积速度，人们提出了一种空间分离ald法，所用设备为板式ald装置，这种方式是将两种前驱物在空间上分开，并控制两种前驱物同时通入反应腔内，使得每个循环中前驱物可以同时在整个板面上进行反应，大幅提高了生产效率。

3、然而，发明人认识到，实际使用中，板式ald装置存在缺陷有：由于同时通入两种前驱物，不可避免的存在混合的情况，导致沉积的薄膜不够致密，且沉积层存在原子排列断层的情况，成膜均匀性较差，影响钝化效果。

技术实现思路

1、本申请一个或者多个实施例提供一种光伏电池钝化膜的制备方法、电池及其制备方法，以解决或者至少部分上缓解相关技术中利用原子层沉积方式制备钝化膜时，不能很好地兼顾产能及成膜均匀性、致密性等影响钝化效果的质量问题。

2、本申请的第一方面，提供一种光伏电池钝化膜的制备方法，采用如下的技术方案：

3、一种光伏电池钝化膜的制备方法，基于板式ald设备，所述板式ald设备包括反应腔，所述反应腔内设置有载板，所述载板用于放置目标硅片，且所述载板用于在所述反应腔内往复运动；

4、所述方法包括：当所述载板到达所述反应腔内的指定位置时，将水蒸气和三甲基铝交替通入所述反应腔内，且只有当所述载板上的所有所述目标硅片的表面均吸附所述水蒸气后才通入所述三甲基铝，只有当所述载板上的所有所述目标硅片上吸附的所述水蒸气均与所述三甲基铝反应后才再次通入所述水蒸气；设定依次通入一次所述水蒸气和所述三甲基铝为一个反应周期，待经过了预设数量的反应周期后，同时通入所述水蒸气和所述三甲基铝，直至反应结束，得到表面沉积有钝化膜的目标硅片。

5、在其中一个实施例中，所述水蒸气的通气流量为1700-2700sccm/min，通气温度为210-310℃。

6、在其中一个实施例中，所述三甲基铝的通气流量为1700-2700sccm/min，通气温度为210-310℃。

7、在其中一个实施例中，在所述载板上的所有所述目标硅片的表面均吸附所述水蒸气后，还包括：获取所述载板运行的第一循环数，将所述第一循环数向上取整，得到第一预设循环数，当所述载板运行了所述第一预设循环数时，向所述反应腔内通入所述三甲基铝；

8、和/或，当所有所述目标硅片上吸附的所述水蒸气均与所述三甲基铝反应后，还包括：获取所述载板运行的第二循环数，将所述第二循环数向上取整，得到第二预设循环数，当所述载板运行了所述第二预设循环数时，向所述反应腔内再次通入所述水蒸气。

9、在其中一个实施例中，所述预设数量大于或等于1。

10、在其中一个实施例中，所述水蒸气和所述三甲基铝同时通气时所述水蒸气的通气流量保持不变，和/或所述水蒸气和所述三甲基铝同时通气时所述三甲基铝的通气流量保持不变。

11、在其中一个实施例中，所述钝化膜的厚度为4-12nm。

12、通过采用上述技术方案，本发明将tma和h2o两种气体同时通入改为先依次通入再同步通入，在生长钝化膜过程中改变了通气方式，既能够避免硅片上沉积层不均匀出现原子排列断层的问题，又能够提高生产效率，保证具有较高的产能，从而达到同时兼顾钝化膜的质量及产能的目的。其中，在依次通气过程中，当所有的目标硅片均吸附了水蒸气，才控制向反应腔内通tma，当通入的tma与所有的目标硅片上吸附的水蒸气均进行了反应，才控制向反应腔内通水蒸气，由此，一方面保证每个硅片以及硅片的每个区域均进行了充分的反应，同时又能够及时的进行后续的反应，不浪费气体，也缩短了反应过程所需的时间，从而提高生产效率。

13、本申请的第二方面，提供一种光伏电池的制备方法，采用如下的技术方案：

14、一种光伏电池的制备方法，包括：对初始硅片进行制绒、第一次硼扩、图形化处理、第二次硼扩、刻蚀以及制备隧穿氧化层及多晶硅层，得到目标硅片；

15、利用如上所述的光伏电池钝化膜的制备方法在所述目标硅片的正面制备钝化膜；

16、在所述目标硅片的背面制备减反射膜，并在所述目标硅片的正面和背面制备前后电极，得到光伏电池。

17、在其中一个实施例中，所述制备隧穿氧化层及多晶硅层包括：在刻蚀后的硅片的背面生长厚度为1-2nm的所述隧穿氧化层，再生长掺杂多晶硅的膜层，经退火处理及清洗去除氧化层及硼硅玻璃后，得到所述目标硅片。

18、本申请的第三方面，提供一种电池，采用如上所述的光伏电池的制备方法制得。

技术特征：

1.一种光伏电池钝化膜的制备方法，其特征在于，基于板式ald设备，所述板式ald设备包括反应腔，所述反应腔内设置有载板(1)，所述载板(1)用于放置目标硅片(2)，且所述载板(1)用于在所述反应腔内往复运动；

2.如权利要求1所述的光伏电池钝化膜的制备方法，其特征在于，所述水蒸气的通气流量为1700-2700sccm/min，通气温度为210-310℃。

3.如权利要求1所述的光伏电池钝化膜的制备方法，其特征在于，所述三甲基铝的通气流量为1700-2700sccm/min，通气温度为210-310℃。

4.如权利要求1所述的光伏电池钝化膜的制备方法，其特征在于，在所述载板(1)上的所有所述目标硅片(2)的表面均吸附所述水蒸气后，还包括：获取所述载板(1)运行的第一循环数，将所述第一循环数向上取整，得到第一预设循环数，当所述载板(1)运行了所述第一预设循环数时，向所述反应腔内通入所述三甲基铝；

5.如权利要求1所述的光伏电池钝化膜的制备方法，其特征在于，所述预设数量大于或等于1。

6.如权利要求1所述的光伏电池钝化膜的制备方法，其特征在于，所述水蒸气和所述三甲基铝同时通气时所述水蒸气的通气流量保持不变，和/或所述水蒸气和所述三甲基铝同时通气时所述三甲基铝的通气流量保持不变。

7.如权利要求1所述的光伏电池钝化膜的制备方法，其特征在于，所述钝化膜的厚度为4-12nm。

8.一种光伏电池的制备方法，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的电池的制备方法，其特征在于，所述制备隧穿氧化层(20)及多晶硅层包括：在刻蚀后的硅片的背面生长厚度为1-2nm的所述隧穿氧化层(20)，再生长掺杂多晶硅的膜层，经退火处理及清洗去除氧化层及硼硅玻璃后，得到所述目标硅片(2)。

10.一种光伏电池，其特征在于，采用如权利要求8或9所述的光伏电池的制备方法制得。

技术总结
本申请的实施例涉及电池技术领域，并提供一种光伏电池钝化膜的制备方法、光伏电池及其制备方法，所述钝化膜的制备方法包括：当载板到达反应腔内指定位置时，将H<subgt;2</subgt;O和TMA交替通入反应腔内，且只有当载板上的所有目标硅片的表面均吸附H<subgt;2</subgt;O后才通入TMA，只有当载板上的所有目标硅片上吸附的H<subgt;2</subgt;O均与TMA反应后才再次通入H<subgt;2</subgt;O；设定依次通入一次H<subgt;2</subgt;O和TMA为一个反应周期，待经过了预设数量的反应周期后，同时通入H<subgt;2</subgt;O和TMA，直至反应结束，得到表面沉积有钝化膜的目标硅片。本申请既能够避免硅片上原子排列断层，获得均匀性较好的沉积膜，又能够保证一定的生产效率，具有同时兼顾钝化膜的质量及产能的效果。

技术研发人员：周观,胡俊华,杜东方,石辰龙
受保护的技术使用者：东方日升（安徽）新能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25