本发明涉及太阳能电池,具体是一种防止爆膜的pecvd沉积非晶硅的方法。
背景技术:
1、在制备topcon电池的过程中,其中有一个步骤是在硅片的背面沉积非晶硅层,一般采用pecvd设备进行沉积。
2、pecvd采用等离子辉光放电制备非晶硅层,会产生以下缺陷:1、pecvd沉积非晶硅膜层时,大量h进入非晶硅膜层,在之后的晶化退火过程,h聚集以氢气形式在薄膜内部形成空腔,高温激发氢气快速逸出,导致薄膜破裂;2、在沉积过程中,部分位置发生相变,在薄膜内部及与氧化硅界面产生了集中应力,最终导致薄膜爆裂脱落。上述现象会导致该区域无非晶硅钝化或非晶硅钝化效果变差,影响电池的效率及良率。
技术实现思路
1、为解决背景技术中的技术问题,本发明公开了一种防止爆膜的pecvd沉积非晶硅的方法。
2、本发明提供一种防止爆膜的pecvd沉积非晶硅的方法,包括以下步骤:
3、s1、将n型硅片垂直插入石墨舟内,然后放入炉管;
4、s2、炉管内加热并保温;
5、s3、炉管内抽真空;
6、s4、在硅片背面沉积遂穿氧化层;
7、s5、在隧穿氧化层上沉积第一非晶硅层;
8、s6、在第一非晶硅层上沉积掺杂磷原子和碳原子的第二非晶硅层;
9、s7、炉管内充入氮气,直至炉管内的压力与大气压相等,然后从炉管内取出石墨舟,完成遂穿氧化层和原位掺杂碳原子磷原子的非晶硅薄膜的制备。
10、本发明通过在沉积非晶硅薄膜的同时掺杂入碳原子,薄膜中的氢原子与碳原子形成碳氢键,在退火时碳氢键不易断裂,从而避免了短时间有大量的氢气释放导致爆膜的发生;同时碳原子还降低了非晶硅薄膜的晶化率,从而减少非晶硅薄膜内应力的积累,可以有效的抑制爆膜。
11、第一非晶硅层对隧穿氧化层起到保护作用,避免退火晶化时,磷原子和碳原子进入隧穿氧化层,破坏遂穿氧化层的钝化效果。
12、加热温度过高,遂穿氧及非晶硅沉积速度较快,容易造成遂穿氧化层非晶硅层不致密,成膜质量较差,钝化效果较差;加热温度过低,反应速度过慢,会增加工艺时间,增加生成成本,基于此,进一步的设计是:s2中加热温度为410-430℃。
13、保温时间过长,增加工艺时间,增加生成成本,保温时间过短,石英管内温度分布不均匀性,容易出现不同温区之间温度差异较大,基于此,进一步的设计是:保温时间为3-4min。
14、如隧穿氧化层的过薄,影响钝化效果;过厚,无法实现载流子的遂穿,基于此,进一步的改进在于:隧穿氧化层的厚度为1-2nm。
15、退火晶化时,第二非晶硅层中的磷原子会扩散进入第一非晶硅层;如第一非晶硅层过厚,回形成部分盲区,此区域磷原子难以扩散进入;如第一非晶硅层过薄,磷原子会直接进入遂穿氧化层中,降低遂穿氧化层的钝化效果,基于此,进一步的改进在于:第一非晶硅层的厚度为10-20nm。
16、生成第一非晶硅层的具体条件为:沉积气体为sih4,流量为2000-4000sccm。
17、第二非晶硅层过厚,会增加非晶硅的寄生吸收,降低太阳能电池的电流密度,过薄,限制烧结过程中烧结工艺窗口,烧结过程中容易出现烧穿现象,基于此,进一步的改进在于:第二非晶硅层的厚度为120nm。
18、生成第二非晶硅层的具体条件为:沉积气体为sih4,流量为3000sccm;掺杂磷原子的沉积气体为ph3,流量为800sccm;掺杂碳原子的沉积气体为ch4,流量为2000-6000sccm。
1.一种防止爆膜的pecvd沉积非晶硅的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种防止爆膜的pecvd沉积非晶硅的方法,其特征在于:s2中加热温度为410-430℃。
3.根据权利要求2所述的一种防止爆膜的pecvd沉积非晶硅的方法,其特征在于:保温时间为3min。
4.根据权利要求1所述的一种防止爆膜的pecvd沉积非晶硅的方法,其特征在于:隧穿氧化层的厚度为1-2nm。
5.根据权利要求1所述的一种防止爆膜的pecvd沉积非晶硅的方法,其特征在于:第一非晶硅层的厚度为10-20nm。
6.根据权利要求5所述的一种防止爆膜的pecvd沉积非晶硅的方法,其特征在于:生成第一非晶硅层的沉积气体为sih4,流量为2000-4000sccm。
7.根据权利要求5所述的一种防止爆膜的pecvd沉积非晶硅的方法,其特征在于:第二非晶硅层的厚度为110-130nm。
8.根据权利要求7所述的一种防止爆膜的pecvd沉积非晶硅的方法,其特征在于:生成第二非晶硅层的沉积气体为sih4,流量为2000-4000sccm;掺杂磷原子的沉积气体为ph3,流量为600-1000sccm;掺杂碳原子沉积气体为ch4,流量为2000-6000sccm。