一种晶体硅太阳电池表面钝化的方法
【专利摘要】本发明涉及一种晶体硅太阳电池表面钝化的方法，包括制绒、扩散、氧化、刻边、去除PSG、PECVD处理、丝网印刷及烧结等步骤，完成对晶体硅太阳电池的表面钝化处理。与现有技术相比，本发明的氧化工艺对硅片质量及其他工艺基本无影响，与其余工艺容易进行匹配，应用氧化工艺后，Voc可以提高4～6mV，电池效率绝对值可以提高0.3～0.5％，对于单晶硅太阳电池，最高效率可以达到1926％。
【专利说明】一种晶体硅太阳电池表面钝化的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及处理晶体硅太阳电池的方法，尤其是涉及一种晶体硅太阳电池表面钝 化的方法。
【背景技术】
[0002] 在高效晶体硅太阳电池的制备过程中，材料质量对提高电池效率起着至关重要的 作用。晶体硅基体材料表面缺陷密度很高（如大量的悬挂键、杂质、断键等），导致硅片表面 少子寿命大大降低，这使得表面钝化成为影响电池效率的关键。
[0003] 目前生产过程中采取的钝化工艺主要为PECVD沉积SiNx膜的方法，PECVD沉积的 SiNx膜具有优良的减反射作用和钝化效果，然而SiNx/Si界面性质和SiNx膜致密度比较差， 在烧结过程中会有大量的Η溢出，导致界面态密度很高且有效少子寿命降低。由于热生长 的Si0 2/Si具有良好的界面性质，所以沉积Si02膜也被进行了广泛研究。但目前研究应用 的310 2膜的热生长温度一般为800?1000°C，此温度范围属于高温，容易改变PN结的结型， 并延长PN结的深度，造成电池效率的下降。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种与其余工艺容 易进行匹配、钝化效果好的晶体硅太阳电池表面钝化的方法。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006] 一种晶体硅太阳电池表面钝化的方法，包括以下步骤：
[0007] (1)制绒：对晶体硅进行制绒处理，晶体硅的腐蚀厚度为4?6 μ m ;
[0008] (2)扩散：对经过制绒处理的晶体硅进行高温P扩散处理，扩散后方块电阻为 65 ?80Ω ;
[0009] (3)氧化：采用管式密封炉对晶体硅进行氧化处理，控制得到的氧化膜厚度为1? 5nm ；
[0010] (4)刻边：采用等离子刻边或链式刻边设备对氧化后的晶体硅刻边；
[0011] (5)去除PSG :采用槽式或链式去除PSG设备除去晶体硅表面的硅磷玻璃；
[0012] (6) PECVD :采用管式或链式PECVD设备进行等离子体增强化学气相沉积，沉积得 到的减反射膜厚度为75?85nm ;
[0013] (7)丝网印刷及烧结：采用产线的一次印刷工艺进行丝网印刷得到栅线并烧结， 完成对晶体硅太阳电池的表面钝化处理。
[0014] 所述的晶体硅太阳电池为单晶硅太阳能电池，采用碱性溶液进行制绒处理。
[0015] 所述的晶体硅太阳电池为多晶硅太阳能电池，采用酸性溶液进行制绒处理。
[0016] 氧化处理采用的气氛为N2和02组成的混合气体。
[0017] 所述的N2和02的体积比为2. 5 : 1?10 : 1。
[0018] 氧化处理的时间为lOmin?60min，温度为500°C?750°C。
[0019] 氧化处理为对晶体硅进行单面氧化或双面氧化。
[0020] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0021] (1)温度低：本发明的氧化工艺对硅片质量及其他工艺基本无影响，与其余工艺 容易进行匹配；
[0022] (2)对现有产线流程及设备更改较小：添加的氧化工艺可以利用现有的扩散设备 进行，也可以购买专门用于氧化的设备；
[0023] (3)钝化效果好：应用氧化工艺后，Voc可以提高4?6mV，电池效率绝对值可以提 商0· 3?0· 5%，对于单晶娃太阳电池，最商效率可以达到19. 26%。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0025] 实施例1
[0026] 一种晶体硅太阳电池表面钝化的方法，包括以下步骤：
[0027] (1)制绒：对单晶体硅利用碱性溶液，如氢氧化钠溶液进行制绒处理，晶体硅的腐 蚀厚度为4 μ m ;
[0028] (2)扩散：对经过制绒处理的晶体硅进行高温P扩散处理，扩散后方块电阻为 65 Ω ；
[0029] (3)氧化：采用管式密封炉对晶体硅进行单面氧化处理，氧化处理采用的气氛为N2 和〇2按体积比为2. 5 : 1组成的混合气体，氧化处理的时间为lOmin，温度为750°C，控制 得到的氧化膜厚度为lnm ;
[0030] (4)刻边：采用等离子刻边或链式刻边设备对氧化后的晶体硅刻边；
[0031] (5)去除PSG :采用槽式或链式去除PSG设备除去晶体硅表面的硅磷玻璃；
[0032] (6)PECVD :采用管式或链式PECVD设备进行等离子体增强化学气相沉积，沉积得 到的减反射膜厚度为75nm ;
[0033] (7)丝网印刷及烧结：采用产线的一次印刷工艺进行丝网印刷得到栅线并烧结， 完成对晶体硅太阳电池的表面钝化处理。
[0034] 实施例2
[0035] -种晶体硅太阳电池表面钝化的方法，包括以下步骤：
[0036] (1)制绒：对单晶体硅利用碱性溶液，如氢氧化钠溶液进行制绒处理，晶体硅的腐 蚀厚度为5 μ m ;
[0037] (2)扩散：对经过制绒处理的晶体硅进行高温P扩散处理，扩散后方块电阻为 70 Ω ；
[0038] (3)氧化：采用管式密封炉对晶体硅进行单面氧化处理，氧化处理采用的气氛为N2 和〇2按体积比为5 : 1组成的混合气体，氧化处理的时间为30min，温度为600°C，控制得 到的氧化膜厚度为3nm ;
[0039] (4)刻边：采用等离子刻边或链式刻边设备对氧化后的晶体硅刻边；
[0040] (5)去除PSG :采用槽式或链式去除PSG设备除去晶体硅表面的硅磷玻璃；
[0041] (6)PECVD :采用管式或链式PECVD设备进行等离子体增强化学气相沉积，沉积得 到的减反射膜厚度为80nm ;
[0042] (7)丝网印刷及烧结：采用产线的一次印刷工艺进行丝网印刷得到栅线并烧结， 完成对晶体硅太阳电池的表面钝化处理。
[0043] 实施例3
[0044] 一种晶体硅太阳电池表面钝化的方法，包括以下步骤：
[0045] (1)制绒：对多晶体硅利用酸性溶液，如稀硫酸进行制绒处理，晶体硅的腐蚀厚度 为 6 μ m ;
[0046] (2)扩散：对经过制绒处理的晶体硅进行高温P扩散处理，扩散后方块电阻为 85 Ω ；
[0047] (3)氧化：采用管式密封炉对晶体硅进行双面氧化处理，氧化处理采用的气氛为N2 和〇2按体积比为10 : 1组成的混合气体，氧化处理的时间为60min，温度为500°C，控制得 到的氧化膜厚度为5nm ;
[0048] (4)刻边：采用等离子刻边或链式刻边设备对氧化后的晶体硅刻边；
[0049] (5)去除PSG :采用槽式或链式去除PSG设备除去晶体硅表面的硅磷玻璃；
[0050] (6)PECVD :采用管式或链式PECVD设备进行等离子体增强化学气相沉积，沉积得 到的减反射膜厚度为85nm ;
[0051] (7)丝网印刷及烧结：采用产线的一次印刷工艺进行丝网印刷得到栅线并烧结， 完成对晶体硅太阳电池的表面钝化处理。
[0052] 实施例1-3处理得到的太阳能电池的性能如下表所示。
[0053]
【权利要求】
1. 一种晶体硅太阳电池表面钝化的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： (1) 制续：对晶体娃进行制续处理，晶体娃的腐蚀厚度为4?6 μ m ; (2) 扩散：对经过制绒处理的晶体硅进行高温P扩散处理，扩散后方块电阻为65? 80 Ω ； (3) 氧化：采用管式密封炉对晶体硅进行氧化处理，控制得到的氧化膜厚度为1? 5nm ； (4) 刻边：采用等离子刻边或链式刻边设备对氧化后的晶体硅刻边； (5) 去除PSG :采用槽式或链式去除PSG设备除去晶体硅表面的硅磷玻璃； (6) PECVD :采用管式或链式PECVD设备进行等离子体增强化学气相沉积，沉积得到的 减反射膜厚度为75?85nm ; (7) 丝网印刷及烧结：采用产线的一次印刷工艺进行丝网印刷得到栅线并烧结，完成 对晶体硅太阳电池的表面钝化处理。
2. 根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳电池表面钝化的方法，其特征在于，所述的 晶体硅太阳电池为单晶硅太阳能电池，采用碱性溶液进行制绒处理。
3. 根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳电池表面钝化的方法，其特征在于，所述的 晶体硅太阳电池为多晶硅太阳能电池，采用酸性溶液进行制绒处理。
4. 根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳电池表面钝化的方法，其特征在于，氧化处 理采用的气氛为N2和0 2组成的混合气体。
5. 根据权利要求4所述的一种晶体硅太阳电池表面钝化的方法，其特征在于，所述的 N2和02的体积比为2. 5 : 1?10 : 1。
6. 根据权利要求1或4或5中任一项所述的一种晶体娃太阳电池表面钝化的方法，其 特征在于，氧化处理的时间为lOmin?60min，温度为500°C?750°C。
7. 根据权利要求1或4或5中任一项所述的一种晶体娃太阳电池表面钝化的方法，其 特征在于，氧化处理为对晶体硅进行单面氧化或双面氧化。
【文档编号】H01L31/18GK104282798SQ201310293657
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2013年7月12日
【发明者】刘祯, 巩翠翠, 马贤芳, 鲁贵林 申请人:上海神舟新能源发展有限公司