一种n型硅表面的钝化结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种N型硅表面的钝化结构，包括依次设于N型硅表面的氮化硅层和氧化铝层，所述氧化铝层的厚度为1~7 nm。本实用新型通过大大缩减氧化铝层的厚度，使其在实现良好钝化效果的前提下，可以在后续的烧结工艺中顺利被烧穿；解决了现有技术中银浆难以烧穿钝化层达到硅片表面的问题。
【专利说明】一种N型硅表面的钝化结构
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种N型硅表面的钝化结构，属于太阳能电池【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清 洁、最普遍和最有潜力的替代能源。太阳能发电装置又称为太阳能电池或光伏电池，可以将 太阳能直接转换成电能，其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应。对于晶体硅太阳 电池来说，表面积与体积的比例很大，因此表面载流子复合对太阳电池转换效率有重大的 影响。而有效的表面钝化手段，因其可大幅度降低表面载流子复合，一直是晶体硅太阳电池 持续改进的方向。
[0003] 现有技术中，常见的表面钝化的方法有：（1)化学钝化，又称为饱和悬挂键，是通 过减少界面态密度和俘获截面的大小来优化表面态的性质；（2)场效应钝化，是通过减少 表面过剩少子浓度来达到减少表面电子和空穴浓度的目的。对于硅片的N型表面来说，现 有的娃表面的钝化结构主要有如下2种：一是直接在N型娃表面1沉积一层氮化娃层2,参 见附图1所示，氮化硅膜可在界面本身这侧产生束缚正电荷，从而N型硅表面一侧可诱导出 一层负电荷，从而可推开带负电荷的电子，降低电子空穴在表面复合几率，上述结构可以采 用化学气相沉积（CVD)方式生长氮化硅来实现，其钝化方式既有饱和悬挂键，又有场效应 钝化。二是在N型硅表面1采用热氧化或者化学气相沉积方式生长一层二氧化硅层3,再加 上氮化硅层2的叠层（双层）钝化膜，参见附图2所示，其钝化机制主要是饱和悬挂键；热氧 化生长的二氧化硅时，大量的氧原子与硅表面未饱和的硅原子结合形成薄的二氧化硅层， 可大幅度降低悬挂键的密度，有较好的表面钝化的作用，在其基础上再生长一层氮化硅，可 用氢原子进一步饱和硅和二氧化硅界面处剩余的悬挂键，达到更好的表面钝化效果。
[0004] 然而，上述2种钝化结构存在如下问题：对于第一种钝化结构而言，由于氮化硅本 身携带的正电荷比较少，所以诱导出的硅片n型表面的负电荷也不多，因此其场效应钝化 效果不够强。对于第二种钝化结构而言，热氧化生长的二氧化硅通常需要较高的温度和较 长的时间，这会对硅片的体寿命造成不利影响，从而影响电池转换效率的提升。
[0005] 针对上述问题，中国发明专利申请CN102290473A(申请号201110187549. 2)公开 了一种背面点接触晶体娃太阳电池，具体是，在n+发射极上依次沉积60~100nm折射率在 1.7~2.8的氮化硅和10~100nm的氧化铝层。这种结构的优势是，氧化铝本身在界面处有 固定负电荷，因而在氮化硅一侧可诱导出更多地正电荷，从而加强了氮化硅本身的场效应 钝化作用。
[0006] 然而，发明人在实际应用中发现，上述钝化结构在后续的烧结工艺中，银浆难以烧 穿钝化层达到硅片表面，因此严重影响了电流收集，造成了电池转换效率的低下。
【发明内容】
[0007] 本实用新型的发明目的是提供一种N型硅表面的钝化结构。
[0008] 为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种N型硅表面的钝化结 构，包括依次设于N型硅表面的氮化硅层和氧化铝层，所述氧化铝层的厚度为1~7nm。
[0009] 发明人研宄发现，导致银浆难以烧穿钝化层达到硅片表面的原因在于氧化铝层， 由于氧化铝是致密且不导电的介质薄膜，因此，当氧化铝的厚度过大时，导致银浆难以烧 穿、接触电阻过大。且大量实验证明：即使是10nm厚度的氧化铝层也难以被烧穿。因此， 本申请大大缩减了氧化铝层的厚度，使其在实现良好钝化效果的前提下，可以在后续的烧 结工艺中顺利被烧穿。
[0010] 上文中，所述N型娃表面是现有技术，是指娃片表面为n型惨杂。例如：在P型娃 基底的上表面的n+发射极，或者是n型硅表面。
[0011] 上述技术方案中，所述氮化硅层的厚度为70~90nm;其折射率为1. 9~2. 7。
[0012] 优选的，所述氧化铝层的厚度为2~4nm。
[0013] 上述技术方案中，所述氧化铝层的折射率为1. 6~1. 7。
[0014] 由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
[0015] 1、本实用新型开发了一种专用于N型硅表面的钝化结构，通过大大缩减氧化铝层 的厚度，使其在实现良好钝化效果的前提下，可以在后续的烧结工艺中顺利被烧穿；解决了 现有技术中银浆难以烧穿钝化层达到硅片表面的问题；
[0016] 2、实验证明，与现有技术相比，采用本实用新型结构的电池的开路电压和短路电 流均有明显提高，电池效率提高了 1%以上，取得了意想不到的效果；
[0017] 3、本实用新型的结构简单，易于实现，成本较低，适于推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 附图1是【背景技术】中的第一种钝化结构的示意图。
[0019] 附图2是【背景技术】中的第二种钝化结构的示意图。
[0020] 附图3是本实用新型实施例一的结构示意图。
[0021] 其中：1、N型硅表面；2、氮化硅层；3、二氧化硅层；4、氧化铝层。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合实施例对本实用新型进一步描述。
[0023] 实施例一：
[0024] 参见附图3所示，一种N型硅表面的钝化结构，包括依次设于N型硅表面1的氮化 硅层2和氧化铝层4,所述氧化铝层的厚度为4nm。
[0025] 所述氮化硅层的厚度为80nm;其折射率为2. 05。
[0026] 所述氧化铝层的折射率为1. 6。
[0027] 对比例一：
[0028] 一种N型硅表面的钝化结构，采用中国发明专利申请CN102290473公开的结构，包 括依次设于N型硅表面的氮化硅层和氧化铝层，所述氧化铝层的厚度为10nm。
[0029] 所述氮化硅层的厚度为80nm;其折射率为2. 05。所述氧化铝层的折射率为1. 6。
[0030] 对比例二：
[0031]一种N型硅表面的钝化结构，与对对比例一结构相同，唯一不同的地方是：氧化铝 层的厚度为100nm〇
[0032] 然后将上述实施例和对比例按照常规方法制成太阳能电池，测试其电性能，结果 如下：
[0033]
【权利要求】
1. 一种N型硅表面的钝化结构，包括依次设于N型硅表面（1)的氮化硅层（2)和氧化 铝层（4)，其特征在于：所述氧化铝层的厚度为1~7 nm。
2. 根据权利要求1所述的钝化结构，其特征在于：所述氮化硅层的厚度为70~90 nm;其 折射率为1.9~2. 7。
3. 根据权利要求1所述的钝化结构，其特征在于：所述氧化铝层的厚度为2~4 nm。
4. 根据权利要求1所述的钝化结构，其特征在于：所述氧化铝层的折射率为1. 6~1. 7。
【文档编号】H01L31/0216GK204216049SQ201420734963
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】吴坚, 王栩生 申请人:苏州阿特斯阳光电力科技有限公司, 盐城阿特斯协鑫阳光电力科技有限公司