继续步骤140的热处理，直到铜扩散。热处理的持续期依赖于使用 的温度、电荷和/或硅衬底。
[0037] 然后，在步骤160中，能够通过由另一热处理稳定化进入分界中的受控铜并且/或 者通过照射硅衬底和带电绝缘由此在其上面完成减活，确保铜分布的操作的结果。同样，另 一热处理的持续期依赖于使用的温度、电荷和/或硅衬底。照射处理的持续期依赖于使用 的温度、电荷、硅衬底和照射手段。
[0038] 在硅衬底的外表面附近附着和控制铜原子的被处理的硅衬底可被用作太阳能电 池的原材料。
[0039] 然后，方法100在步骤170中结束。
[0040] 在图2中，表200表示电晕带电如何使镓掺杂硅中的铜减活。横轴代表电晕电荷， 纵轴代表被确定如下的掺杂硅中的缺陷浓度Nt:
[0041 ]
[0042] 其中，t2代表照射之后的少数载流子寿命，ti代表照射之前的少数载流子寿命。
[0043] 从表200可以看出，负电晕电荷影响具有铜污染的掺杂硅，使得缺陷浓度如箭头 210所示急剧降低。即使掺杂硅在减活之后暴露于正电晕电荷，缺陷浓度仍如箭头220所示 保持基本上相同。
[0044] 图3示出通过用于减少过量载流子引起的劣化的铜减活方法100处理的硅衬底结 构300、例如多晶硅衬底结构的断面图。
[0045] 结构300包含例如通过直拉法处理制造的铜污染和镓掺杂的硅衬底310。已直接 在硅衬底310的外表面上设置能够保持电荷的带电绝缘层320。
[0046] 通过使得硅衬底310能够与环境空气和空气压力反应以产生天然氧化物层并且/ 或者通过在处理室中在硅衬底310上沉积热氧化物和/或氧化铝层，使绝缘层320带电。
[0047] 通过将负电晕电荷施加到绝缘层320中由此在铜污染硅衬底310和绝缘层320之 间产生的电势差增强铜原子向位于硅衬底310与绝缘层320的分界上的表面区域330的扩 散，使设置的绝缘层320带电。
[0048] 然后，硅衬底310被暴露于热处理，例如在室温中，以将铜原子收集到分界330中 并因此结束铜扩散。
[0049] 为了使得进入分界330中的铜稳定化，在完成铜扩散之后，具有受控的铜分布的 硅衬底310可进一步被热处理并且/或者被照射。稳定化的硅衬底300可被原样或者在进 一步处理之后被用作太阳能电池材料。
[0050] 图4示出能够吸收太阳辐射的太阳能电池面板400的断面图。
[0051 ] 太阳能电池面板400包含太阳能电池410和透明盖子420，例如为玻璃或聚碳酸酯 盖子，该透明盖子420允许太阳辐射通过以到达太阳能电池410并减少来自太阳能电池410 的热损失。另外，太阳能电池面板400包含太阳能电池410与要被充电的电池之间的所需 要的连接，以及与盖子420 -起保护太阳能电池410和连接的面板框架430。自然，太阳能 电池面板400可包含多于一个的太阳能电池410和太阳能电池410之间的所需要的互连。
[0052] 太阳能电池410包含铜污染硅衬底440,这里，铜通过绝缘层、充电处理和热处理 被减活以减少过量载流子引起的劣化。另外，太阳能电池410包含触头450a、450b和抗反 射层460。
[0053] 娃衬底440至少包含p型娃层和η型娃层和娃层之间的p-n结。p型和η型娃层 中的至少一个被处理，使得硅层440中的铜原子被减活。硅衬底440可在一侧包含在铜减 活中使用的绝缘层，但也可能当触头450a、460b和抗反射层460被制成时该绝缘层或其一 部分已被去除。
[0054] 通过在硅衬底440的外表面上直接设置能够保持电荷的带电绝缘层，例如为二氧 化硅层，使硅衬底440中的铜原子减活。
[0055] 通过使得硅衬底440能够与环境空气和空气压力反应以产生天然氧化物层并且/ 或者通过在处理室内在硅衬底440上沉积热氧化物层，设置要被带电的绝缘层。
[0056] 通过例如将负电晕电荷施加到绝缘层以在铜污染硅衬底440和绝缘层340之间产 生电势差由此电势差增强铜原子向硅衬底440与绝缘层的分界的扩散，使绝缘层带电。
[0057] 然后，硅衬底440被暴露于热处理，例如为室温，以完成将铜原子收集到分界中， 并获得铜减活的硅衬底440。
[0058] 通过热处理并且/或者照射在铜扩散结束后具有操作的铜分布的硅衬底440以使 得进入分界的铜稳定化，能够改善铜减活的结果。
[0059] 以上参照上述的实施例解释了本发明并且已展示本发明的几个优点。很显然，本 发明不仅仅限于这些实施例，而是包含处于本发明的思想和以下的专利权利要求的精神和 范围内的所有可能的实施例。
【主权项】
1. 一种用于减少硅衬底中的过量载流子引起的劣化的方法（100)，该方法包括： 在硅衬底上设置（120、130)带电绝缘层，该带电绝缘层能够保持电荷以用于在带电绝 缘层与硅衬底之间产生电势差；和 热处理（140)硅衬底，用于使得导致过量载流子引起的劣化并处于硅衬底中的杂质能 够由于电势差扩散到硅衬底和绝缘层的分界中。2. 根据权利要求1的方法，其中，通过使得硅衬底能够与空气反应（120)并且/或者通 过在处理室中沉积（120)，设置要被带电的绝缘层。3. 根据前面的权利要求中的任一项的方法，其中，带电绝缘层包含以下氧化物中的至 少一种：天然氧化物、热氧化物和氧化铝。4. 根据前面的权利要求中的任一项的方法，其中，通过将电晕电荷施加到绝缘层中，使 绝缘层带电。5. 根据前面的权利要求中的任一项的方法，其中，在室温下提供热处理。6. 根据前面的权利要求中的任一项的方法，其中，该方法还包括在完成杂质的扩散之 后通过热处理和/或照射硅衬底使进入所述分界中的杂质稳定化（160)。7. 根据前面的权利要求中的任一项的方法，其中，处理的硅衬底被用于太阳能电池中。8. -种硅衬底结构（300)，包括通过权利要求1~7中的任一项的方法处理的硅衬底 (310)〇9. 一种设备（400)，包括通过权利要求1~7中的任一项的方法处理的娃衬底（440)。
【专利摘要】本发明的实施例涉及用于减少硅衬底(310)中的过量载流子引起的劣化的方法，该方法包括在硅衬底(310)上设置能够保持电荷的带电绝缘层(320)，用于在带电绝缘层(320)与硅衬底(310)之间产生电势差；和热处理硅衬底(310)，以使得导致过量载流子引起的劣化并处于硅衬底(310)中的杂质能够由于电势差扩散到硅衬底(310)和绝缘层(320)的分界(330)中。
【IPC分类】H01L31/18, H01L21/3105, H01L31/028
【公开号】CN105308757
【申请号】CN201280054793
【发明人】A·哈拉希尔图奈恩, H·萨维恩, M·V·耶里-库斯基
【申请人】阿尔托大学理工学院
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2012年10月1日
【公告号】EP2761666A1, EP2761666A4, US9306097, US20140238490, WO2013045767A1...