[发明专利]异质结太阳能电池PECVD工艺受硼污染解决方法

说明书

技术领域

本发明涉及异质结薄膜太阳能电池领域，尤其涉及一种异质结太阳能电池PECVD工艺受硼污染解决方法。

背景技术

薄膜/晶硅异质结(HIT)属于第三代高效太阳能电池技术，是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池，其制造方法为利用PECVD在表面织构化后的基片的正面沉积很薄的本征非晶硅薄膜和p型非晶硅薄膜，然后在基片的背面沉积薄的本征非晶硅薄膜和n型非晶硅薄膜；利用溅射技术在电池的两面沉积透明氧化物导电薄膜，用丝网印刷的方法在透明氧化物导电薄膜上制作Ag电极。它结合了第一代单晶硅与第二代硅薄膜的优势，具有转换效率高、温度系数低等特点，有着巨大的市场前景，将引领整个硅基太阳能电池的方向。

在异质结太阳能电池生产中，硼是一种非常活泼且危害性极大的元素，特别是在与硅片表面密切相关的PECVD(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition)工艺段中，在覆完P掺杂层工艺后，腔体、托盘表面都会存在较多的硼残留，即P层工艺后残留的非晶硅内会含有硼，这些硼会从非晶硅中析出，从而影响到后面的I工艺。而现在市场上的异质结太阳能电池PECVD设备只是参照了薄膜太阳能电池PECVD设备，为了避免硼的交叉污染，或者在P层工艺结束后，用NF3(三氟化氮)或者用传统的湿法方式将腔体进行清洗，保证后面的I/N工艺；或者直接将I/P/N三个工艺腔完全分开。在生产上，为了结合异质结太阳能电池的双面镀膜特点，寻求工艺搭配的优化和产能的最大化，基本上都采用I-P+I-N或I-N+I-P流程，虽然I/P/N腔体都分开了，但I-P工艺共享一个托盘，I-N工艺共享另一个托盘。

异质结太阳能电池PECVD设备腔体覆完P层膜后，用传统的NF3清洗，无法将腔体的硼完全清洗干净，如果用此腔体再去完成I层非晶钝化层工艺，将会严重降低钝化层的钝化效果，直接影响少子寿命以及异质结太阳能电池效率。对于薄膜太阳能电池来说I层厚度有几百纳米，硼污染对其造成的影响可以适度容忍，但是异质结太阳能电池的I层厚度仅5纳米左右，故，硼污染对I层工艺造成的影响会严重降低异质结太阳能电池的性能效率。如果对受硼污染的腔体进行湿法清洗，虽然可以达到理想的清洗效果，但需要设备降温，清洗完成后，又需要升温恢复，占用时间较长，不利于产业化的应用。

工艺上I/P/N腔体的完全分开，虽然可以避免腔体问的交叉污染，但托盘的共享，特别是I-P托盘的共享，托盘表面的硼残留，易在后续I层工艺时，挥发至I层工艺腔体，引起污染，同样影响I层钝化效果。如果每次进入不同腔体，更换不同托盘，拿取硅片需要占用大量时问，不利于规模化生产。

同时，在现有的异质结太阳能电池产线上托盘都是循环使用，需要较长的时间才会重新清理，托盘表面硼污染的存在，对不同批次电池的工艺稳定性也会产生影响。

鉴于上述问题，我们有必要对现有技术进行改进，以克服以上技术缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以迅速去除循环用具表面硼残留的异质结太阳能电池PECVD工艺受硼污染解决方法，所述方法包括异质结太阳能电池PECVD设备，所述异质结太阳能电池PECVD设备对硅片进行I层工艺、N层工艺和P层工艺，所述异质结太阳能电池PECVD设备包括用以在所述P层工艺与后续I层工艺之间共用的循环用具，在P层工艺之后增加水蒸气处理工艺用以在I层工艺之前除去所述循环用具表面的硼残留。

作为本发明的进一步改进，所述水蒸气处理工艺的工艺压力为0.1-5mbar，工艺时间为1-300s。

作为本发明的进一步改进，所述异质结太阳能电池PECVD设备包括单一PECVD腔体及所述PECVD腔体内用以承托硅片的托盘，所述I层工艺、N层工艺和P层工艺在所述共同的单一PECVD腔体内进行，所述循环用具为所述PECVD腔体，在P层工艺之后进行所述水蒸气处理工艺用以在I层工艺之前除去所述PECVD腔体表面的硼残留。

作为本发明的进一步改进，所述水蒸气处理工艺还包括前期的用以去除循环用具表面硅残留的NF3清洗工艺及用以去除循环用具表面在所述NF3清洗工艺后的氟残留物的H2等离子体处理工艺。

作为本发明的进一步改进，所述方法包括：

步骤一：对硅片一面进行I层工艺；

步骤二：对硅片另一面进行I层工艺；

步骤三：在I层上进行N层工艺或P层工艺；

步骤四：在硅片另一面的I层上进行异质结太阳能电池所需的P层或N层工艺。