[发明专利]HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜的制备方法，具体涉及一种高钝化质量低缺陷密度HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜的制备方法。

背景技术

HIT太阳电池作为高效电池的一种，其既利用了低温薄膜沉积工艺，又发挥出晶体硅高迁移率的优势，同时制备工艺简单。其中，HIT电池晶体硅部分一般为N型硅片，它具有开路电压高、转换效率高等特点。一方面，HIT电池在结构与制作工艺上与传统的晶硅太阳电池完全不同，现有的工艺过程在HIT电池上已基本不适用；但另一方面，其能在薄片化的同时保证较高的效率（国际最高效率已达25.6%），应用前景非常广阔，是未来电池发展的主要方向之一。

磷掺杂的N型硅片是制造HIT电池的主要衬底材料，其用于制造HIT电池具有更高的转换效率。本征非晶硅层、掺杂的非晶硅层、透明导电薄膜及栅电极分别在晶体硅衬底的两面沉积形成双面电池。它采用高质量及薄的掺杂非晶硅层形成异质结，同时利用薄的本征非晶硅层对晶体硅表面的悬挂键进行钝化，减少界面态缺陷以提高异质结电池效率。该电池PN结是通过沉积a-Si:H以获得，与传统的扩散制结不同，其对硅片表面质量要求较高，硅片表面缺陷密度需尽可能少，硅片表面a-Si:H的沉积及钝化效果对后续电池性能影响巨大。因此，需要一种高钝化质量低缺陷密度的HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜制备方法。而目前来说，HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜的制备技术相对缺乏，现存的非晶硅薄膜沉积主要是用于非晶硅电池，其薄膜质量很难满足HIT电池的要求。因此，如何提供一种高钝化质量低缺陷密度的HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜制备方法已成为HIT电池制备的关键问题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜的制备方法，该制备方法能够得到高钝化质量和低缺陷密度的a-Si:H薄膜，大幅度提高硅片表面质量，在保证HIT电池短路电流稳定的基础上较大程度的提升其开路电压与填充因子，从而有效的提高HIT电池的效率。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）将N型硅片清洗制绒；

（2）将步骤（1）所得N型硅片进行去氧化层处理；

（3）将步骤（2）所得N型硅片置于PECVD腔中，先抽本底真空，然后加热升温、抽高真空，再通入沉积气体SiH₄与H₂，调节沉积气压与射频功率密度，对N型硅片的正面进行a-Si:H薄膜的沉积，沉积完后降温并将硅片翻面；

（4）重复步骤（3）的过程，对N型硅片的反面进行a-Si:H薄膜的沉积，沉积完成后降温取样，即得到HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜。

上述的HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜的制备方法中，优选的，所述步骤（3）中，先抽本底真空至20Pa以下，然后加热升温至190℃～200℃，抽高真空至5×10^-4Pa以下。

上述的HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜的制备方法中，优选的，所述步骤（3）中，所述SiH₄与H₂的气体流量比（即体积流量比）为1∶5～6。

上述的HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜的制备方法中，优选的，所述步骤（3）中，所述沉积气压为60Pa～80Pa，所述射频功率密度为0.01W/cm²～0.02W/cm²。

上述的HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜的制备方法中，优选的，所述步骤（3）中，所述N型硅片的正面a-Si:H薄膜的沉积时间为10s～12s，沉积厚度为8nm～10nm。

上述的HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜的制备方法中，优选的，所述步骤（4）中，所述N型硅片的反面a-Si:H薄膜的沉积时间为10s～12s，沉积厚度为8nm～10nm。

上述的HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜的制备方法中，优选的，所述步骤（1）中，经所述N型硅片清洗制绒，去除N型硅片的表面损伤层18μm～22μm，并制得金字塔绒面，金字塔对角线尺寸为5μm～10μm。

上述的HIT电池用N型硅片a-Si:H薄膜的制备方法中，优选的，所述步骤（2）中，所述去氧化层处理是将步骤（1）所得N型硅片置于HF溶液中浸泡，然后清洗、吹干。