[发明专利]用氧化钼对单晶硅表面进行钝化的方法

说明书

本发明公开了用氧化钼对单晶硅表面进行钝化的方法，清洗硅片，得到干净疏水的硅片表面，用氮气吹干；再在硅片表面蒸镀一层氧化钼薄膜；然后在200‑250℃下于管式炉中用氮气进行退火。该方法通过蒸镀的方法将氧化钼(MoO₃)粉末沉积在硅片表面，具有成膜方法简单、薄膜纯度和致密性高、膜结构和性能独特等优点。

技术领域

本发明属于太阳能级硅片的制造技术领域，特别涉及到单晶硅表面钝化问题，通过加入氧化钼(MoO₃)来实现硅片的有效钝化，从而提高少数载流子的寿命。

背景技术

近年来，由于能源短缺和环境污染等问题，人们越来越重视太阳能的开发和利用，各国政府纷纷出台政策鼓励太阳能行业，所以太阳电池行业得到了飞速的发展，各项新技术也得到开发和应用。随着半导体工艺水平和太阳电池设计及生产水平的提高，人们越来越清楚地认识到表面处理技术对提高太阳电池的效率起着举足轻重的作用，所以也越来越重视半导体表面的研究工作。

太阳电池是利用半导体的光生伏特效应将太阳的光能转换电能的，属于少子器件，所以提高少子的利用率是非常重要的。太阳电池表面钝化的主要作用就是尽可能消除表面态的影响，减少光注入少数载流子在电池表面的复合，使尽可能多的载流子能够被电极收集，转化为电能。太阳电池的表面钝化包括场效应钝化和膜钝化，场效应钝化指的是在太阳电池基体材料中掺杂特定的杂质，形成一定的杂质分布，从而在太阳电池表面产生内建电场，减少表面的复合。而膜钝化指的是在太阳电池制备一层或多层介质膜，减少表面态的影响，所以减少硅表面的载流子复合对提高有效寿命和提高电池效率来说是一项重要工作。

晶体硅的少子寿命对于晶体硅太阳电池的性能具有较大的影响，为了提高少子寿命值，必须对晶体硅表面进行钝化，减少表面复合的影响。近几年，已产生了多种表面钝化的方法，聚酯薄膜(Nation溶液)钝化，湿化学钝化法(硅片经过80℃的水浴然后用NH₄F溶液钝化)，这些方法是非传统方法而且也不太实用。传统方法中热氧化法生长Si0₂膜和PECVD沉积SiN薄膜法，但是这些方法都经过高温过程并且硅片在管道内很容易被污染，且生长周期长。其中热氧化法的温度在950-1050℃，PECVD过程也需要350-400℃。因此一些简单快捷的化学钝化方法倍受青睐。

本发明是使用氧化钼(MoO₃)粉末作为膜料，用蒸镀的方法将其镀在晶体硅表面，形成一层氧化钼(MoO₃)薄膜。蒸镀是使用较早、用途较广泛的气相沉积技术，具有成膜方法简单、薄膜纯度和致密性高、膜结构和性能独特等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种用氧化钼对单晶硅表面进行钝化的方法。

为此，采用的技术方案是这样的：用氧化钼对单晶硅表面进行钝化的方法，其特征在于：清洗硅片，得到干净疏水的硅片表面，用氮气吹干；再在硅片表面蒸镀一层氧化钼(MoO₃)薄膜；然后在200-250℃下于管式炉中用氮气(N₂)进行退火。

少子寿命测量结果表明，硅片清洗后有效少子寿命可达到37.86μs。将清洗后的硅片直接蒸镀氧化钼(MoO₃)，在表面形成一层～15nm厚的氧化钼(MoO₃)薄膜，测得的少子寿命为147.92μs。再将镀有氧化钼(MoO₃)薄膜的样品分别在100℃、200℃、250℃、300℃、400℃、500℃下用氮气退火，测得少子寿命分别为99.18μs、247.35μs、187.88μs、82.90μs、20.39μs、12.03μs。