[发明专利]一种硅太阳能电池的表面钝化处理方法和系统

说明书

本申请提供了一种硅太阳能电池的表面钝化处理方法和系统，具体为在经过在先工艺流程处理后的硅片基底上制备氧化硅薄膜；在氧化硅薄膜上制备氧化铝薄膜；在氧化铝薄膜上制备含氢介电材料薄膜。由于氧化硅薄膜能够修复部分硅表面的悬挂键，并且能够作为缓冲层，减少在氧化铝薄膜制备过程中原子的轰击产生的损伤，使硅片基底和钝化层界面具有较低的界面态缺陷密度水平，也就无需通过退火工序降低界面态缺陷密度。由于无需退火工序，从而降低了工艺成本和设备投资，还减少了因工艺复杂程度对大规模量产的良率控制产生的不良影响。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种硅太阳能电池的表面钝化处理方法和系统。

背景技术

太阳能是一种取之不竭、无污染的绿色清洁能源，在现代社会能源结构中已经占据了较大的比重，越来越受到人们的重视。光伏发电系统的光电转换效率，很大程度上决定于太阳能电池的光电转换效率。作为大面积光电转换器件，太阳能电池的光电转换效率受诸多因素影响，而表面钝化水平是其中的一个关键因素。因此，为了获得高电池转换效率，我们需要尽可能改善电池的表面钝化。

业内目前大规模产业化的钝化工艺是采用等离子化学气相沉积法(PECVD)在扩散完成后的硅片上沉积一层合适厚度的氮化硅薄膜。通过调节氮化硅薄膜的厚度，能够使其在633nm处具有1.9-2.1的折射率，从而为太阳能电池提供最优化的效率提升。然而，该钝化结构存在较高的固定正电荷，不利于P型层的钝化。

为了避免这个问题，业内引入了带有固定负电荷的氧化铝薄膜。以P型硅太阳电池为例，该氧化铝薄膜通常直接沉积到扩散后硅片的P型层(通常为P型电池非受光面，即未扩散的硅基底侧)上，然后在氧化铝薄层外再沉积氮化硅薄膜。该氧化铝/氮化硅复合膜层结构可以提供足够强度的固定负电荷(Qfix，1-10e12cm-2)，从而改善P型层的钝化效果。

然而，直接在硅片的P型层上沉积氧化铝薄膜会产生很高的界面态缺陷密度(Dit)，高的界面态缺陷密度会导致表面复合速率上升，固定负电荷无法发挥良好的场效应钝化作用，这在文献中称为“屏蔽”。为了把该区域的界面态缺陷密度降低到可以接受的水平，目前做法是进行450℃的高温退火。在退火过程中，氧化铝薄膜中的固定负电荷会经历一个先下降再上升的过程，因此，退火的时间通常需要20分钟以上，才能保证Dit和Qfix同时满足钝化的需求。

这样一来，额外的退火工序不仅增加了工艺成本和设备投资，还增加了工艺复杂程度，极易对大规模量产的良率控制产生不良影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种硅太阳能电池的表面钝化处理方法和系统，以降低工艺成本和设备投资，还用于减少因工艺复杂程度对大规模量产的良率控制产生的不良影响。

有鉴于此，本发明公开了一种硅太阳能电池的表面钝化处理方法，可选的，包括步骤：

在经过在先工艺流程处理后的硅片基底上制备氧化硅薄膜；

在所述氧化硅薄膜上制备氧化铝薄膜；

在所述氧化铝薄膜上制备含氢介电材料薄膜。

可选的，所述在经过在先工艺流程处理后的硅片的基底上制备氧化硅薄膜，包括步骤：

在所述硅片基底上通过高温氧化工艺、湿化学氧化工艺或臭氧氧化工艺制备所述氧化硅薄膜。

可选的，所述氧化硅薄膜的厚度为0.5～10nm。

可选的，所述在所述氧化硅薄膜上制备氧化铝薄膜，包括步骤：

在所述氧化硅薄膜上通过原子层沉积工艺、等离子化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或反应等离子体沉积工艺制备所述氧化铝薄膜。

可选的，所述氧化铝薄膜的厚度为0.5～30nm。