[发明专利]一种新型晶硅PERC电池前氧化层制备工艺

说明书

本发明涉及晶硅PERC电池钝化领域。一种新型晶硅PERC电池前氧化层制备工艺，按照清洗制绒、扩散制结、背面刻蚀、双面氧化铝制备、正面氮化硅膜制备、背面氮化硅膜的制备、背面激光开槽、正背电极的制备的工艺过程进行；双面氧化铝制备过程中，将硅片插入铝制花篮中，循环通入TMA和水蒸气，在硅片的正、背面各制备一层3‑5nm的氧化铝膜；正面氮化硅膜制备过程中，将制备完双面氧化铝的硅片，放入石墨舟，在管式PECVD中制备氮化硅，通入NH3和N2气后，接通射频源，通过高能等离子体将正面氧化铝膜层打掉，同时形成一层氧化硅层。

技术领域

本发明涉及晶硅PERC电池钝化领域。

背景技术

当前，PERC电池前表面钝化使用氧化硅钝化技术，背表面则利用氧化铝作为基本的钝化膜，在具体的制备过程中，前氧化硅层通过热氧化的方式实现，背氧化铝的沉积有ALD及PECVD方法，两者制备独立进行，设备成本高，而且前氧化硅层热氧化过程中，高温导致硅基体的热损伤严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何在前氧化硅层制备过程中不使用热氧化工艺，避免高温过程造成硅基体的热损伤。

本发明所采用的技术方案是：一种新型晶硅PERC电池前氧化层制备工艺，按照清洗制绒、扩散制结、背面刻蚀、双面氧化铝制备、正面氮化硅膜制备、背面氮化硅膜的制备、背面激光开槽、正背电极的制备的工艺过程进行；双面氧化铝制备过程中，将硅片插入铝制花篮中，循环通入TMA和水蒸气，在硅片的正、背面各制备一层3-5nm的氧化铝膜；正面氮化硅膜制备过程中，将制备完双面氧化铝的硅片，放入石墨舟，在管式PECVD中制备氮化硅，通入NH3和N2气后，接通射频源，通过高能等离子体将正面氧化铝膜层打掉，同时形成一层氧化硅层。

双面氧化铝制备过程的具体工艺为：利用ALD设备，制备厚度3-5nm，折射率1.6-1.65的双面氧化铝膜层，制备过程中，周期性通入TMA及H2O,其中TMA通入流量为15-20sccm,反应时间为2.5-3.5s，吹扫时间为6-8s；H2O通入流量为15-20sccm,反应时间为2.5-3.5s，吹扫时间为10-15s，共32个周期。

正面氮化硅膜制备过程的具体工艺为：在管式PECVD中制备氮化硅，首先进行预处理，通入NH3和N2，其中管内压力为2000-2500mTorr，温度400-450℃，功率为12000-14000W，脉冲开关比为1:10, NH3/N2= 1:1至3:1，时间180-250s；然后通入NH3和SiH4，压力为1000-2000mTorr,温度450-500℃，功率为11000-13000W,脉冲开关比为1:12，所通SiH4/NH3 =1/4至1/10,时间为550-650s。

本发明的有益效果是：制备晶硅PERC电池工艺技术，不仅缩减常规PERC制备工序，降低制造成本，而且提高了晶硅电池性能。氧化铝制备过程中，与硅基体表面所形成的氧化硅，对表面的化学钝化效果远优于热氧化所制备的氧化硅。本发明正是利用此特点，采用制备双面氧化铝的工艺技术，通过一道工序同时实现电池前表面SiOx及背表面AlOx的钝化。不仅成本低，工序简单，而且避免高温热氧化对硅片本身的损伤，同时也解决了，前表面氧化铝金属化过程中，金属烧穿比较困难的问题。最重要，由AlOx制备所形成的前氧化层，较热氧化成长的氧化硅层，表面缺陷密度低一个数量级。

具体实施方式

本实施例电池正面依次为氧化硅层、氮化硅层、正电极；背面依次为氧化铝层、氮化硅层、背电极。

本发明中，晶硅PERC电池前表面氧化硅，经双面氧化铝沉积后，利用正面PECVD离子轰击形成。其具体制备方法如下：

清洗制绒，采用现有工艺。制绒使用碱制绒，刻蚀量控制在0.4-0.6g，反射率7%-12%。

扩散制结，采用现有工艺。

刻蚀，采用现有工艺。使用碱刻蚀，刻蚀量控制在0.14-0.17g，反射率35%-45%。