[发明专利]一种均匀的超薄遂穿氧化层的制备方法及电池

说明书

本发明涉及一种均匀的超薄遂穿氧化层的制备方法及电池，涉及太阳能电池制造领域，解决现有技术中遂穿氧化层均匀性差的问题。所述超薄遂穿氧化层的制备方法在管式炉管内完成，氧化时炉管内的压力为常压或微正压或微负压状态。本发明的遂穿氧化钝化接触电池的遂穿氧化层采用上述的制备方法制备。本发明制备的超薄遂穿氧化层的均匀性好，能够实现背靠背装片的规模化量产，能极大地提高量产遂穿氧化钝化接触电池的产品良率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池制造领域，尤其涉及一种均匀的超薄遂穿氧化层的制备方法及电池。

背景技术

在晶体硅太阳能电池领域，硅片表面的氧化硅层有着重要的作用。对于高效N型遂穿氧化钝化接触结构的电池而言，它的背面钝化接触由遂穿氧化硅层和磷掺杂多晶硅层构成。电池片因吸收光能而产生的空穴在其受光面处被正面电极收集导通，而电池片内的电子在电池背面经遂穿作用通过氧化硅层再经过磷掺杂多晶硅层后被背电极收集导通。这种结构的电池最大的优点是电池的背表面都被高质量的钝化层所覆盖，没有形成载流子高复合的金属-硅接触区域，这样可以提高电池的电学性能。

在遂穿氧化层钝化接触结构的电池中，其遂穿氧化硅层起着重要作用：其一、氧化硅层可以饱和部分硅片表面的硅原子悬挂键进行硅片表面的钝化；其二、能够允许电池内电子顺利的遂穿通过氧化层到达磷掺杂多晶硅层；其三、由于磷元素在氧化硅层中的扩散速率远小于其在硅和多晶硅中的扩散速率。这能产生两种有益效果：其一是保证了基体硅片内少数载流子的寿命不因掺杂而降低；其二是维持了多晶硅薄膜中磷原子的浓度不因扩散进入硅基体而降低，进而维持了界面处的能带弯曲保持了良好的钝化效果。因此，要求硅片表面的氧化硅层具有较高的质量，能够在整个硅片表面形成致密且厚度均匀的氧化硅层。

如果硅片表面所形成的氧化硅层厚度不均匀，电池的整体性能就会下降。因为电子遂穿通过氧化硅层的概率与氧化层的厚度成反比关系，遂穿氧化层太厚的地方遂穿概率降低，导致接触性能不好进而降低电池性能。另外在后续高温磷激活工艺中，氧化层厚度不均匀会导致在较薄氧化层的地方出现磷原子扩散到硅基体的现象。这样会导致不良的效果，其一是破坏氧化层的完整性；其二是磷原子进入硅片增加内部的复合程度，进而降低硅片的少子寿命。

因此，在硅片表面制备出高质量且均匀性好的遂穿氧化层对于遂穿氧化层钝化接触电池而言至关重要。目前的太阳能电池制备工艺中对氧化层的均匀性研究较少，一般只停留在制备出氧化层即可，对氧化层的质量重视不够，氧化层的均匀性一般较差，这样会导致一个片子氧化层厚的地方由于电子的遂穿概率降低，会导致填充因子降低，电池效率也降低，在氧化层薄的地方会发生磷穿透遂穿氧化层，这样会破坏钝化效果，导致开路电压和短路电流都降低，进而也降低电池的效率，导致电池的电学性能较差，尤其是背靠背装片时，进气口和排气口处的氧化层的厚度相差巨大，导致背靠背装片的规模化量产发展受到极大限制，如此，氧化层的均匀性是影响遂穿氧化钝化接触结构电池量产良率的重要因素。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种均匀的超薄遂穿氧化层的制备方法及电池，提高遂穿氧化层的均匀性，并提高太阳能电池的电学性能，实现背靠背装片的规模化量产，极大地提高量产遂穿氧化钝化接触电池的产品良率。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种均匀的超薄遂穿氧化层的制备方法，所述超薄遂穿氧化层的制备方法在管式炉管内完成，氧化时炉管内的压力为常压或微正压或微负压状态。

进一步的，所述氧化层为氧化硅层。

进一步的，包括以下步骤：

步骤101、对硅片进行前处理、清洗；

步骤102、硅片装舟：将硅片装载在石英舟上，其中，将两个硅片靠在一起装入石英舟的一个槽位中，将待氧化面暴露于炉管氛围中；

步骤103、进舟氧化：常压进舟，氮气吹扫，恒温，检漏，通气常压或微正压或微负压氧化，常压出舟。