專利名稱：一種異質結晶硅太陽電池鈍化層的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于太陽電池鈍化層的制備領域，特別涉及一種異質結晶硅太陽電池鈍化層的制備方法。
背景技術：
異質結晶硅太陽電池是很有潛力取代現(xiàn)有晶硅太陽電池結構，成為太陽電池器件主流產(chǎn)品的技術之一。目前異質結晶硅太陽電池技術，以日本三洋公司最為出眾，其生產(chǎn)的電池的效率已達23%。其他多家研究機構，如德國哈根大學、美國可再生能源國家實驗室等，制備的異質結電池效率也均取得了較好的結果。異質結晶硅電池對其性能影響非常重要的是其鈍化層的性能。目前其鈍化層材料基本均為等離子輔助化學氣相沉積法或熱絲化學氣相沉積法制備的氫化非晶硅薄膜，哈根大學選擇等離子輔助化學氣相沉積法制備的氫化氧化硅薄膜作為其鈍化層材料也取得了較好的結果。熱絲化學氣相沉積法相比于等離子輔助化學氣相沉積，沉積薄膜時對界面的損傷少，氣源利用率高，制備的薄膜氫含量高，所以具有更好的鈍化效果。該方法在硅基薄膜太陽電池，晶硅電池的抗反射層等方面的應用已取得了較好的結果，在制備異質結的氫化非晶硅薄膜方面也取得了良好的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種異質結晶硅太陽電池鈍化層的制備方法， 該方法具有氣源利用率高，生長速率快，界面缺陷態(tài)少等特點。本發(fā)明的一種異質結晶硅太陽電池鈍化層的制備方法，包括采用熱絲化學氣相沉積法，以硅烷作為硅源，以氨氣作為氮源，氣壓為O. 2Pa 10Pa，襯底溫度為150°C 300°C，熱絲溫度為1800°C 2200°C，襯底與熱絲的距離為3 IOcm,膜厚為2 IOnm,制得氫化氮化娃層；或者，采用熱絲化學氣相沉積法，以硅烷作為硅源，以氨氣作為氮源，以氧化氮或者二氧化碳作為氧源，氣壓為O. 2Pa 10Pa，襯底溫度為150°C 300°C，熱絲溫度為 1800°C 2200°C,襯底與熱絲的距離為3 IOcm,膜厚為2 IOnm,制得氫化氮氧化娃層。為提高所制備鈍化層的性能，所述氫化氮化硅層或氫化氮氧化硅層進行退火處理在惰性氣體或氫氣保護氣氛下，或者在真空環(huán)境中，于200 600°C保溫I 4h。有益效果相比于使用等離子輔助化學氣相沉積法制備鈍化層，本發(fā)明具有氣源利用率高， 生長速率快，界面缺陷態(tài)少等特點，并且由于本發(fā)明制備的硅薄膜中的H含量更高，所以制備的薄膜的鈍化效果優(yōu)于等離子輔助化學氣相沉積法制備的薄膜，有利于異質結電池效率的提聞。


圖I為雙面異質結結構的異質結晶硅電池結構示意圖；圖2為單面異質結結構的異質結晶硅電池結構示意圖；其中，I是金屬柵線；2是TCO層；3是發(fā)射極；4是鈍化層；5是晶體硅片；6是鈍化層；7是BSF層；8是金屬電極層。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例I如圖I所示的雙面異質結晶硅太陽電池，采用P-型晶體硅片，表面進行清洗制絨處理后放入反應腔室，分別在晶硅片的兩面沉積5nm厚的氫化氮化硅層，對應圖I中的4層和6層，采用硅烷和氨氣作為氣源，熱絲到襯底的距離為5. Ocm,熱絲溫度為2000°C，襯底加熱200°C，沉積氣壓I. OPa ;隨后進行300°C，保溫I小時的真空退火處理；然后采用等離子輔助化學氣相沉積的方法在硅片上沉積發(fā)射極層和BSF層，材料分別采用15nm厚的磷摻雜的氫化非晶硅層和12nm厚的硼摻雜的氫化非晶硅層；再采用磁控濺射的方法分別再硅片的兩面沉積TCO層，材料采用200nm厚的ITO層；最后采用絲網(wǎng)印刷的方法制備導電柵線， 材料采用低溫銀漿，印刷后進行120°C，保溫IOmin的退火處理。其中經(jīng)過退火處理的氫化氮化硅層可很好的鈍化晶體硅表面的懸掛鍵，并部分氫擴散到硅片中鈍化了硅片中的缺陷。又因為該層厚度只有5nm，光照產(chǎn)生的光生電流可通過隧穿方式穿過，不會影響電池的導電。所以該實施例獲得高轉換效率的異質結晶硅電池。實施例2如圖2所示的單面異質結晶硅太陽電池，采用N-型硅片，表面進行清洗制絨后，先在背面熱蒸鍍一層Al膜(對應圖2中8層)，600°C快速退火后形成有效BSF層；將片子放入反應腔室，沉積一層6nm后的氫化氮氧化硅層，采用硅烷、氨氣和氧化氮作為氣源，熱絲到襯底距離為5. 5cm,熱絲溫度為2000°C，襯底加熱200°C，沉積氣壓2. OPa ;隨后進行300°C， 保溫I小時的真空退火處理；隨后采用熱絲化學氣相沉積的方法沉積一層20nm厚的硼摻雜非晶硅層，作為異質結太陽電池的發(fā)射極；采用磁控濺射法沉積一層200nm的ITO作為 TCO層；采用絲網(wǎng)印刷的方法制備電池的柵線電極，原料采用低溫銀漿，印刷后進行120°C， 保溫IOmin的退火處理。該實施例中的氫化氮氧化硅層通過成分的調節(jié)可對鈍化層的性能進行進一步的優(yōu)化，提高鈍化層的鈍化效果，從而優(yōu)化異質結晶硅太陽電池的性能。
權利要求
1.一種異質結晶硅太陽電池鈍化層的制備方法，包括采用熱絲化學氣相沉積法，以硅烷作為硅源，以氨氣作為氮源，氣壓為0. 2Pa 10Pa， 襯底溫度為150°C 300°C，熱絲溫度為1800°C 2200°C，襯底與熱絲的距離為3 10cm， 膜厚為2 IOnm,制得氫化氮化娃層；或者，采用熱絲化學氣相沉積法，以硅烷作為硅源，以氨氣作為氮源，以氧化氮或者二氧化碳作為氧源，氣壓為0. 2Pa 10Pa，襯底溫度為150°C 300°C，熱絲溫度為1800°C 2200°C，襯底與熱絲的距離為3 10cm，膜厚為2 10nm，制得氫化氮氧化硅層。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種異質結晶硅太陽電池鈍化層的制備方法，其特征在于 所述氫化氮化硅層或氫化氮氧化硅層進行退火處理在惰性氣體或氫氣保護氣氛下，或者在真空環(huán)境中，于200 600°C保溫I 4h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種異質結晶硅太陽電池鈍化層的制備方法，包括采用熱絲化學氣相沉積法，以硅烷作為硅源，以氨氣作為氮源，制得氫化氮化硅層；或者，采用熱絲化學氣相沉積法，以硅烷作為硅源，以氨氣作為氮源，以氧化氮或者二氧化碳作為氧源，制得氫化氮氧化硅層。本發(fā)明具有氣源利用率高，生長速率快，界面缺陷態(tài)少等特點，制備的薄膜的鈍化效果優(yōu)于等離子輔助化學氣相沉積法制備的薄膜，有利于異質結電池效率的提高。
文檔編號H01L31/18GK102593253SQ20121004284
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權日2012年2月23日
發(fā)明者周浪, 周潘兵, 彭錚, 李媛媛, 魏秀琴, 黃海賓 申請人:上海中智光纖通訊有限公司