CN101510576A - 提高太阳电池用非晶氢化碳氮化硅薄膜钝化性能的热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种提高太阳电池用非晶氢化碳氮化硅薄膜钝化性能的热处理方法，步骤如下：将采用PECVD双面沉积非晶氢化碳氮化硅薄膜的硅片放在氮气气氛下于550～850℃快速热处理10～80秒，或在空气气氛下于550～850℃快速热处理10～80秒，冷却后拿出。本发明采用热处理时间短、加热速度快以及更易精确控制的快速热处理工艺对沉积有非晶氢化碳氮化硅薄膜的硅片进行热处理，有效地提高了非晶氢化碳氮化硅薄膜的钝化性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高太阳电池用非晶氢化碳氮化硅薄膜钝化性能的热处理方法。
背景技术
表面钝化技术在太阳电池的发展中起着相当重要的作用。迄今为止，已发展了多种太阳电池钝化膜，如：热氧化SiO2膜，离子沉积SiO2膜，等离子增强化学气相沉积法(PECVD)沉积SiNx膜，除了这几种介质膜外，还有PECVD沉积的非晶掺杂半导体(如：α-Si)也有类似的效果。在这几种膜中，SiO2膜和α-Si膜不具备减反射性能，而SiNx膜虽兼具了钝化与减反射作用，广泛应用于商业太阳电池中，但随着硅片的厚度越来越薄，表面钝化技术显得越来越重要，尤其是背表面钝化，SiNx钝化膜显得有点力不从心。
在太阳电池制作工艺中，制备减反射钝化膜后，要进行电极制作，最终制成太阳电池。目前太阳电池普遍采用丝网印刷的方法制作电极，即通过丝网印刷机和模板将银浆和铝浆印刷在太阳电池的正面和背面，以形成正电极和负电极引线，再经过低温烘烤和高温烧结与发射极形成欧姆接触。因此，有必要对于减反射钝化膜的高温烧结性能进行研究，根据商业化生产太阳电池电极制作工艺的要求，一般为在730～800℃快速热处理30秒。
根据西班牙I.Martín，M.Vetter科研小组的研究发现，PECVD沉积的α-SiCx∶H薄膜对于N、P型硅片都具有很好的钝化效果。以电阻率为3.3Ω·cm的P型单晶硅为衬底，沉积本征α-SiCx∶H薄膜和磷掺杂α-SiCx∶H薄膜，其表面复合速率分别低于30cm·s-1、11cm·s-1；以电阻率为1.4Ω·cm的N型单晶硅为衬底，沉积本征α-SiCx∶H薄膜和氮掺杂α-SiCx∶H薄膜，表面复合速率分别低于54cm·s-1、16cm·s-1。接着他们研究了样品经过合成气氛退火后，进行730℃快速热处理，其钝化性能的变化，发现高温退火对其钝化性能没有影响。
但他们的研究还存在很多问题。首先，他们采用区熔硅片为衬底，与目前商业电池片普遍采用直拉单晶片或多晶片为衬底不匹配；其次，在快速热处理前先采用合成气氛低温退火也不符合目前的产业化生产过程；第三，没有研究快速热处理对非晶氢化碳氮化硅薄膜(即氮掺杂的α-SiCx∶H薄膜)钝化性能的影响；最后，非晶氢化碳氮化硅薄膜比本征α-SiCx∶H薄膜具有更好的钝化效果，所以研究快速热处理对其的影响具有一定的意义。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种简单的提高太阳电池用非晶氢化碳氮化硅薄膜钝化性能的热处理方法。
一种提高太阳电池用非晶氢化碳氮化硅薄膜钝化性能的热处理方法，步骤如下：
将双面沉积了非晶氢化碳氮化硅薄膜的硅片样品放在氮气或空气气氛下于550～850℃，热处理10～80秒。
沉积有非晶氢化碳氮化硅薄膜的硅片为单晶硅片、多晶硅片或者多晶磷扩散硅片。
本发明具有的有益效果是：
采用快速热处理后，有效提高了非晶氢化碳氮化硅薄膜的钝化性能，而且更加符合实际生产情况，更有利于实现工业化生产。
附图说明
图1是快速热处理前后少子寿命变化图。
图2是快速热处理前后少子寿命变化图。
图3是快速热处理前后少子寿命变化图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步的说明。
本发明中非晶氢化碳氮化硅薄膜的沉积方法是采用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)。在单晶硅片、多晶硅片以及扩散硅片上双面沉积非晶氢化碳氮化硅薄膜。
本发明中的快速热处理采用北京东之星应用物理研究所制造的RTP-300型快速热处理设备。
非晶氢化碳氮化硅薄膜的钝化效果用少子寿命值表征，少子寿命越大，钝化效果越好。少子寿命采用μ-PCD设备测试。
实施例1：
将双面沉积非晶氢化碳氮化硅薄膜的单晶硅片、多晶硅片和扩散硅片，在氮气气氛下750℃快速热处理20秒，冷却后取出。
硅片热处理前后的少子寿命比较图如图1所示。
实施例2：
将双面沉积非晶氢化碳氮化硅薄膜的多晶硅片，在氮气气氛下850℃快速热处理10、30、60、80秒，冷却后取出。
多晶硅片热处理前后的少子寿命比较图如图2所示。
实施例3：
将双面沉积非晶氢化碳氮化硅薄膜的多晶硅片，在空气气氛下550℃快速热处理10、30、60、80秒，冷却后取出。
多晶硅片热处理前后的少子寿命比较图如图3所示。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1、一种提高太阳电池用非晶氢化碳氮化硅薄膜钝化性能的热处理方法，其特征在于：将双面沉积了非晶氢化碳氮化硅薄膜的硅片样品放在氮气或空气气氛下于550～850℃，热处理10～80秒。
2、根据权利要求1所述的一种提高太阳电池用非晶氢化碳氮化硅薄膜钝化性能的热处理方法，其特征在于：沉积有非晶氢化碳氮化硅薄膜的硅片为单晶硅片、多晶硅片或者多晶磷扩散硅片。
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