CN102154708B - 一种太阳能电池薄膜的生长方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池制造技术领域，尤其是一种薄膜的生长方法，主要步骤为对太阳能用晶体硅片进行表面制绒，送入氧化炉进行氧化工艺，对氧化膜进行退火处理，然后进行后续太阳能电池工艺。本发明氧化膜生长速度快，质量高，钝化性能优越；硅片在低温下进出炉管，氧化膜应力小，缺陷少；本发明的氧化工艺和退火工艺在同一个设备中进行，产量高。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造技术领域，尤其是一种薄膜的生长方法。
背景技术
硅太阳能电池的发电量由电池的转换效率决定，晶体硅光伏电池的钝化对转换效率至关重要。钝化分为体钝化和表面钝化，现在晶体硅太阳能电池的正面普通使用的氮化硅钝化膜，背面使用的印刷铝背场钝化。单层的氮化硅的钝化性能有限，双层钝化和多层钝化可以大幅的提高电池的钝化性能。特别是在电池背面的背钝化可以极大的改善背面钝化性能，提高电池的转换效率。氧化膜是作为多层钝化第一钝化层的最佳选择，氧化膜的质量直接决定了钝化的效果。氧化膜的生长分为干氧生长和湿氧生长，干氧生长速度慢，质量较好，而湿氧生长快而质量差。
发明内容
本发明的目的是：提供一种简单，生长速度快，膜厚均匀的，钝化性能优越的氧化膜的生长方法。
本发明采用的技术方案是：一种太阳能电池薄膜的生长方法，其具有以下步骤，
a)将经过常规表面处理的硅片在300～700℃低温下送入氧化炉管；
b)将炉管升温至800～1000℃，同时通入氮气，氮气流量为2～20升/分钟；
c)待温度稳定后，关闭N2气，通入氧气，氧气流量2～20升/分钟，1～3分钟后，通入三羧酸循环(三羧酸循环)或CH2CL2(CH2Cl2)气体，气体流量0.2～2升/分钟，同时通入水蒸气H2O，气体流量0.5～5升/分钟，通氧3～100分钟，生长不同厚度的氧化膜；
d)关闭三羧酸循环或CH2CL2气体，并关闭水蒸气，持续通氧气1～5分钟，氧气流量2～20升/分钟；
e)关闭氧气，通入氮气，气体流量2～20升/分钟，氮气在高温下会带走氧化膜中的水分；
f)降温至300～500℃，通入氢气和氮气的混合气体进行退火，气体流量1～10升/分钟，时间5～30分钟；
g)关闭合成气体，通入N2吹扫，N2流量5～10升/分钟，时间2～10分钟；
h)硅片出炉，进行电池的后续工艺。
进一步地：硅片为晶体硅片，电阻率为0.5～10Ωcm，常规表面处理包括表面清洗及表面织构化处理。
步骤f的对氧化膜的改善钝化性能的退火工艺，和步骤c的氧化膜的生长在同一个炉管，不需要转换炉管，在改善氧化膜性能的前提下大大提高产能。
本发明的有益效果是，氧化膜生长速度快，质量高，钝化性能优越；硅片在低温下进出炉管，氧化膜应力小，缺陷少；本发明的氧化工艺和退火工艺在同一个设备中进行，产量高。
具体实施方式
实施例一：
选择N型单晶硅片，晶面(100)，掺杂浓度1.5Ωcm。切片后的硅片经过常规清洗工艺，进行表面制绒。
1.在低温600℃的温度下将硅片送入氧化炉管
2.在通氮气的同时，炉管升温至氧化所需的氧化温度950℃，这里氮气的流量5升/分钟
3.待温度稳定后，关闭N2气。通入氧气，氧气流量5升/分钟；2分钟后，通入TCA(三羧酸循环)气体，气体流量0.3升/分钟，同时通入水蒸气H2O，气体流量1升/分钟。氧化时间10分钟，氧化膜30nm。
4.关闭TCA气体，水蒸气，持续通氧2分钟，氧气流量5升/分钟，消耗残余的TCA和水蒸气。
5.关闭氧气。通入N2，气体流量5升/分钟，时间10分钟。
6.降温至400℃。通入合成气体H2(5％)+N2(95％)进行退火，气体流量1升/分钟，时间15分钟。
7.关闭合成气体，通入N2吹扫，气流量5升/分钟，时间3分钟。
8.硅片出炉。
扩散完成后进行后续的其他电池工艺。生长的氧化膜使电池表面的复合速率低于20cm/s。
实施例二：
选择P型多晶硅片，晶面(100)，掺杂浓度3Ωcm。切片后的硅片经过常规清洗工艺，进行表面制绒。
1.在低温500℃的温度下将硅片送入氧化炉管
2.在通氮气的同时，炉管升温至氧化所需的氧化温度900℃，这里氮气的流量6升/分钟
3.待温度稳定后，关闭氮气。通入氧气，氧气流量5升/分钟；3分钟后，通入DCE(CH2Cl2)气体，气体流量0.5升/分钟，同时通入水蒸气H2O，气体流量2升/分钟。通氧5分钟，氧化膜15nm。
4.关闭DCE气体，水蒸气，持续通氧2分钟，氧气流量5升/分钟，消耗残余的DCE和水蒸气。
5.关闭氧气。通入N2，气体流量5升/分钟，时间10分钟
6.降温至350℃。通入合成气体H2(8％)+N2(92％)进行退火，气体流量3升/分钟，时间20分钟。
7.关闭合成气体，通入N2吹扫，气流量7升/分钟，时间5分钟。
8.硅片出炉。
扩散完成后进行后续的其他电池工艺。生长的氧化膜使电池表面的复合速率低于100cm/s。
Claims (3)
1.一种太阳能电池薄膜的生长方法，其特征是：具有以下步骤，
a)将经过常规表面处理的硅片在300～700℃低温下送入氧化炉管；
b)将炉管升温至800～1000℃，同时通入氮气，氮气流量为2～20升/分钟；
c)待温度稳定后，关闭N2气，通入氧气，氧气流量2～20升/分钟，1～3分钟后，通入三羧酸循环或CH2CL2气体，气体流量0.2～2升/分钟，同时通入水蒸气H2O，气体流量0.5～5升/分钟，通氧3～100分钟，生长不同厚度的氧化膜；
d)关闭三羧酸循环或CH2CL2气体，并关闭水蒸气，持续通氧气1～5分钟，氧气流量2～20升/分钟；
e)关闭氧气，通入氮气，气体流量2～20升/分钟，氮气在高温下会带走氧化膜中的水分；
f)降温至300～500℃，通入氢气和氮气的混合气体进行退火，气体流量1～10升/分钟，时间5～30分钟；
g)关闭合成气体，通入N2吹扫，N2流量5～10升/分钟，时间2～10分钟；
h)硅片出炉，进行电池的后续工艺。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池薄膜的生长方法，其特征是：所述的硅片为晶体硅片，电阻率为0.5～10Ωcm，常规表面处理包括表面清洗及表面织构化处理。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池薄膜的生长方法，其特征是：步骤f的对氧化膜的改善钝化性能的退火工艺，和步骤c的氧化膜的生长在同一个炉管，不需要转换炉管。
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