CN103000755A - 用于光伏钝化的前体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了在光伏电池上产生钝化层的沉积方法。所述方法包括沉积包含至少进一步包括氧化硅和氮化硅层的双层的钝化层。在一个方面，用于沉积氧化硅层或氮化硅层的硅前体分别选自SiRxHy族，或选自SiRxH族、硅烷及其组合，其中，在SiRxHy中，x+y＝4，y≠4，且R可以独立地选自：C1-C8直链烷基，其中该配体可以是饱和或不饱和的；C1-C8支链烷基，其中该配体可以是饱和或不饱和的；C1-C8环烷基，其中该配体可以是饱和的、不饱和的或芳族的；和NR* 3，其中R*可以独立地是：氢；或直链、支链、环状、饱和或不饱和的烷基。本发明还公开了包含所述钝化层的光伏器件。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年9月7日提交的美国临时申请号为61/531,749的权益，在此通过引用将其全部内容并入本文。
技术领域
本发明涉及通过CVD法制备的基于硅的介电材料的领域。特别是，它涉及制造这些材料的薄膜的方法及其作为光伏器件中的钝化或屏障涂层(barriercoating)的用途。
背景技术
光伏(“PV”)电池将光能转换成电能。许多光伏电池使用单晶硅或多晶硅作为衬底来制造。该电池中的硅衬底通常用正或负导电类型的掺杂剂改性，且厚度为50-500微米的级别。在本申请的全文中，意图面向入射光的衬底(如晶片)的表面被指定为前表面，且与前表面相对的表面被称为后表面。按照惯例，正掺杂的硅通常被指定为“p”，其中空穴是多数电载流子(majorityelectrical carrier)。负掺杂的硅被指定为“n”，其中电子是多数电载流子。光伏电池运行的关键是p-n结的产生，通常通过在硅衬底的前表面上进一步涂布(dope)薄层来形成(图1)。这样的层通常被称为作为发射极层，而整体硅(bulksilicon)被称为吸收体层。根据器件的配置，发射极可以是p-掺杂的或n-掺杂的。
最优光伏器件效率的关键要求是硅的前表面和后表面的有效钝化。任何固体的表面通常代表与整体(bulk)的晶体周期性的大的中断(disruption)，从而产生更高的亚化学计量键合群体，这导致电缺陷。对于硅，当这些缺陷在带隙的范围内强力地发生时，它们增加载流子复合，并负面影响设备效率。当硅表面用钝化层(PL)涂覆时，硅-PL的性能成为关键。同样，整体硅的晶体周期性由于非硅原子在界面处的存在而被中断。
硅-PL界面电荷可以在影响钝化效率方面发挥关键作用。在PL沉积过程中产生的固定电荷可以在底层硅中产生感应场(Aberle，Progress inPhotovoltaics，8，473)。对于与n-型硅接触的钝化层，希望高的固定正电荷以减少载流子复合。对于与p-型硅接触的钝化层，希望减少的固定正电荷以减少载流子复合并防止寄生分流(parasitic shunting)。
除了作为钝化层发挥功能，该介电材料可以提供抗反射性能，以降低反射率并提高光的吸收。
Leguijt和Wanka(WO08043827A；Solar Energy Materials and Solar Cells，40，297)描述了制造整合了SiNxHy钝化的光伏器件的方法，其中使用硅烷和氨沉积钝化层。该方法在界面处产生通常＞+1e12/cm2的高的固定正电荷。因此，该方法对于与n-型硅接触的钝化是相容的，但在与p-型硅接触的情况中产生较差的结果(Dauwe，Progress in Photovoltaics，10，271)。
US2009151784A描述了制造整合了热生长氧化硅的光伏器件的方法。该方法需要800-1000℃范围的高温，并可能导致慢的处理时间。已知该方法产生e11/cm2左右的固定界面电荷，其与p-型硅表面的钝化相容。
Naber(34th IEEE PVSC 2009)描述了制造整合了化学生长的氧化硅的光伏器件的方法。该方法需要硝酸处理，需要可能很长的浸渍时间。
Hofmann(Advances in Optoelectronics，485467)描述了使用硅烷与N2O、O2或氨制造整合了CVD氧化物/氮化物叠合层的光伏器件的方法。该方法报告了沉积后200厘米/秒的表面复合速度和在800℃烧结3秒后60厘米/秒的表面复合速度。由于硅烷前体中存在的Si-H的键强度，硅烷氧化薄膜的沉积可能需要高的等离子体功率密度和高的沉积温度。
因此，需要在低于450℃的沉积温度下使用提供优良的与p-型硅接触的界面性能的前体沉积钝化膜或层，具有可工业化的产量和拥有成本。任选地，氮化物薄膜可以沉积在氧化物薄膜的顶部(图2)。钝化层可以存在于器件的前侧、器件的后侧或这两者上。
发明概述
本发明涉及制造用于光伏器件的钝化层的方法及其光伏器件。
在一个方面，提供了一种在腔室中在光伏电池上沉积至少一个钝化层的方法，包括以下步骤：
提供具有后表面和前表面的光伏电池；
提供第一硅前体；
提供氧源；
至少在光伏电池的一个表面上沉积具有5-70nm厚度的氧化硅层；
提供第二硅前体；
提供氮源；和
在氧化硅层上沉积具有20-200nm厚度的氮化硅层；
其中，具有25-600nm厚度的钝化层包括包含该氧化硅层和该氮化硅层的至少一个双层。
在另一个方面，提供了一种光伏器件，包括：
光伏电池，其包括：
邻近N-掺杂的硅层的P-掺杂的硅层，
后表面和前表面；
和
通过所公开的方法沉积在光伏电池上的至少一个钝化层。
在又一个方面，提供了一种光伏器件，包括：
光伏电池，包括
邻近N-掺杂的硅层的P-掺杂的硅层，
后表面和前表面；
和
沉积在光伏电池的至少一个表面上的至少一个钝化层；
其中，钝化层具有至少一个由厚度为5至70nm的氧化硅层和厚度20到200nm的氮化硅层组成的双层。
通过使用对于氧化硅层独立地选自SiRxHy族、和对于氮化硅层独立地选自硅烷、SiRxHy族及其组合的硅前体来沉积钝化层中的氧化硅层和氮化硅层；
其中x+y＝4，y≠4，且R独立地选自以下：
C1-C8直链烷基，其中该配体是饱和或不饱和的；
C1-C8支链烷基，其中该配体可以是饱和或不饱和的；
C1-C8环烷基，其中该配体可以是饱和、不饱和或芳族的；和
NR* 3；
其中R*可以独立地选自以下：
氢；和直链、支链、环状、饱和或不饱和的烷基。
SiRxHy族的硅前体的实例包括但不限于甲基硅烷、二甲基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、乙基硅烷、二乙基硅烷、四乙基硅烷、丙基硅烷、二丙基硅烷、异丁基硅烷、叔丁基硅烷、二丁基硅烷、甲基乙基硅烷、二甲基二乙基硅烷、甲基三乙基硅烷、乙基三甲基硅烷、异丙基硅烷、二异丙基硅烷、三异丙基硅烷、二异丙基氨基硅烷、氨基硅烷、二氨基硅烷、甲基氨基硅烷、乙基氨基硅烷、二乙基氨基硅烷、二甲基氨基硅烷、双叔丁基氨基硅烷和双异丙基氨基(甲基乙烯基硅烷)。
附图简述
图1.显示钝化层存在的4个代表性光伏器件的配置。
图2.涂覆有任选的氮化硅层的氧化硅钝化层的示意图。
图3.对于三乙基硅烷氧化物和三乙基硅烷氮化物的第二层钝化的硅随少数载流子的密度变化的少数载流子寿命。
发明详述
本发明涉及制造用于光伏器件的钝化层或膜的沉积方法。
该方法包括以下步骤：
提供具有后表面和前表面的光伏电池；
提供硅前体；
提供氧源；
在光伏电池的至少一个表面上沉积氧化硅层；
硅前体选自SiRxHy族；
其中x+y＝4，y≠4，且R独立地选自以下：
C1-C8直链烷基，其中该配体是饱和或不饱和的；例子是甲基、乙基、丁基、丙基、己基、乙烯基、烯丙基、1-丁烯基、2-丁烯基；
C1-C8支链烷基，其中该配体可以是饱和或不饱和的；例子是异丙基、异丙烯基、异丁基、叔丁基；
C1-C8环烷基，其中该配体可以是饱和、不饱和或芳族的；例子是环戊基、环己基、苄基、甲基环戊基；和
NR* 3，其中R*可以独立地为氢；或直链、支链、环状、饱和或不饱和的烷基；
其中，钝化层是氧化硅膜。
附加的层可以任选地沉积在氧化硅层的顶部。例如，氮化硅、碳化硅、碳氮化硅、透明导电氧化物、氧化铝、无定形硅。
例如，氮化硅膜(或层)可以使用选自以下的硅前体沉积以覆盖氧化硅膜(或层)：硅烷、SiRxHy族(其中x+y＝4，y≠4，且R独立地选自C1-C8直链烷基，其中该配体是饱和或不饱和的；C1-C8支链烷基，其中该配体可以是饱和或不饱和的；C1-C8环烷基，其中该配体可以是饱和、不饱和或芳族的；NR* 3；其中R*可以独立地为氢；或直链、支链、环状、饱和或不饱和的烷基)及其组合。在这种情况下，钝化层是具有氧化硅层和氮化硅层的双层。
例如，钝化层可以是双层，其中氮化硅层通过使用硅烷和氨来沉积。
钝化层还可以包含多个双层。
本发明还涉及光伏器件，包括
光伏电池，其包括：
邻近N-掺杂的硅层的P-掺杂的硅层，
后表面和前表面；
和
使用选自SiRxHy族的至少一种硅前体沉积在至少一个表面上的至少一个钝化层，
其中x+y＝4，y≠4，且R独立地选自以下：
C1-C8直链烷基，其中该配体是饱和或不饱和的；
C1-C8支链烷基，其中该配体可以是饱和或不饱和的；
C1-C8环烷基，其中该配体可以是饱和、不饱和或芳族的；和
NR* 3；其中R*可以独立地选自以下：
氢；和直链、支链、环状、饱和或不饱和的烷基；
其中，该钝化层是氧化硅膜。
任选地，光伏电池的各个表面，即，P-掺杂的硅层的表面和N-掺杂的硅层的表面，具有沉积在其上的钝化层。
该钝化层可以是氧化硅膜、氧化硅层和氮化硅层的双层或多个双层。
当利用氧化硅/氮化硅双层叠层时，应当理解，用于沉积氧化硅层和氮化硅层的沉积前体可以是相同的前体或两种不同的前体。
应当理解，氧化硅层可以包括低浓度的碳和氢。碳的浓度优选小于5原子％，并且氢的浓度优选小于20原子％。
应当理解，氮化硅层可以包括低浓度的碳和氧。碳的浓度优选小于5原子％，和氧的浓度优选小于2原子％。
应当理解，氮化硅层包含可测量浓度的氢，这与在本领域中公知的非晶膜相一致。
在一个实施方式中，使用包含硅的掺杂的衬底(通常为晶片或条带的形式)制造光伏电池，例如本发明的光伏电池。衬底可以包括单晶硅和多晶硅。如本文所用，除非明确指出，“硅”包括单晶硅和多晶硅。可以设置一个或多个其他材料(例如，锗)的层在衬底表面上，或如果需要，整合到衬底中。虽然硼被广泛地用作p-型掺杂剂，但也可以采用其他p-型掺杂剂，例如，镓或铟。虽然磷被广泛地用作n-型掺杂剂，但也可以使用其他掺杂剂。因此，光伏电池、硅衬底或衬底是可互换的。
通常通过将硅锭切片、气相沉积、液相外延法或其他公知的方法获得硅衬底。切片可以是通过内径刀片、连续金属丝或其他已知的锯切方法。虽然可将衬底切成任何大致平坦的形状，晶片通常是圆形的形状。一般地，这样的晶片通常是小于约500微米厚。优选地，本发明的衬底的厚度小于约200微米。
在进一步加工之前，优选清洗衬底，以去除任何表面碎屑和切割损伤。通常，这包括将衬底放在湿化学浴中，例如，包含碱和过氧化物的混合物、酸和过氧化物的混合物、NaOH溶液或在本领域中已知和使用的几种其他溶液的任何一种溶液。清洗所需的温度和时间取决于采用的具体的溶液。
任选地(特别是对于单晶衬底)，衬底通过例如晶面各向异性蚀刻来纹理化。纹理通常是从衬底表面沉陷或突出的金字塔形的形式。金字塔形的高度或深度随工艺而变化，但通常是约1-约7微米。太阳能电池电池的一侧或两侧可以是纹理化的。
通常通过用与主体中存在的掺杂剂电性相反的掺杂剂掺杂衬底形成发射极层。N-掺杂可以通过将n-掺杂剂沉积到衬底上然后加热衬底以“驱动”n-掺杂剂进入衬底来实现。气体扩散可以用于将n-掺杂剂沉积到衬底表面上。然而，也可以使用其他方法，例如，离子注入、固态扩散或在本领域中使用的其他方法，以产生n-掺杂层和接近衬底表面的浅p-n结。磷是优选的n-掺杂剂，但任何合适的n-掺杂剂可以单独使用或组合使用，例如，砷、锑或锂。相反，可以采用类似的方法应用硼掺杂。发射极形成后，沿着所有暴露的衬底表面产生p-n结。在一些实施方式中，在随后的处理中，可能需要从晶片的一侧或边缘除去掺杂的区域。
发射极掺杂工艺可以在晶片的暴露表面上产生氧化硅层，其通常在应用钝化涂层之前除去。氧化硅可以通过例如在湿化学浴(通常是低浓度的HF溶液)中的化学蚀刻被除去。
在一个实施方式中，然后可以进行局部高密度掺杂以产生选择性发射极的区域。
在钝化层沉积之前，衬底可以使用本领域中已知的酸性或碱性溶液清洗。
本发明的膜沉积与用于产生光伏器件的各种化学过程相容，并且能够附着到多种材料上。例如，沉积是化学气相沉积(CVD)或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。
在双层的实施方式中，氧化硅层通常为5-70nm、优选5-45nm的厚度；氮化硅层通常是20-200nm、优选30至150nm的厚度。该钝化膜可以具有多个双层。本发明的钝化层沉积至通常约25-600nm、优选40-约500nm的总厚度。该厚度可以根据需要变化，可以应用一个双层(氧化硅层和氮化硅层)和/或多个双层。
优选地，本发明的钝化膜的折射率为1.0-4.0，更优选为1.7-2.3。可以用两个或多个膜实现在波长范围内的改进的反射率。例如，本发明的抗反射涂层的层数越多，则反射率可以在越大的波长范围内最小化。通常用多个层，各层具有不同的折射率。
适用于本发明的硅前体包括但不限于甲基硅烷、二甲基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、乙基硅烷、二乙基硅烷、三乙基硅烷、四乙基硅烷、丙基硅烷、二丙基硅烷、异丁基硅烷、叔丁基硅烷、二丁基硅烷、甲基乙基硅烷、二甲基二乙基硅烷、甲基三乙基硅烷、乙基三甲基硅烷、异丙基硅烷、二异丙基硅烷、三异丙基硅烷、二异丙基氨基硅烷、氨基硅烷、二氨基硅烷、甲基氨基硅烷、乙基氨基硅烷、二乙基氨基硅烷、二甲基氨基硅烷、双叔丁基氨基硅烷和双异丙基氨基(甲基乙烯基硅烷)。
氧化硅层的沉积可以利用氧源，包括但不限于O2、N2O、臭氧、过氧化氢、NO、NO2、N2O4或其混合物。
氮化硅层的沉积可以利用氮源，包括但并不限于NH3、甲胺、二甲胺、三甲胺或其混合物。
液体前体可以通过多种方式输送到反应器系统，优选使用装备有适当的阀和配件以允许输送液体到处理反应器的加压不锈钢容器。
其他的材料可以在沉积反应之前、期间和/或之后装入真空腔室中。这类材料包括，例如，惰性气体(如He、Ar、N2、Kr、Xe等，其可以用作较低挥发性前体的载气)和反应性物质，如气态或液态的有机物质，NH3和H2。
将能量施加到气态反应物上以诱导气体发生反应和在衬底上形成层。可以通过(取决于所采用的方法)，例如，热、等离子体、脉冲等离子体、螺旋波等离子体、高密度等离子体、感应耦合等离子体和远程等离子体方法提供这样的能量。二级rf射频源可以用于改变在衬底表面处的等离子体特性。优选地，该涂层通过等离子体增强化学气相沉积形成。等离子体频率根据沉积系统可以为10千赫至40兆赫。腔室配置可以是单个或多个晶片以及直接或远程等离子体。
各气态试剂的流率优选为10到10,000sccm，并且是高度依赖于腔室的容积。硅前体的流率优选为10sccm至1700sccm；氧源的流率优选为500到17000sccm，和氮源的流率优选为500到17000sccm。
使用以下多种已知方法中的一种将前部和后部的接触(contact)施加于衬底：光刻、激光刻槽和化学镀、丝网印刷或任何提供分别与前表面和后表面的良好欧姆接触以使得电流可以从光伏电池引出的其他方法。通常情况下，接触按照设计或图案存在，例如栅、指、线等，并且不覆盖整个前或后表面。施加接触后，可以在约800至约950℃的温度下烧结(热处理)衬底1-10秒，以将衬底的接触退火。将接触添加到用于光伏电池的晶片衬底的方法是本领域中已知的。
4种可能的器件配置示于图1中。本发明适用于其中在器件的前端形成p-n结的器件(图1a、1b、1c)。
本发明还可以与例如金属环绕穿通接触(metal-wrap through contact)、指叉背接触(图1d)或指叉前接触的器件配置相容。在这些器件中，p-n结不是在器件前面均匀地形成。然而，有效的钝化层对于器件性能仍是关键的。
由于膜折射率对于整个角度范围内的菲涅耳反射度的影响，当用于器件的后侧时，使用本发明生成的钝化层可以提供增加内部反射的益处。提高的内部反射一般提供更高的器件效率。
当用于器件的前侧时，使用本发明生成的钝化层可以提供额外的抗反射的益处。层厚度相对于折射率的优化可以最大限度地减少被器件前侧反射掉的光的量。降低的前反射率通常会导致提高的器件效率。
使用本发明生成的钝化层在800℃烧结4秒的过程中基本上不退化。优选地，表面使用寿命发生小于20％的减少。更优选地，表面载流子寿命改善。
使用本发明产生的具有一个双层叠层的钝化层在没有烧结和/或退火的情况下提供＜200厘米/秒的表面复合寿命值。更优选地，该膜具有＜100厘米/秒的表面复合寿命；最优选地，该膜在没有烧结和/或退火的情况下具有＜50厘米/秒的表面复合寿命。
通过参考以下实施方式更详细地说明本发明，但应当理解，本发明不被视为局限于此。
实施例
使用市售的Materials Studio软件包的基于密度函数的DMo13模块进行键能计算。
对于实施例1至4，在三步RCA清洗以除去有机和金属表面杂质及HF表面处理以除去原始氧化物之后，在电阻率为1000-2000Ω-cm的p-型FloatZone硅衬底上进行沉积。
对于实施方式5，在电阻率为1-5Ω-cm的p-型Float Zone硅衬底上进行沉积。
在硅衬底的两个侧面上进行沉积，以允许使用Sinton寿命测试仪测量表面复合寿命。
在13.56MHz下，在200毫米的单晶片PECVD平台上进行沉积。对于氧化硅和氮化硅的沉积温度范围为200-450℃；对于氧化硅，优选为200-400℃；和对于氮化硅，优选为300℃-450℃。
用于沉积的腔室压力为2-10托。电极间距为200-800密耳。功率范围为300-1000W。
对于所有实施例，将15nm的氧化硅直接沉积在硅衬底上，并用85nm的氮化硅覆盖。
实施例1
计算硅烷和几种烷基和氨基硅烷的键能。与硅烷相反，烷基和氨基取代的硅烷形式具有热力学键能较低的配体。不希望束缚于理论，猜测较低的键能允许在较低的等离子体功率密度和沉积温度下形成氧化硅，其提供了增强的钝化性能。
计算的硅烷和烷基硅烷分子的键能示于表1中。
表1.硅烷和烷基硅烷分子的计算的键能
| 分子 | Si-H键能 | Si-C键能 | Si-N键能 |
| 硅烷 | 95千卡/摩尔 | N/A | N/A |
| 乙基硅烷 | 95千卡/摩尔 | 80千卡/摩尔 | N/A |
| 二乙基硅烷 | 96千卡/摩尔 | 79千卡/摩尔 | N/A |
| 三乙基硅烷 | 96千卡/摩尔 | 79千卡/摩尔 | N/A |
| 三甲基硅烷 | 97千卡/摩尔 | 87千卡/摩尔 | N/A |
| 四甲基硅烷 | N/A | 86千卡/摩尔 | N/A |
| 二异丙基氨基硅烷 | 93千卡/摩尔 | N/A | 80千卡/摩尔 |
实施例2
使用相同的硅前体进行沉积以沉积氧化物层和氮化物层。在瞬态模式下使用Sinton寿命测试仪收集寿命数据，并记录1e15和5e14的少数载流子寿命值。
对于氧化硅层，沉积条件如下：腔室压力为8托；电极间距为500密耳；800W功率；O2流率为1000sccm；He流率为1000sccm；沉积温度为250和350℃。
对于氮化硅层，沉积条件如下：腔室压力为3托；电极间距为400密耳；400W功率；NH3流率为225sccm；He流率为400sccm；和沉积温度为350℃。
硅前体的流率对于氧化硅和氮化硅层分别为：对于三乙基硅烷，220毫克/分钟(42sccm)和125毫克/分钟(24sccm)；对于二异丙基氨基硅烷，250毫克/分钟(48sccm)和140毫克/分钟(23sccm)；对于双异丙基氨基-(乙烯基甲基硅烷)，350毫克/分钟(42sccm)和197毫克/分钟(27sccm)。
对于各种钝化化学作用的少数载流子寿命和表面复合速度示于表2中。
表2.对于各种钝化化学作用的少数载流子寿命和表面复合速度(SRV)
表2中的寿命表示2-8次实验的平均值。使用等式SRV＝t/2(τ)确定表面复合速度(SRV)，其中t是以cm表示的硅的厚度，而τ是以秒为单位的测量的寿命。用于沉积的三种前体中的每一种导致SRV值小于100厘米/秒，与Hofman等人(Advances in Optoelectronics，485467)报道对于氧化硅和氮化硅使用单硅烷沉积后而没有进行热处理(例如，烧结和/或退火)的双层的700厘米/秒SRV值相反。
三乙基硅烷的示例寿命谱在图3中绘出。
实施例3
使用四甲基硅烷沉积氧化物层，随后使用三甲基硅烷沉积氮化物层。
对于氧化硅层，沉积温度350℃；四甲基硅烷流率1200mg/min(300sccm)，O2的流率1000sccm；3托和800W。
对于氮化硅层，沉积温度400℃；三甲基硅烷流率80mg/min(24sccm)，NH3流率350sccm；3托和400W。
具有三甲基硅烷氮化物的第二层的四甲基硅烷氧化物钝化层的少数载流子寿命和表面复合速度示于表3中。沉积导致小于100厘米/秒的SRV值。
表3.具有三甲基硅烷氮化物第二层的四甲基硅烷氧化物钝化层的少数载流子寿命和表面复合速度
实施例4
在800℃的峰值温度下使用带式炉加热实施例2的三乙基硅烷膜少于10秒的时间。作为丝网印刷金属化过程中发生的典型的热处理导致在5e14的少数载流子密度(MCD)值下的寿命提高约20％。
热处理之前和之后三乙基硅烷钝化层的少数载流子寿命和表面复合速度示于表4中。
表4.热处理之前和之后三乙基硅烷钝化层的少数载流子寿命和表面复合速度
实施例5
使用相同的硅前体进行沉积，对于使用优化方法在电阻率为1-5Ω-cm的Float Zone硅上的氧化硅和氮化硅沉积，所述硅前体都为三乙基硅烷。
氧化硅沉积的流率为：对于三乙基硅烷，200mg/min或38.5sccm；对于O2，1000sccm；对于He，1000sccm。腔室压力为8托；功率为800W。沉积温度设定为350℃。
氮化硅沉积的流率为：对于三乙基硅烷，100mg/min或19.3sccm；对于NH3，800sccm。腔室压力为3托；功率为400W。沉积温度设定为350℃和400℃。
沉积的钝化层产生在350和400℃下的少数载流子的寿命分别为240和585微秒，和SRV分别为104和42.7cm/sec的硅器件。
当沉积温度从350增加到400℃时，表面复合速度(SRV)降低。
由于在5e14或1e15下的载流子寿命没有可测量的差异，因此，少数载流子寿命和SRV为在5e14个或1e15下的平均值。
虽然前述涉及本发明的具体实施方式，但本发明的其他和进一步的实施方式可以在不脱离其基本范围的情况下被设计，且本发明的范围由随后的权利要求确定。
Claims (15)
1.一种在腔室中在光伏电池上沉积至少一个钝化层的方法，包括以下步骤：
提供具有后表面和前表面的光伏电池；
提供第一硅前体；
提供氧源；
在光伏电池的至少一个表面上沉积具有5-70nm厚度的氧化硅层；
提供第二硅前体；
提供氮源；和
在氧化硅层上沉积具有20-200nm厚度的氮化硅层；
其中，具有25-600nm厚度的钝化层包括包含所述氧化硅层和所述氮化硅层的至少一个双层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中
所述第一硅前体选自SiRxHy族；和
所述第二硅前体选自硅烷、SiRxHy族及其组合；
其中x+y＝4，y≠4，且
R独立地选自以下：
C1-C8直链烷基，其中该配体是饱和或不饱和的；
C1-C8支链烷基，其中该配体可以是饱和或不饱和的；
C1-C8环烷基，其中该配体可以是饱和、不饱和或芳族的；和
NR* 3；
其中R*可以独立地选自以下：
氢；和直链、支链、环状、饱和或不饱和的烷基。
优选地，所述C1-C8直链烷基选自甲基、乙基、丁基、丙基、己基、乙烯基、烯丙基、1-丁烯基和2-丁烯基；
所述C1-C8支链烷基选自异丙基、异丙烯基、异丁基和叔丁基；和
所述C1-C8环烷基选自环戊基、环己基、苄基和甲基环戊基。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述SiRxHy族选自甲基硅烷、二甲基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、乙基硅烷、二乙基硅烷、四乙基硅烷、丙基硅烷、二丙基硅烷、异丁基硅烷、叔丁基硅烷、二丁基硅烷、甲基乙基硅烷、二甲基二乙基硅烷、甲基三乙基硅烷、乙基三甲基硅烷、异丙基硅烷、二异丙基硅烷、三异丙基硅烷、二异丙基氨基硅烷、氨基硅烷、二氨基硅烷、甲基氨基硅烷、乙基氨基硅烷、二乙基氨基硅烷、二甲基氨基硅烷、双叔丁基氨基硅烷和双异丙基氨基(甲基乙烯基硅烷)及其组合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述第一硅前体是四甲基硅烷，且所述第二硅前体是三甲基硅烷，优选所述第一硅前体和所述第二硅前体是相同的，更优选所述第一硅前体和所述第二硅前体都是三乙基硅烷。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述氧源选自O2、N2O、臭氧、过氧化氢、NO、NO2、N2O4及其混合物；且所述氮源选自氨、甲胺、二甲胺、三甲胺及其混合物。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中沉积方法是化学气相沉积或等离子体增强化学气相沉积。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述氧源和氮源独立地以500-10,000sccm的速率流入所述腔室中；所述第一硅前体和所述第二硅前体独立地以10sccm-1700sccm的速率流入腔室中。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述氧化硅层在200℃-400℃的温度下沉积，且所述氮化硅层在300℃-450℃的温度下沉积。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，所述钝化层具有＜200厘米/秒的表面复合速度，优选所述钝化层具有＜100厘米/秒的表面复合速度。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，进一步包括在800-950℃下热处理所述钝化层1-10秒的步骤。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中，所述氧化硅层具有5至45nm的厚度；和所述氮化硅层具有30到150nm的厚度。
12.一种光伏器件，包括：
光伏电池，其包括：
邻近N-掺杂的硅层的P-掺杂的硅层，
后表面和前表面；
和
通过权利要求1-11中任一项的方法沉积在光伏电池上的至少一个钝化层。
13.一种光伏器件，包括：
光伏电池，其包括
邻近N-掺杂的硅层的P-掺杂的硅层，
后表面和前表面；
和
沉积在光伏电池的至少一个表面上的具有25至600nm厚度的至少一个钝化层；
其中，所述钝化层具有至少一个由厚度为5至70nm的氧化硅层和厚度20到200nm的氮化硅层构成的双层。
14.根据权利要求13所述的光伏器件，其中，所述钝化层具有＜200厘米/秒的表面复合速度，优选所述钝化层具有＜100厘米/秒的表面复合速度。
15.根据权利要求13或14所述的光伏器件，其中，所述氧化硅层具有5至45nm的厚度，和所述氮化硅层具有30-150nm的厚度。
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