CN105932097A - 一种硅片的氧化方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种硅片的氧化方法，包括：将待氧化的硅片浸没在液体中；向所述液体中通入臭氧，利用所述臭氧氧化所述硅片。利用上述方法，由于臭氧在液体中不易分解且溶解充分均匀，因此避免了气态下的臭氧稳定性差和均匀性差的缺点，能够提高臭氧氧化水平和氧化均匀性，从而有利于改善氧化层的界面钝化效果，提高太阳能电池的效率。
Description
技术领域
本发明属于光伏设备技术领域，特别是涉及一种硅片的氧化方法。
背景技术
在常规的晶体硅太阳能电池中，将氮化硅膜作为减反射膜和钝化膜，氮化硅中含有氢原子，能钝化硅片的悬挂键和复合中心，起界面钝化和体钝化的作用，有利于提高太阳能电池的效率，但氮化硅的界面钝化效果相比氧化硅仍存在一定差距，在实验室高效太阳能电池中，往往采用高温热氧化的方式制备氧化硅，以实现更优异的界面钝化，但是高温热氧化过程耗能高，温度通常在1000℃，且速度较慢，工艺时间长，高温环境对硅片质量存在不利影响，会导致一些低质量的硅片质量恶化，而且多晶硅的少子寿命也很容易在高温下衰减。
而可采用的低温氧化方式包括浓硝酸氧化、臭氧气态氧化等。其中，浓硝酸氧化需要采用高浓度的硝酸，这就存在安全风险，且成本较高；臭氧(O3)又称为超氧，是氧气(O2)的同素异形体，它比氧气的氧化性更强，现有技术中有一种用于硅片表面制样的表面处理及腐蚀的工艺和装置。具体为将硅片放入腐蚀装置硅片台的支撑柱上，再关闭腐蚀腔体的盖子，臭氧进入密封的腐蚀腔体内，与硅片表面接触，将硅片表面氧化成致密的氧化膜，但是该技术存在如下缺点：由于在常温常压下，臭氧稳定性较差，可自行分解为氧气，导致氧化性能下降，而且反应时臭氧气体与硅片直接接触，气态氧化时靠气流喷射，相对不均匀，因此臭氧的氧化水平和均匀性不高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种硅片的氧化方法，能够提高臭氧氧化水平和氧化均匀性，有利于改善氧化层的界面钝化效果，提高太阳能电池的效率。
本发明提供的一种硅片的氧化方法，包括：
将待氧化的硅片浸没在液体中；
向所述液体中通入臭氧，利用所述臭氧氧化所述硅片。
优选的，在上述硅片的氧化方法中，所述向液体中通入臭氧为：
向所述液体中通入浓度为1mg/L至10mg/L的臭氧。
优选的，在上述硅片的氧化方法中，所述向所述液体中通入臭氧为：
向所述液体中通入30秒至1200秒的臭氧。
优选的，在上述硅片的氧化方法中，所述向所述液体中通入臭氧之前还包括：
利用高压放电式发生器制造高压电晕电场，形成臭氧。
优选的，在上述硅片的氧化方法中，所述向所述液体中通入臭氧之前还包括：
利用紫外线臭氧发生器产生的紫外线照射氧气，分解并聚合所述氧气，形成臭氧。
优选的，在上述硅片的氧化方法中，所述液体为去离子水。
优选的，在上述硅片的氧化方法中，所述将待氧化的硅片浸没在液体中为：
将所述待氧化的硅片浸没在温度范围为15℃至25℃的液体中。
通过上述描述可知，本发明提供的上述硅片的氧化方法，由于先将待氧化的硅片浸没在液体中，再向所述液体中通入臭氧，利用所述臭氧氧化所述硅片，臭氧在液体中不易分解且溶解充分均匀，就避免了气态下的臭氧稳定性差和均匀性差的缺点，能够提高臭氧氧化水平和氧化均匀性，从而有利于改善氧化层的界面钝化效果，提高太阳能电池的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的第一种硅片的氧化方法的流程图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于提供一种硅片的氧化方法，能够提高臭氧氧化水平和氧化均匀性，有利于改善氧化层的界面钝化效果，提高太阳能电池的效率。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供的第一种硅片的氧化方法如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种硅片的氧化方法的流程图，该方法包括如下步骤：
S1：将待氧化的硅片浸没在液体中；
在该步骤中，所用的液体是能够用于清洗硅片但又不能去除硅的液体，可以是水，也可以是含有盐酸的水，此处并不做限制。
S2：向所述液体中通入臭氧，利用所述臭氧氧化所述硅片。
在该步骤中，相对于现有技术中直接向硅片表面释放臭氧的方案，利用臭氧在液体中溶解度高且均匀的优点，能够保证硅片的待氧化表面的各处能够得到均匀的氧化。
通过上述描述可知，本申请实施例提供的上述硅片的氧化方法，由于先将待氧化的硅片浸没在液体中，再向所述液体中通入臭氧，利用所述臭氧氧化所述硅片，臭氧在液体中不易分解且溶解充分均匀，就避免了气态下的臭氧稳定性差和均匀性差的缺点，能够提高臭氧氧化水平和氧化均匀性，从而有利于改善氧化层的界面钝化效果，提高太阳能电池的效率。
本申请实施例提供的第二种硅片的氧化方法，在上述第一种硅片的氧化方法的基础上，还包括如下技术特征：
所述向液体中通入臭氧可以具体为：
向所述液体中通入浓度为1mg/L至10mg/L的臭氧。这种浓度范围能够保证臭氧全部溶解在液体内而不会溢出，从而进一步保证这种硅片氧化过程的均匀性。
本申请实施例提供的第三种硅片的氧化方法，在上述第二种硅片的氧化方法的基础上，还包括如下技术特征：
所述向所述液体中通入臭氧为：
向所述液体中通入30秒至1200秒的臭氧。通入臭氧一定的时间，即可对硅片进行不同程度的氧化，可以根据不同硅片的氧化需求来设定这种通入臭氧的时间，当需要氧化深度较小时，就通入较短时间的臭氧，而当需要氧化深度较大时，就通入较长时间的臭氧，利用这种时间长短来控制氧化程度的大小。
本申请实施例提供的第四种硅片的氧化方法，在上述任一种硅片的氧化方法的基础上，还包括如下技术特征：
所述向所述液体中通入臭氧之前还包括：
利用高压放电式发生器制造高压电晕电场，形成臭氧。需要说明的是，这里所说的高压放电式发生器是使用一定频率的高压电流制造高压电晕电场，使电场内或电场周围的氧分子发生电化学反应，从而制造臭氧，这种制造方式效率较高，得到的臭氧能够满足工艺要求。
本申请实施例提供的第五种硅片的氧化方法，在上述第一种、第二种和第三种中任一种硅片的氧化方法的基础上，还包括如下技术特征：
所述向所述液体中通入臭氧之前还包括：
利用紫外线臭氧发生器产生的紫外线照射氧气，分解并聚合所述氧气，形成臭氧。需要说明的是，此处采用紫外线式臭氧发生器，使用特定波长(一个优选方案为185nm)的紫外线照射氧分子，氧气分子分解并聚合成臭氧。这种臭氧产生方式也具有较高的效率，且能够满足工艺要求。
本申请实施例提供的第六种硅片的氧化方法，在上述第一种硅片的氧化方法的基础上，还包括如下技术特征：
所述液体为去离子水。这种去离子水的纯净度较高，不会将硅片表面引入杂质，也不会与硅片反应而腐蚀硅片，而且臭氧在其中的溶解度较高，因此，采用这种去离子水进行臭氧的溶解能够更加有利于硅片的表面氧化，提高生产的效率。
进一步的，本申请实施例提供的第七种硅片的氧化方法，在上述第六种硅片的氧化方法的基础上，还包括如下技术特征：
所述将待氧化的硅片浸没在液体中为：
将所述待氧化的硅片浸没在温度范围为15℃至25℃的液体中。
采用这种温度范围的液体，能够保证臭氧在其中的溶解度足够大，从而有利于硅片的氧化。
本申请实施例提供的上述各种硅片氧化方法，由于采用液体浸没的方式进行臭氧氧化，因此可以显著提高氧化水平和均匀性，有利于改善低温氧化层的界面钝化效果，从而提高太阳电池的效率，且成本低廉，可以进行大规模推广。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种硅片的氧化方法，其特征在于，包括：
将待氧化的硅片浸没在液体中；
向所述液体中通入臭氧，利用所述臭氧氧化所述硅片。
2.根据权利要求1所述的硅片的氧化方法，其特征在于，所述向液体中通入臭氧为：
向所述液体中通入浓度为1mg/L至10mg/L的臭氧。
3.根据权利要求2所述的硅片的氧化方法，其特征在于，所述向所述液体中通入臭氧为：
向所述液体中通入30秒至1200秒的臭氧。
4.根据权利要求1-3任一项所述的硅片的氧化方法，其特征在于，所述向所述液体中通入臭氧之前还包括：
利用高压放电式发生器制造高压电晕电场，形成臭氧。
5.根据权利要求1-3任一项所述的硅片的氧化方法，其特征在于，所述向所述液体中通入臭氧之前还包括：
利用紫外线臭氧发生器产生的紫外线照射氧气，分解并聚合所述氧气，形成臭氧。
6.根据权利要求1所述的硅片的氧化方法，其特征在于，所述液体为去离子水。
7.根据权利要求6所述的硅片的氧化方法，其特征在于，所述将待氧化的硅片浸没在液体中为：
将所述待氧化的硅片浸没在温度范围为15℃至25℃的液体中。
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