CN107845701A - Perc电池背面al2o3叠加膜层工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种PERC电池背面AL2O3叠加膜层工艺,采用一种新的钝化膜叠加层工艺,在完成AL2O3沉积工艺后,在炉管内通入N2O、硅烷和氨气,控制气体比例,在AL2O3的膜层上,再一次生长SiNx和氮氧化硅的叠层膜。通过该工艺,可以降低原有的AL2O3膜的膜厚,一方面减少TMA的用量,节省成本,提升了产能,另一方面,通过三层膜的钝化工艺,提升了钝化效果,进而提升效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池工艺技术领域,特别是涉及一种PERC电池背面AL2O3叠加膜层工艺。
背景技术
PERC电池是一种把光能转化成电能的器件,其转化效率成为该器件最重要的指标。PERC电池的效率取得重要的提高的一种方法是对背面进行钝化。常见的钝化膜有AL2O3、SiNx或氮氧化硅,其中,AL2O3的钝化膜比较致密,钝化效果好,现有的工艺中,常常直接采用AL2O3作为钝化膜,镀完AL2O3后,膜厚要达到10nm,TMA(三甲基铝)的消耗量非常大,不利于成本控制,而且镀膜时间长,影响产能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:为了克服现有技术中的不足,本发明提供一种PERC电池背面AL2O3叠加膜层工艺。
本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是:一种PERC电池背面AL2O3叠加膜层工艺,包括以下步骤:
清洗,将硅片在HF/HNO3混合溶液中清洗,去除表面损伤层、切割线痕以及金属离子;
扩散,将硅片进行常压扩散,其方阻控制在70Ω~150Ω范围内;
洗磷,利用HF/HNO3和KOH进行清洗,除去表面的PSG和进行背面抛光;
沉积AL2O3,向炉内通入水H2O和三甲基铝TMA,其中,水H2O的流量为200-400sccm/min,三甲基铝TMA的流量为200-500sccm/min,来回摆动次数为2-4次,使AL2O3膜厚度达到5nm;
PDA退火工序是指硅片在做完氧化铝膜层后,将硅片放进退火扩散炉中,温度600-800℃,时间20-60min,对硅片进行热氧化处理。优选的,温度600-800℃,时间30-60min,对硅片进行处理;
背面叠加N2O和SiNx膜层,炉管内通入SiH4、NH3和N2O气体,其中,SiH4的流量为500-1200sccm/min,NH3的流量为1000-3000sccm/min,N2O的流量为150-340sccm/min,持续时间为1200s,在AL2O3膜层上再一次生长氮氧化硅叠层膜,形成的氮氧化硅膜厚度为75nm,氮氧化硅折射率为1.8;
正面镀SiNx膜层,炉管内通入SiH4和NH3气体,其中,SiH4的流量为500-800sccm/min,NH3的流量为1000-3500sccm/min,持续时间为1250s,在氮氧化硅膜层上生长氮化硅叠层膜,形成的氮化硅膜厚度为75nm,氮化硅折射率为2.0。
激光开孔,为了导出电流,将硅片背面进行激光开凿。
丝网印刷,将刻槽后的硅片进行丝网印刷烧结背铝浆、背电极和正电极即可。
本发明的有益效果是:本发明提供的一种PERC电池背面AL2O3叠加膜层工艺,在AL2O3镀膜完成后,采用氮氧化硅和SiNx的叠加层沉积来提升背面钝化效果,AL2O3的厚度在原有基础上降低了50%,同时TMA的耗量节省了将近一半,节省了生产成本,在不改变钝化效果的前提下,AL2O3膜厚可以做到更薄,提升了产能。
具体实施方式
现在对本发明作详细的说明。
本发明的一种PERC电池背面AL2O3叠加膜层工艺,包括以下步骤:
清洗,将硅片在HF/HNO3混合溶液中清洗,去除表面损伤层、切割线痕以及金属离子;
扩散,将硅片进行常压扩散,其方阻控制在70Ω~150Ω范围内;
洗磷,利用HF/HNO3和KOH进行清洗,除去表面的PSG和进行背面抛光;
沉积AL2O3,向炉内通入水H2O和三甲基铝TMA,其中,水H2O的流量为200-400sccm/min,三甲基铝TMA的流量为200-500sccm/min,来回摆动次数为2-4次,使AL2O3膜厚度达到5nm;
PDA退火工序,温度600-800℃,时间30-60min,对硅片进行处理;退火工序是指硅片在做完氧化铝膜层后,将硅片放进退火扩散炉中,温度600-800℃,时间20-60min,对硅片进行热氧化处理。
背面叠加N2O和SiNx膜层,炉管内通入SiH4、NH3和N2O气体,其中,SiH4的流量为500-1200sccm/min,NH3的流量为1000-3000sccm/min,N2O的流量为150-340sccm/min,持续时间为1200s,在AL2O3膜层上再一次生长氮氧化硅叠层膜,形成的氮氧化硅膜厚度为75nm,氮氧化硅折射率为1.8;
正面镀SiNx膜层,炉管内通入SiH4和NH3气体,其中,SiH4的流量为500-800sccm/min,NH3的流量为1000-3500sccm/min,持续时间为1250s,在氮氧化硅膜层上生长氮化硅叠层膜,形成的氮化硅膜厚度为75nm,氮化硅折射率为2.0。
激光开孔,为了导出电流,将硅片背面进行激光开凿;
丝网印刷,将刻槽后的硅片进行丝网印刷烧结背铝浆、背电极和正电极即可。如表1所示,表中给出了沉积AL2O3工艺步骤的一组具体的工艺参数。表中,水H2O的流量为360sccm/min,三甲基铝TMA的流量为460sccm/min,循环次数为4次,使AL2O3膜厚度达到5nm。
表1沉积AL2O3参数
H2O | TMA | LOOP | AL2O3厚度 |
360sccm | 460sccm | 4 | 5nm |
如表2所示,表中给出了SiNx和氮氧化硅的叠层膜步骤的一组具体的工艺参数,表中,背面叠加N2O和SiNx膜层,炉管内通入SiH4、NH3和N2O气体,其中,SiH4的流量为1200sccm/min,NH3的流量为3000sccm/min,N2O的流量为340sccm/min,持续时间为1200s,在AL2O3膜层上再一次生长氮氧化硅叠层膜,形成的氮氧化硅膜厚度为75nm,氮氧化硅折射率为1.8;
正面镀SiNx膜层,炉管内通入SiH4和NH3气体,其中,SiH4的流量为800sccm/min,NH3的流量为3500sccm/min,持续时间为1250s,在氮氧化硅膜层上生长氮化硅叠层膜,形成的氮化硅膜厚度为75nm,氮化硅折射率为2.0。
表2 SiNx和氮氧化硅的叠层膜参数
本发明主要采用一种新的钝化膜叠加层工艺,在现有的工艺基础上进行优化调整,在完成AL2O3沉积工艺后,在炉管内通入N2O、硅烷和氨气,控制气体比例,在AL2O3的膜层上,再一次生长SiNx和氮氧化硅的叠层膜。通过该工艺,可以降低原有的AL2O3膜的膜厚,一方面减少TMA的用量,节省成本,提升了产能,另一方面,通过三层膜的钝化工艺,提升了钝化效果,进而提升效率。在不改变钝化效果的前提下,AL2O3膜厚可以做到更薄,节省了生产成本,提升了产能。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (2)
1.一种PERC电池背面AL2O3叠加膜层工艺,其特征在于:包括以下步骤:清洗、扩散、洗磷、沉积AL2O3、PDA、背面叠加N2O和SiNx膜层、正面镀SiNx膜层、激光开孔和丝网印刷,
其中,所述沉积AL2O3、PDA、背面层叠N2O和SiNx膜和正面镀SiNx膜具体包括
沉积AL2O3,向炉内通入水H2O和三甲基铝TMA,其中,水H2O的流量为200-400sccm/min,三甲基铝TMA的流量为200-500sccm/min,来回摆动次数为2-4次,使AL2O3膜厚度达到5nm;
PDA退火工序,温度600-800℃,时间30-60min,对硅片进行处理;
背面叠加N2O和SiNx膜层,炉管内通入SiH4、NH3和N2O气体,其中,SiH4的流量为500-1200sccm/min,NH3的流量为1000-3000sccm/min,N2O的流量为150-340sccm/min,持续时间为1200s,在AL2O3膜层上再一次生长氮氧化硅叠层膜,形成的氮氧化硅膜厚度为75nm,氮氧化硅折射率为1.8;
正面镀SiNx膜层,炉管内通入SiH4和NH3气体,其中,SiH4的流量为500-800sccm/min,NH3的流量为1000-3500sccm/min,持续时间为1250s,在氮氧化硅膜层上生长氮化硅叠层膜,形成的氮化硅膜厚度为75nm,氮化硅折射率为2.0。
2.如权利要求1或2中所述的PERC电池背面AL2O3叠加膜层工艺,其特征在于:所述清洗是将硅片在HF/HNO3混合溶液中清洗,去除表面损伤层、切割线痕以及金属离子;
所述扩散是将硅片进行常压扩散,其方阻控制在70Ω~150Ω范围内;
所述洗磷是利用HF/HNO3和KOH进行清洗,除去表面的PSG和进行背面抛光;
所述激光开孔是为了导出电流,将硅片背面进行激光开凿;
所述丝网印刷是将刻槽后的硅片进行丝网印刷烧结背铝浆、背电极和正电极即可。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180327 |