CN108336185A - 一种钝化接触晶体硅太阳电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钝化接触晶体硅太阳电池的制备方法。具体地，本发明提供一种太阳电池的制备方法，所述的方法包括步骤：(1)提供硅片；(2)在所述的硅片表面形成钝化层，得到钝化层‑硅片复合基材；(3)通过热丝化学气相沉积法(HWCVD)，以硅源气体和掺杂原子源气体在所述的钝化层‑硅片复合基材上进行沉积，形成掺杂硅薄膜层，得到掺杂硅薄膜；(4)用所述的掺杂硅薄膜制备得到太阳电池。本发明采用热丝化学气相沉积法(HWCVD)能够在较低的温度下，无需高温退火，制备出激活掺杂浓度高，导电率高，适用于TopCon太阳电池的掺杂硅薄膜。
Description
技术领域
本发明涉及太阳电池技术领域，具体地，本发明涉及一种钝化接触晶体硅太阳电池的制备方法。
背景技术
隧穿氧钝化接触(TOPCon)太阳电池是2013年来由德国弗兰霍夫研究所提出的一种新型硅太阳电池。在电池片的背面上覆盖一层厚度在2nm以下的超薄氧化硅层，再覆盖一层掺杂的多晶硅或非晶硅层，然后经过高温退火形成高掺杂多晶硅(n+)背接触。其基本电池结构如图1所示。电池的背面结构依次为n型硅片/超薄隧穿氧化层/n+多晶硅层/金属电极层(图1所示)或者p型硅片/超薄隧穿氧化层/p+多晶硅层/金属电极层。
我们以n型电池为例，说明背面结构的制备方法：首先在背面生长一层隧穿氧化层，其次在氧化硅层制备掺杂的非晶或多晶硅层，最后通过高温退火热处理形成掺杂原子高度激活的重掺杂的多晶硅层。
归纳来说，背面的重掺杂多晶硅的制备方法有如下四种：(1)采用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)制备一层掺杂的非晶硅层，然后通过高温退火使其转变为掺杂原子高度激活的重掺杂多晶硅。(2)采用低压化学气相沉积法(LPCVD)制备一层掺杂的多晶硅层，然后通过高温退火使掺杂原子进一步激活，提升有效掺杂浓度。(3)采用PECVD或LPCVD法沉积一层本征的非晶或多晶硅薄膜层，然后通过高温扩散将掺杂原子以扩散的方式掺入硅薄膜层，形成重掺杂硅薄膜层。(4)采用PECVD或LPCVD法沉积一层本征的非晶或多晶硅薄膜层，然后通过离子注入将掺杂原子注入硅薄膜层，再通过高温退火形成重掺杂硅薄膜层。
上述四种重掺杂硅薄膜的制备方法存在一个共同的特征，即需要采用高温处理的方法使掺杂层晶化或使掺杂原子形成激活态，提升有效掺杂浓度。由于掺杂硅薄膜层中的杂质掺杂浓度较高，在高温退火处理过程中，杂质原子扩散速率很快，在极短的时间内即可扩散通过氧化层，进入衬底硅片。
事实上，在集成电路领域，人们已经充分研究了掺杂原子在多晶硅和氧化硅中的扩散问题。研究表明，掺杂原子在高温下扩散速率非常快，如果进入氧化层，会破坏其完整性、产生缺陷、降低界面钝化效果。在实际制备掺杂多晶硅薄膜的过程中，由于需要提升掺杂原子的有效激活浓度、改善多晶硅薄膜的晶体质量，通常需要一段较长的高温退火时间(典型退火温度为800-1100℃，时间为30-60min)。现有研究表明，在上述高温处理过程中，很难避免掺杂原子对氧化层的破坏作用，从而降低钝化质量；同时高浓度的掺杂原子进入晶硅，还会引起俄歇复合效应，降低硅片寿命。此外，高温处理带来的氢的溢出和其他副作用也十分严重。归纳来说，上升技术路线存在的问题如下：
1.无法避免需要采取高温处理过程，在此过程中，高扩散速率的掺杂原子会进入氧化层，破坏氧化层的完整性，形成复合缺陷和漏电通道，降低表面钝化效果。
2.高浓度的掺杂原子通过氧化层进入晶硅，还会引起俄歇复合效应，从而降低硅片寿命，影响器件性能。
3.高温过程使得氢化非晶硅薄膜中的氢快速大量溢出，易导致硅薄膜的破裂，破坏氧化层结构，严重降低钝化效果。
4.高温退火、掺杂、扩散等过程还易带来其他负面效应，例如形成诱生二次缺陷、破坏其他功能层、降低硅片质量、增加工艺复杂性等问题。
5.从生产的角度看，高温退火增加设备投入和生产流程，增加产品的成本。
因此，本领域亟需开一种高效隧穿氧钝化接触(TOPCon)太阳电池的制备方法，以克服现有技术的缺点，实现电池的高效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高性能的太阳电池的制备方法。
本发明的第一方面，提供一种太阳电池的制备方法，包括步骤：
(1)提供硅片；
(2)在所述的硅片表面形成钝化层，得到钝化层-硅片复合基材；
(3)通过热丝化学气相沉积法(HWCVD)，以硅源气体和掺杂原子源气体在所述的钝化层-硅片复合基材上进行沉积，形成掺杂硅薄膜层，得到掺杂硅薄膜；
(4)用所述的掺杂硅薄膜制备得到太阳电池。
在另一优选例中，在所述步骤(1)中，所述硅片的厚度为1-500μm。
在另一优选例中，所述步骤(1)中，所述硅片为N-型硅片或P-型硅片。
在另一优选例中，所述步骤(1)中的硅片为n-型硅片，所述的步骤(3)中的掺杂硅薄膜为n-型硅薄膜。
在另一优选例中，所述步骤(1)中的硅片为p-型硅片，所述的步骤(3)中的掺杂硅薄膜为p-型硅薄膜。
在另一优选例中，所述步骤(1)中的硅片为n-型硅片，所述的步骤(3)中的掺杂硅薄膜为n-型硅薄膜。
在另一优选例中，所述步骤(1)中的硅片为p-型硅片，所述的步骤(3)中的掺杂硅薄膜为p-型硅薄膜。
在另一优选例中，所述步骤(1)中的硅片为n-型硅片，且所述的步骤(3)中，在所述硅片的第一表面沉积n-型硅薄膜，第二表面沉积p-型硅薄膜。
在另一优选例中，所述步骤(1)中的硅片为p-型硅片，且所述的步骤(3)中，在所述硅片的第一表面沉积n-型硅薄膜，第二表面沉积p-型硅薄膜。
在另一优选例中，在所述步骤(2)中，所述的钝化层选自下组：氧化硅层、氮氧化硅层、氮化硅层，或其组合。
在另一优选例中，在所述步骤(2)中，所述钝化层的厚度为0.6-5nm。
在另一优选例中，在所述的步骤(3)中，所述的掺杂硅薄膜层的厚度为10-1000nm。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中沉积得到的掺杂硅薄膜的晶化率≥50％，优选为60-80％。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中沉积得到的掺杂硅薄膜的晶化率≥80％。
在另一优选例中，所述的掺杂硅薄膜中氢含量≤15at％，优选为≤8at％，优选为2-8at％。
在另一优选例中，在所述步骤(3)中，所述的掺杂原子源气体选自下组：磷烷(PH3)、氢气(H2)，或其组合。
在另一优选例中，在所述步骤(3)中，所述的沉积采用选自下组的硅源气体进行：硅烷。
在另一优选例中，在所述步骤(3)中，沉积过程中，所述的衬底温度为150-550℃。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中，沉积得到的掺杂硅薄膜选自下组：非晶硅薄膜、微晶硅薄膜、多晶硅薄膜，或其组合。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中，沉积得到的掺杂硅薄膜选自下组：n-型硅薄膜、p-型硅薄膜，或其组合。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中，所述的步骤(3)中，沉积得到的掺杂硅薄膜选自下组：磷掺杂n-型硅薄膜、硼掺杂p-型硅薄膜，或其组合。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中，所述掺杂硅薄膜为n-型硅薄膜，且掺杂浓度为≥1×1020cm-3，优选为≥3×1020cm-3，更优选为3×1020cm-3至10×1020cm-3。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中，所述的掺杂硅薄膜为磷掺杂n-型硅薄膜，且磷掺杂浓度≥1×1020cm-3，优选为≥3×1020cm-3，更优选为3×1020cm-3至10×1020cm-3。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中，所述掺杂硅薄膜为p-型硅薄膜，且掺杂浓度为≥1×1019cm-3，优选为≥3×1019cm-3，更优选为3×1019cm-3至10×019cm-3。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中，所述掺杂硅薄膜为硼掺杂p-型硅薄膜，且掺杂浓度为≥1×1019cm-3，优选为≥3×1019cm-3，更优选为3×1019cm-3至10×019cm-3。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中，沉积时的气压为0.005-0.5torr。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中，在所述的热丝化学气相沉积法中，采用选自下组的金属丝作为催化媒介：钨丝、钽丝，或其组合。
在另一优选例中，所述的金属丝位于距离衬底2-50cm的位置。
在另一优选例中，所述的金属丝的温度为1700-2000℃。
在另一优选例中，所述方法还包括步骤：
在所述的步骤(2)进行前，在所述硅片的第一表面制备发射极，然后在所述硅片的第二表面制备所述的钝化层。
在另一优选例中，所述的发射极选自下组：p+发射极。
在另一优选例中，所述方法还包括步骤：
在所述的步骤(3)之后，在所述发射极层表面制备钝化层。
在另一优选例中，所述的发射极层表面制备钝化层选自下组：SiNx钝化层、Al3O2钝化层，或其组合。
在另一优选例中，所述发射极层表面制备钝化层为Al3O2钝化层，厚度为5.0-50nm。
在另一优选例中，所述发射极层表面制备钝化层为SiNx钝化层，的厚度为20-200nm。
在另一优选例中，所述方法还包括步骤：在所述的前表面钝化层表面制备正面电极，并在所述的掺杂硅薄膜层表面制备背面电极。
本发明的第二方面，提供一种太阳电池元件的制备方法，包括步骤：
(1)提供硅片；
(2)在所述的硅片表面形成钝化层，得到钝化层-硅片复合基材；
(3)通过热丝化学气相沉积法(HWCVD)，以硅源气体和掺杂原子源气体在所述的钝化层-硅片复合基材上进行沉积，形成掺杂硅薄膜层，得到作为太阳电池元件的掺杂硅薄膜。
本发明第三方面，提供一种太阳电池元件，所述的太阳电池元件为掺杂硅薄膜，且所述的太阳电池元件是通过如本发明第二方面所述的方法制备的。
本发明的第四方面，提供一种太阳电池，所述的太阳电池是通过本发明第一方面所述的方法制备的。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1为一种n型隧穿氧钝化太阳电池结构示意图。
具体实施方式
本发明人经过广泛而又深入的研究，意外发现可通过热丝化学气相沉积法(HWCVD)制备掺杂硅薄膜，并将其应用于制备太阳电池。本发明采用热丝化学气相沉积法(HWCVD)能够在较低的温度下，无需高温退火，制备出激活掺杂浓度高，导电率高，适用于TopCon太阳电池的掺杂硅薄膜。基于以上发现，发明人完成了本发明。
术语
如本发明所用，术语“包括”和“包含”可互换使用，不仅包括开放式定义，还包括封闭式、和半封闭式定义。换言之，所述术语包括了“由……构成”、“基本上由……构成”。
太阳电池的制备方法
本发明提供了一种太阳电池的制备方法，所述的方法包括步骤：
(1)提供硅片；
(2)在所述的硅片表面形成钝化层，得到钝化层-硅片复合基材；
(3)通过热丝化学气相沉积法(HWCVD)，以硅源气体和掺杂原子源气体在所述的钝化层-硅片复合基材上进行沉积，形成掺杂硅薄膜层，得到掺杂硅薄膜；
(4)用所述的掺杂硅薄膜制备得到太阳电池。
本发明所述方法制备的太阳电池是一种钝化接触晶体硅太阳电池，步骤(1)中所述的硅片以及步骤(2)中所述的钝化层并没有特别的限制，只要满足本发明的目的即可。应当理解的的是，在所述的步骤(2)中，所述的硅片表面是本领域技术人员通常理解的表面，在所述的硅片表面形成钝化层，所述表面包括一个面如正面或背面，也包括两面如正面和背面，也包括其他可能理解的表面。在一个优选例中，所述的硅片的正面和背面分别形成钝化层，得到钝化层-硅片复合基材；通过热丝化学气相沉积法(HWCVD)，在所述的钝化层-硅片复合基材上进行沉积，在正面和背面分别形成掺杂硅薄膜层。在另一优选例中，在正面或背面形成钝化层，通过热丝化学气相沉积法(HWCVD)，在正面或背面形成掺杂硅薄膜层。
在一个优选例中，所述步骤(1)中，所述硅片为N-型硅片或P-型硅片。优选地，在所述步骤(1)中，所述硅片的厚度为1-500μm。在另一优选例中，在所述步骤(2)中，所述的钝化层包括(但不限于)：氧化硅层、氮氧化硅层、氮化硅层，或其组合。优选地，在所述步骤(2)中，所述钝化层的厚度为0.6-5nm。在所述的步骤(3)中，所述的掺杂硅薄膜层的厚度为10-1000nm。
本发明太阳电池的制备方法中，所述步骤(3)中，通过热丝化学气相沉积法(HWCVD)，以硅源气体和掺杂原子源气体在所述的钝化层-硅片复合基材上进行沉积，形成掺杂硅薄膜层，得到掺杂硅薄膜。
HWCVD也被称作Catalytic CVD，是一种低温沉积薄膜的制备技术。在一个优选例中，所述硅源气体与所述的掺杂原子源气体在催化媒介作用的下，在所述的钝化层-硅片复合基材上进行沉积，形成掺杂硅薄膜层，得到掺杂硅薄膜。在一个优选例中，所述的热丝化学气相沉积法中，采用包括(但不限于)下组的金属丝作为催化媒介：钨丝、钽丝，或其组合。在另一优选例中，所述的金属丝位于距离衬底2-50cm的位置。在另一优选例中，所述的金属丝的温度为1700-2000℃。在另一优选例中，在所述步骤(3)中，沉积过程中，所述的衬底温度为150-550℃
在另一优选例中，在所述步骤(3)中，所述的掺杂原子源气体包括(但不限于)：磷烷(PH3)、氢气(H2)，或其组合。
在另一优选例中，在所述步骤(3)中，所述的沉积采用包括(但不限于)下组的反应气体进行：硅烷。
应当理解的是，步骤(3)中所述的掺杂原子源气体和反应气体对掺杂硅薄膜结构和性能产生很大的影响，不同掺杂原子源气体和反应气体形成不同的掺杂硅薄膜。
在一个优选例中，所述的步骤(3)中，沉积得到的掺杂硅薄膜包括(但不限于)：非晶硅薄膜、微晶硅薄膜、多晶硅薄膜，或其组合。在另一优选例中，所述的步骤(3)中，沉积得到的掺杂硅薄膜包括(但不限于)：n-型硅薄膜、p-型硅薄膜，或其组合。
代表性的，所述的步骤(3)中，沉积得到的掺杂硅薄膜包括(但不限于)：磷掺杂n-型硅薄膜、硼掺杂p-型硅薄膜，或其组合。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中，所述掺杂硅薄膜为n-型硅薄膜，且掺杂浓度为≥1×1020cm-3，优选为≥3×1020cm-3，更优选为3×1020cm-3至10×1020cm-3。优选地，所述的步骤(3)中，所述的掺杂硅薄膜为磷掺杂n-型硅薄膜，且磷掺杂浓度≥1×1020cm-3，优选为≥3×1020cm-3，更优选为3×1020cm-3至10×1020cm-3。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中，所述掺杂硅薄膜为p-型硅薄膜，且掺杂浓度为≥1×1019cm-3，优选为≥3×1019cm-3，更优选为3×1019cm-3至10×019cm-3。优选地，所述的步骤(3)中，所述掺杂硅薄膜为硼掺杂p-型硅薄膜，且掺杂浓度为≥1×1019cm-3，优选为≥3×1019cm-3，更优选为3×1019cm-3至10×019cm-3。
在另一优选例中，所述步骤(1)中的硅片为n-型硅片，且所述的步骤(3)中，在所述硅片的第一表面沉积n-型硅薄膜，第二表面沉积p-型硅薄膜。
在另一优选例中，所述步骤(1)中的硅片为p-型硅片，且所述的步骤(3)中，在所述硅片的第一表面沉积n-型硅薄膜，第二表面沉积p-型硅薄膜。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中，沉积时的气压为0.005-0.5torr。
在另一优选例中，所述步骤(1)中的硅片为n-型硅片，所述的步骤(3)中的掺杂硅薄膜为n-型硅薄膜。
在另一优选例中，所述步骤(1)中的硅片为p-型硅片，所述的步骤(3)中的掺杂硅薄膜为p-型硅薄膜。
在另一优选例中，所述的掺杂硅薄膜中氢含量≤15at％，优选为≤8at％，优选为2-8at％。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中沉积得到的掺杂硅薄膜的晶化率≥50％，优选为60-80％。
在另一优选例中，所述的步骤(3)中沉积得到的掺杂硅薄膜的晶化率≥80％。
在另一优选例中，所述方法还包括步骤：
在所述的步骤(2)进行前，在所述硅片的第一表面制备发射极层，然后在所述硅片的第二表面制备所述的钝化层。
本发明中，第一表面、正面和前表面是可以互相替换的，第二表面、背面和后表面是可以相互替换的，指的是含有钝化层和掺杂硅薄膜层的这一面。
优选地，所述的发射极包括(但不限于)：p+发射极。
在另一优选例中，所述方法还包括步骤：
在所述的步骤(3)之后，在所述发射极层表面制备钝化层。
代表性的，所述的发射极层表面制备钝化层包括(但不限于)：SiNx钝化层、Al3O2钝化层，或其组合。优选地，所述发射极层表面制备钝化层为Al3O2钝化层，厚度为5.0-50nm。优选地，所述发射极层表面制备钝化层为SiNx钝化层，的厚度为20-200nm。
在另一优选例中，所述方法还包括步骤：在所述的前表面钝化层表面制备正面电极，并在所述的掺杂硅薄膜层表面制备背面电极。
太阳电池元件的制备方法
本发明还提供一种太阳电池元件的制备方法，包括步骤：
(1)提供硅片；
(2)在所述的硅片表面形成钝化层，得到钝化层-硅片复合基材；
(3)通过热丝化学气相沉积法(HWCVD)，以硅源气体和掺杂原子源气体在所述的钝化层-硅片复合基材上进行沉积，形成掺杂硅薄膜层，得到作为太阳电池元件的掺杂硅薄膜。
在一个优选例中，对所述太阳电池元件的制备方法的技术特征的进一步限定如上文太阳电池的制备方法中所述。
太阳电池元件
本发明还提供一种太阳电池元件，所述的太阳电池元件为本发明所述掺杂硅薄膜，且所述的太阳电池元件是通过如本发明太阳电池元件的制备方法所制备得到。
太阳电池
本发明还提供一种太阳电池，所述的太阳电池是通过本发明所述的太阳电池的制备方法制备的。
本发明的主要优点包括：
本发明通过热丝化学气相沉积法(HWCVD)原位形成高激活杂质浓度的非晶硅/微晶硅/多晶硅薄膜层，采用HWCVD制备重掺杂硅薄膜层具有如下主要优点：
1.掺杂效率高：HWCVD法采用高温热丝做沉积激发源，可以将掺杂气体高效分解，使得微晶或多晶硅薄膜的有效掺杂浓度很高，在n+硅薄膜中磷浓度超过1×1020cm-3，p+硅薄膜中硼浓度超过1×1019cm-3cm-3，能够满足作为TOPCon电池载流子选择性吸收层的掺杂需求。
2.无高能等离子轰击：HWCVD制备重掺杂硅薄膜层的沉积过程中，是没有等离子体参与的，没有高能粒子轰击薄膜带来的对薄膜的伤害，有效保护了氧化硅薄膜的完整性，确保钝化效果。
3.实现全低温制备过程：HWCVD技术可以在衬底温度很低的条件下制备多种高质量、高掺杂硅薄膜，具有显著的技术优越性。HWCVD法的衬底温度一般在200℃，最高也不需超过550℃。具体来说，采用HWCVD，可以在衬底温度为200℃左右的条件下生长非晶硅(α-Si)、微晶硅薄膜(μc-Si)，以及硅的外延；也可以在430-530℃的条件下生长多晶硅(poly-Si)。因此，掺杂原子扩散动力低，不会进入氧化层，有效保证氧化层的完整性；掺杂原子也不会进入硅衬底，避免俄歇复合带来的负面效应。
4.掺杂硅薄膜更稳定：HWCVD制备的掺杂硅薄膜氢含量较低，薄膜中的氢降低到8％以下，薄膜长期稳定性更优。
5.低温制备过程还能避免了高温扩散带来的一系列副作用，可以有效避免二次缺陷、保护其他功能层、维持硅片质量、确保工艺兼容性。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。
钝化对比
实施例1
采用n型硅片，在前后表面分别制备一层厚度低于2nm的高质量热氧化层；采用HWCVD法原位沉积掺磷多晶硅。沉积过程采用钨丝提供反应动力，制备过程采用的气体分别为硅烷(SiH4)、磷烷(PH3)和氢气(H2)，反应时气压为0.5Torr，最终获得一层厚度为50nm、晶化率约为60％、氢含量约为8at.％、有效磷掺杂浓度达到3×1020cm-3的多晶硅薄膜；最后采用Sinton WCT-120测试样品的表面钝化效果。表面饱和电流Joe≈10～20fA/cm2，隐含开路电压iVoc≈680～700mV。
对比例1
采用n型硅片，在前后表面分别制备一层厚度低于2nm的热氧化层；采用PECVD法原位沉积掺磷非晶硅。沉积过程采用射频电源，制备过程采用的气体分别为硅烷(SiH4)、磷烷(PH3)和氢气(H2)，反应时气压为0.4Torr，最终获得一层厚度为50nm、氢含量约为20at.％的磷掺杂非晶硅薄膜；对薄膜进行850℃30min退火，形成有效掺杂浓度约为2×1020cm-3的多晶硅薄膜；最后采用Sinton WCT-120测试样品的表面钝化效果。表面饱和电流Joe≈80～100fA/cm2，隐含开路电压iVoc≈660～680mV。
实施例1和对比例1效果比较：
与对比例1相比，实施例1采用的HWCVD法避免高温处理，能够减少掺杂杂质的扩散，从而有利于提升表面钝化效果。
电池对比
实施例2
电池结构如下所示，首先对n型硅片前表面进行扩硼处理，形成p+发射极；在背面制备一层厚度低于2nm的高质量热氧化层。采用HWCVD法原位沉积掺磷多晶硅。该设备采用钨丝提供反应动力，制备过程采用的气体分别为硅烷(SiH4)、磷烷(PH3)和氢气(H2)，反应时气压为0.5Torr，最终获得一层厚度为30nm、晶化率约为70％、氢含量约为6at.％、有效磷掺杂浓度达到6×1020cm-3的多晶硅薄膜；制备前表面Al2O3/SiNx钝化层；制备前后电极。最后采用Newport Oriel,SoliA测试电池效率。最终电池的性能为：开路电压为683mV，短路电流40.1mA/cm2，填充因子80.3％，效率21.99％。
对比例2
电池结构依然如图1所示，首先对n型硅片前表面进行扩硼处理，形成p+发射极；在背面制备一层厚度低于2nm的高质量热氧化层；采用PECVD法沉积非晶硅，沉积过程采用射频电源，制备过程采用的气体分别为硅烷(SiH4)、磷烷(PH3)和氢气(H2)，反应时气压为0.4Torr，最终获得一层厚度为30nm的磷掺杂非晶硅薄膜，对薄膜进行900℃20min退火，形成有效掺杂浓度约为3.6×1020cm-3的多晶硅薄膜；制备前表面Al2O3/SiNx钝化层；制备前后电极。最后采用Newport Oriel,SoliA测试电池效率。最终电池的性能为：开路电压为654mV，短路电流39.9mA/cm2，填充因子79.9％，效率20.85％。
实施例2和对比例2效果比较：
实施例2中，采用HWCVD制备的器件的开路电压是683mV，而对比例2中采用PECVD后，开路电压是654mV，这种差异在光伏器件中是很明显的，实施例2的开路电压属于高开路电压器件，而对比例2中的开路电压只能算中等水平，因此与对比例2相比，实施例2提升的效果是很明显的。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种太阳电池的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)提供硅片；
(2)在所述的硅片表面形成钝化层，得到钝化层-硅片复合基材；
(3)通过热丝化学气相沉积法(HWCVD)，以硅源气体和掺杂原子源气体在所述的钝化层-硅片复合基材上进行沉积，形成掺杂硅薄膜层，得到掺杂硅薄膜；
(4)用所述的掺杂硅薄膜制备得到太阳电池。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中沉积得到的掺杂硅薄膜的晶化率≥50％，优选为60-80％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，在所述的热丝化学气相沉积法中，采用选自下组的金属丝作为催化媒介：钨丝、钽丝，或其组合。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述硅片为N-型硅片或P-型硅片。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：
在所述的步骤(2)进行前，在所述硅片的第一表面制备发射极，然后在所述硅片的第二表面制备所述的钝化层。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：
在所述的步骤(3)之后，在所述发射极层表面制备钝化层。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：在所述的前表面钝化层表面制备正面电极，并在所述的掺杂硅薄膜层表面制备背面电极。
8.一种太阳电池元件的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)提供硅片；
(2)在所述的硅片表面形成钝化层，得到钝化层-硅片复合基材；
(3)通过热丝化学气相沉积法(HWCVD)，以硅源气体和掺杂原子源气体在所述的钝化层-硅片复合基材上进行沉积，形成掺杂硅薄膜层，得到作为太阳电池元件的掺杂硅薄膜。
9.一种太阳电池元件，其特征在于，所述的太阳电池元件为掺杂硅薄膜，且所述的太阳电池元件是通过如权利要求8所述的方法制备的。
10.一种太阳电池，其特征在于，所述的太阳电池是通过如权利要求1-7任一项所述的方法制备的。
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