CN111129171B - 一种用于碱抛的掩盖膜及其制备方法 - Google Patents
一种用于碱抛的掩盖膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111129171B CN111129171B CN201911424907.XA CN201911424907A CN111129171B CN 111129171 B CN111129171 B CN 111129171B CN 201911424907 A CN201911424907 A CN 201911424907A CN 111129171 B CN111129171 B CN 111129171B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silane
- gas
- masking film
- mixed gas
- oxide layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003513 alkali Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 49
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 88
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 68
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 57
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 34
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 235000013842 nitrous oxide Nutrition 0.000 claims description 22
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 4
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 4
- 101001073212 Arabidopsis thaliana Peroxidase 33 Proteins 0.000 claims description 3
- 101001123325 Homo sapiens Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Proteins 0.000 claims description 3
- 102100028961 Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Human genes 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 7
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 abstract description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 107
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 33
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 33
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 4
- 229910021418 black silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HIVGXUNKSAJJDN-UHFFFAOYSA-N [Si].[P] Chemical compound [Si].[P] HIVGXUNKSAJJDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000036244 malformation Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1868—Passivation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1876—Particular processes or apparatus for batch treatment of the devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于碱抛的掩盖膜及其制备方法，所述掩盖膜位于电池片的表面，其包括以任意顺序相互覆盖排列的碳化硅层、氧化铝层和氧化硅层；本发明所述掩盖膜中包含碳化硅层、氧化铝层和氧化硅层，其中碳化硅和氧化硅层里面具有丰富的氢离子，其游离到电池片的表面及电池片体内，具有钝化电池片的作用，从而有利于提升电池片的转换效率，而碳化硅层和氧化铝层具有致密特性，能有效抵御后续工艺中碱液的腐蚀；且本发明所述掩盖膜的制备迅速，所需温度低且能通过肉眼判断是否生成掩盖膜及掩盖膜的厚度。
Description
技术领域
本发明属于光伏电池技术领域，涉及一种用于碱抛的掩盖膜及其制备方法。
背景技术
太阳能光伏发电是目前清洁、环保的可持续能源利用形式之一，近些年在全球得到迅猛发展。当前晶体硅太阳电池片是光伏发电主流领域，但由于其成本太高，暂时无法取代传统能源，降低成本增加光电转换效率成为光伏行业最大的问题。
目前行业内主流单晶PERC电池的技术如CN110176521A中所示：制绒→扩散→SE→退火→去磷硅玻璃(PSG)→碱抛→热氧→背钝化→镀减反射膜→开槽→印刷→烧结→光注入→测试转换效率。其中扩散工序是整个制程中核心工序，目的是制作PN结，由于制作PN结过程中电池片在高温状态下通入磷源和大量的氧气，所以电池片表面形成厚厚的氧化层，而氧化层的作用是用来在后续的工序中抵御药液腐蚀PN结。其中SE工序是太阳能电池制造过程中非常重要的一道工序，为了对金属柵线(电极)与硅片接触部位进行重掺杂，需要采用SE激光设备按照后续工序的金属柵线图案对晶硅扩散后的硅片进行激光重掺杂，但激光扫描过程中由于会产生瞬间高温会将硅片照射、扫描区域表面氧化层融化从而导致破坏。在后续的碱抛光刻蚀时，由于硅片表面被破坏的PSG不足以保护激光开槽重掺杂区域，激光重掺杂区域会被碱溶液腐蚀，导致此处PN结被破坏，并连带开压、电流下降，最终导致电池转换效率下降。
由于电池片经过SE照射、扫描后导致电池片表面氧化层被破坏，在后续的碱抛工序会被药液腐蚀PN结。目前行业内主流的做法是对经SE照射、扫描后的电池片再次进氧化、退火炉，在高温(600-900℃)、低压下，通氧气使电池片SE照射、扫描区域再次长出氧化层，整个氧化、退火过程时间为60-90分钟，用于抵御后续碱抛药液的药液腐蚀PN结。
CN110176521A中公开了一种SE太阳能电池的碱刻蚀方法，所述方法包括以下步骤：1)扩散；2)镭射掺杂；3)在氧化炉中对硅片进行热氧化，使硅片正面生成一层氧化层；4)去除硅片背面PSG；5)碱刻蚀；6)去除硅片正面PSG；7)清洗烘干；此方法在镭射掺杂之后、去除硅片背面PSG之前，在硅片正面生成一层氧化层，所述氧化层可在碱刻蚀过程中保护激光开槽区域，避免激光开槽区域被碱刻蚀液腐蚀；但其存在着氧化层制备过程所需温度高、耗时长，且形成的氧化层颜色与硅片颜色近似，不易区分的弊端。
CN109273558A公开了一种高转换效率的链式湿法黑硅电池片的制备方法，包括：1)选用P型多晶金刚线硅片，用有机碱溶液和水依次进行清洗，烘干；2)在硅片背面和四周镀上SiON：H膜；3)在硅片正面制作黑硅绒面；4)对硅片正面进行扩散，形成PN结；5)用酸溶液去除硅片正面的磷硅玻璃以及腐蚀硅片背面、四周的SiON：H膜，水洗、烘干；6)在黑硅绒面镀减反射薄膜；7)在硅片正面印刷正电极；8)在硅片背面印刷背电极，烧结；此方案是在电池片背面制作SiON：H掩膜，用于抵御制绒时药液对硅片背面腐蚀，从而保留电池片背面的高反射率原始结构。
CN107863420A公开了一种无刻蚀处理的太阳能电池的制备工艺，包括以下步骤：a、硅片表面进行抛光；b、然后对硅片的背面进行镀氮化硅膜，在硅片背面镀氮化硅膜时,硅片正面的四个侧边边缘同时绕镀有氮化硅膜；c、接着对硅片的正面进行制绒；d、随后对硅片的正面进行扩散；e、利用氢氟酸去除步骤b中的氮化硅膜及步骤d中扩散时硅片表面形成的磷硅玻璃；f、硅片表面沉积膜体；g、印刷硅片正面和背面的电极；h、烧结；此方案是在电池片背面制作SiN：H掩膜，用于抵御制绒时药液对硅片背面腐蚀，从而保留电池片背面的高反射率原始结构。
综上所述，行业内主流做法是电池片SE照射、扫描区域通过在高温、低压下通入氧气，在电池片表面被破坏氧化层区域再次进行长出氧化层，以抵御后续的碱抛。此方法需要在高温下通氧气，能耗高，并且在长时间高温下会导致电池片表面以及体内原子、分子结构发生变化，导致缺陷、复合多。且操作时间长、生产效率低，生成的氧化层颜色与电池片本身颜色接近，有没制作氧化层未知，生产不易区分等弊端。因此，需要开发一种新的高效、节能、生产效率高的掩盖膜技术，用于选择性发射极(selectiveemitter，SE)重掺杂后保护电池片表面氧化层被破坏的区域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于碱抛的掩盖膜及其制备方法，所述掩盖膜位于电池片的表面，其包括以任意顺序相互覆盖排列的碳化硅层、氧化铝层和氧化硅层；本发明所述掩盖膜中包含碳化硅层、氧化铝层和氧化硅层，其中碳化硅和氧化硅层里面具有丰富的氢离子，其游离到电池片的表面及电池片体内，具有钝化电池片的作用，从而有利于提升电池片的转换效率，而碳化硅层和氧化铝层具有致密特性，能有效抵御后续工艺中碱液的腐蚀；且本发明所述掩盖膜的制备迅速，所需温度低且能通过肉眼判断是否生成掩盖膜及掩盖膜的厚度。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种用于碱抛的掩盖膜，所述掩盖膜包括以任意顺序相互覆盖排列的碳化硅层、氧化铝层和氧化硅层。
本发明所述氧化硅层当采用硅烷和笑气反应得到时，其主要产物为氧化硅，可能包含少量氮氧化硅。
本发明所述掩盖膜是在电池片经SE重掺杂后与去除电池片背面、四周氧化层前，在电池片正面生成的一层掩盖膜；本发明所述掩盖膜可在后续碱抛过程中保护激光开槽区域，避免激光开槽区域被碱刻蚀药液腐蚀。此处所述电池片为晶硅电池片。
本发明所述掩盖膜为复合层结构，其中包含碳化硅层、氧化铝层和氧化硅层，上述三种层以任意顺序相互覆盖排列，其中碳化硅和氧化硅层里面具有丰富的氢离子，其游离到电池片的表面及电池片体内，具有钝化电池片的作用，从而有利于提升电池片的转换效率；同时氧化铝层和碳化硅层具有致密特性能避免后续工序中碱液对电池片的腐蚀；且碳化硅层、氧化铝层和氧化硅层具有颜色特性，方便用肉眼进行区分，且所述掩盖膜容易通过HF去除，不会对后续工艺造成不良影响，且经SE重掺杂处理的电池片上SE区域硅原子有很多是畸形、杂乱排序，本发明所述掩盖膜的制备方法能激活此处磷原子的活性，本发明所述掩盖膜的制备过程具有在低温下的修复功能。
此处以任意顺序排列的含义是以电池片表面为基准，碳化硅层、氧化铝层和氧化硅层在电池片表面的覆盖顺序是任意的。
优选地，所述掩盖膜中碳化硅层的层数≥1层，例如2层、3层、4层、5层或6层等。
优选地，所述掩盖膜中氧化铝的层数≥1层，例如2层、3层、4层、5层或6层等。
优选地，所述掩盖膜中氧化硅的层数≥1层，例如2层、3层、4层、5层或6层等。
优选地，所述掩盖膜中与电池片相邻的为碳化硅层。
优选地，所述掩盖膜的厚度为200-500nm，例如250nm、300nm、350nm、400nm或450nm等。
本发明所述掩盖膜的厚度控制在上述范围内，其一方面有利于提高电池片的转换效率，另一方面，有利于保护电池片在后续碱抛过程中不被腐蚀。
第二方面，本发明提供了如第一方面所述的掩盖膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将经SE重掺杂的电池片放入容器中，加热；
(2)以任意顺序向步骤(1)的容器中分别通入甲烷和硅烷的混合气、三甲基铝和含氧元素的气体的混合气和硅烷和笑气的混合气，进行反应；得到所述掩盖膜。
此处步骤(2)中的三种混合气为分别单独通入，即通入甲烷和硅烷的混合气在电池片的表面形成碳化硅层，在生成的碳化硅层中会含有丰富的氢离子，通入三甲基铝和含氧元素的气体的混合气在电池片表面生成氧化铝层，通入硅烷和笑气的混合气在电池片表面生成氧化硅层，在形成的氧化硅层中会含有丰富的氢离子，其通入气体的顺序以所需的掩盖膜中三种层的覆盖排列顺序相应。
优选地，步骤(1)所述加热的过程包括升温、抽真空和恒温。
优选地，所述恒温的温度范围为200-600℃，例如250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃或550℃等。
本发明所述掩盖膜的制备过程中所需温度为200-600℃，而行业中一般采用热氧化/退火方法，其所需温度为650-900℃；本发明所述方法相较于传统的氧化层的制备方法，其所需温度明显降低，从而降低了制备过程的能耗。
优选地，步骤(2)中进行反应的时间为30-45min，例如32min、35min、38min、40min或43min等。
本发明所述掩盖膜的制备过程中所需的反应时间为30-45min，而行业内一般采用的热氧化/退火方法所需的时间为60-90min，因此，本发明所述掩盖膜的制备方法相较于传统的氧化层的制备方法，其所需时间明显缩短，制备过程效率明显提高。
优选地，步骤(2)中含氧元素的气体包括氧气、臭氧或水蒸气中的任意一种或至少两种的组合，所述组合示例性的包括氧气和臭氧的组合、水蒸气和氧气的组合或臭氧和水蒸气的组合等。
优选地，步骤(2)所述甲烷和硅烷的混合气中甲烷流量为500-10000sccm，例如1000sccm、2000sccm、3000sccm、4000sccm、5000sccm、6000sccm、7000sccm、8000sccm或9000sccm等，所述硅烷的流量为500-3000sccm，例如1000sccm、1500sccm、2000sccm或2500sccm等。
优选地，所述甲烷和硅烷的混合气的通入时间为30-500s，例如50s、100s、200s、300s或400s等。
优选地，所述甲烷和硅烷的混合气的压力为1300-1800mtorr，例如1400mtorr、1500mtorr、1600mtorr或1700mtorr等。
优选地，步骤(2)中三甲基铝和含氧元素的气体的混合气中三甲基铝流量为500-10000sccm，例如1000sccm、2000sccm、3000sccm、4000sccm、5000sccm、6000sccm、7000sccm、8000sccm或9000sccm等，含氧元素的气体的流量为500-3000sccm，例如1000sccm、1500sccm、2000sccm或2500sccm等。
优选地，所述三甲基铝和含氧元素的气体的混合气的通入时间为30-500s，例如50s、100s、200s、300s或400s等。
优选地，所述三甲基铝和含氧元素的气体的混合气的压力为1300-1800mtorr，例如1400mtorr、1500mtorr、1600mtorr或1700mtorr等。
优选地，步骤(2)中硅烷和笑气的混合气中硅烷流量为500-10000sccm，例如1000sccm、2000sccm、3000sccm、4000sccm、5000sccm、6000sccm、7000sccm、8000sccm或9000sccm等，笑气流量为500-3000sccm，例如1000sccm、1500sccm、2000sccm或2500sccm等。
优选地，所述硅烷和笑气的混合气的通入时间为30-500s，例如50s、100s、200s、300s或400s等。
优选地，所述硅烷和笑气的混合气的压力1300-1800mtorr，例如1400mtorr、1500mtorr、1600mtorr或1700mtorr等。
优选地，步骤(2)中先通入甲烷和硅烷的混合气，之后以任意顺序分别通入甲烷和硅烷的混合气、三甲基铝和含氧元素的气体的混合气和硅烷和笑气的混合气。
优选地，步骤(2)中每通入一种混合气，待相应的反应结束后，将容器进行抽真空。
优选地，步骤(2)中每通入一种混合气，待相应的反应结束后，将容器进行抽真空、升温、恒温。
优选地，步骤(2)中反应结束后，将容器排出废气，压力回升至大气压。
优选地，步骤(1)所述容器为炉管。
优选地，步骤(1)中将经SE重掺杂的电池片放入容器中的方法包括将经SE重掺杂的电池片插入石墨舟中，之后将石墨舟放入容器中。
作为本发明优选的技术方案，所述用于碱抛的掩盖膜的制备方法包括以下步骤：
(1)将经SE重掺杂的电池片插入石墨舟中，之后将石墨舟放入炉管中，升温、抽真空，检测炉管漏气，恒温；所述恒温的温度范围为200-600℃；
(2)以任意顺序向步骤(1)的炉管中分别通入甲烷和硅烷的混合气、三甲基铝和含氧元素的气体的混合气和硅烷和笑气的混合气，进行反应；得到所述掩盖膜，所述反应的时间为30-45min。
传统的太阳能电池的制备过程包括以下步骤：将电池片制绒、扩散、SE重掺杂，制备表面氧化层，去背PSG、碱抛、氧化、镀背钝化、镀正膜、印刷、烧结、光注入、测试，得到太阳能电池；而本发明所述掩盖膜用于替代SE重掺杂后的氧化层制备过程，所述掩盖膜有利于保护电池片不被后续碱抛工艺中的碱腐蚀，同时，有利于提高电池片的转换效率。因此本发明所述掩盖膜用于太阳能电池的制备过程时采用如下工艺：将电池片制绒、扩散、SE重掺杂，制备掩盖膜，去背PSG、碱抛、氧化、镀背钝化、镀正膜、印刷、烧结、光注入、测试，得到太阳能电池。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述掩盖膜中为复合层结构，其中包含碳化硅层、氧化铝层和氧化硅层，其中碳化硅层和氧化硅层中具有丰富的氢离子，其游离到电池片的表面及电池片的体内具有钝化电池片的作用，从而有利于提升电池片的转换效率；
(2)本发明所述掩盖膜具有颜色特性，其能通过肉眼进行识别；
(3)本发明所述掩盖膜中碳化硅和氧化铝层具有致密性，其能有效抵御碱抛过程中碱液对电池片的腐蚀；
(4)本发明所述掩盖膜的制备方法简单，能耗低，耗时短，易于工业化应用。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例所述用于碱抛的掩盖膜的结构为，以电池片为基准，所述掩盖膜由底层到表层依次为碳化硅层，氧化铝层，氧化硅层和碳化硅层；掩盖膜的厚度为200nm，制备时间为35min，其制备方法如下所示：
(1)将经SE重掺杂的电池片插入石墨舟中，之后将石墨舟放入炉管中，升温、抽真空，检测炉管漏气，恒温至480℃；
(2)向步骤(1)的炉管中通入甲烷和硅烷的混合气，甲烷和硅烷的混合气中甲烷流量为500sccm，硅烷流量为3000sccm，通入时间为300s，压力为1600mtorr；
(3)待步骤(2)中通气结束后，降温至330℃，向炉管中通入三甲基铝与氧气的混合气，所述混合气中三甲基铝流量为2000sccm，氧气流量为3000sccm，通入时间为350s，压力为1400mtorr；
(4)待步骤(3)中通气结束后，升温至450℃，向炉管中通入硅烷与笑气的混合气，所述混合气中，硅烷的流量为800sccm，笑气的流量为3000sccm，通入时间为400s，压力为1400mtorr；
(5)待步骤(4)中通气结束后，向炉管中通入甲烷和硅烷的混合气，甲烷和硅烷的混合气中甲烷流量为500sccm，硅烷流量为3000sccm，通入时间为300s，压力为1600mtorr；
(6)将炉管中废气排出，压力回升至大气压，将石墨舟退出炉管，得到掩盖膜。
实施例2
本实施例所述用于碱抛的掩盖膜的结构为，以电池片为基准，所述掩盖膜由底层到表层依次为碳化硅层，氧化硅层、氧化铝层，氧化硅层和碳化硅层；掩盖膜的厚度为360nm，制备时间为37min，其制备方法如下所示：
(1)将经SE重掺杂的电池片插入石墨舟中，之后将石墨舟放入炉管中，升温、抽真空，检测炉管漏气，恒温在450℃；
(2)向步骤(1)的炉管中通入甲烷和硅烷的混合气，甲烷和硅烷的混合气中甲烷流量为800sccm，硅烷流量为3000sccm，通入时间为300s，压力为1600mtorr；
(3)待步骤(2)中通气结束后，向炉管中通入硅烷与笑气的混合气，所述混合气中，硅烷的流量为1000sccm，笑气的流量为2500sccm，通入时间为400s，压力为1400mtorr；
(4)待步骤(3)中通气结束后，降温至350℃，向炉管中通入三甲基铝与氧气的混合气，所述混合气中三甲基铝流量为1000sccm，氧气流量为2000sccm，通入时间为250s，压力为1400mtorr；
(5)待步骤(4)中通气结束后，升温至450℃，向炉管中通入硅烷与笑气的混合气，所述混合气中，硅烷的流量为1000sccm，笑气的流量为2500sccm，通入时间为400s，压力为1400mtorr；
(6)待步骤(5)中通气结束后，向炉管中通入甲烷和硅烷的混合气，甲烷和硅烷的混合气中甲烷流量为800sccm，硅烷流量为3000sccm，通入时间为300s，压力为1600mtorr；
(7)将炉管中废气排出，压力回升至大气压，将石墨舟退出炉管，得到掩盖膜。
实施例3
本实施例所述用于碱抛的掩盖膜的结构为，以电池片为基准，所述掩盖膜由底层到表层依次为碳化硅层，氧化铝层，氧化硅层和碳化硅层；掩盖膜的厚度为400nm，制备时间为40min，其制备方法如下所示：
(1)将经SE重掺杂的电池片插入石墨舟中，之后将石墨舟放入炉管中，升温、抽真空，检测炉管漏气，恒温至470℃；
(2)向步骤(1)的炉管中通入甲烷和硅烷的混合气，甲烷和硅烷的混合气中甲烷流量为100sccm，硅烷流量为3000sccm，通入时间为400s，压力为1600mtorr；
(3)待步骤(2)中通气结束后，降温至280℃，向炉管中通入三甲基铝与氧气的混合气，所述混合气中三甲基铝流量为2000sccm，氧气流量为2800sccm，通入时间为380s，压力为1400mtorr；
(4)待步骤(3)中通气结束后，升温至440℃，向炉管中通入硅烷与笑气的混合气，所述混合气中，硅烷的流量为900sccm，笑气的流量为2000sccm，通入时间为450s，压力为1400mtorr；
(5)待步骤(4)中通气结束后，向炉管中通入甲烷和硅烷的混合气，甲烷和硅烷的混合气中甲烷流量为100sccm，硅烷流量为3000sccm，通入时间为400s，压力为1600mtorr；
(6)将炉管中废气排出，压力回升至大气压，将石墨舟退出炉管，得到掩盖膜。
实施例4
本实施例与实施例3的区别在于，不进行步骤(5)中所述的操作，其他条件与实施例3相比完全相同。
所述掩盖膜由底层到表层依次为碳化硅层，氧化铝层，氧化硅层；
本实施例得到的电池片的转换效率(大数据)为22.3914％。
实施例5
本实施例与实施例4的区别在于，制备过程中互换步骤(2)和步骤(3)的顺序，其他条件与实施例4相比完全相同。
所述掩盖膜由底层到表层依次为氧化铝层，碳化硅层，氧化硅层；
本实施例得到的电池片的转换效率(大数据)为22.3845％。
实施例6
本实施例与实施例4的区别在于，制备过程中互换步骤(2)和步骤(4)的顺序，其他条件与实施例4相比完全相同。
所述掩盖膜由底层到表层依次为氧化硅层，氧化铝层，碳化硅层；
本实施例得到的电池片的转换效率(大数据)为22.3806％。
对比例1
本对比例采用传统的低压氧化、退火的方法制备表面氧化层的方法，用于后续抵御碱溶液腐蚀，表面氧化层的厚度为2nm，所述方法包括以下步骤：
(a)将经SE重掺杂的电池片插进石英舟，将石英舟放入炉管中；
(b)将炉管进行升温、抽真空、检测炉管漏气、恒温在900℃；
(c)向炉管中通入氮气和氧气的混合气，其中氮气流量为1000sccm，氧气为200sccm，恒温85min；
(d)排出炉管中的废气，压力回升至大气压，将石英舟退出炉管，完成表面氧化层制备。
对比例2
本对比例与实施例4的区别在于，不进行步骤(3)的操作，其他条件与实施例4相比完全相同。
所述掩盖膜由底层到表层依次为碳化硅层，氧化硅层；
本对比例得到的电池片的转换效率(大数据)为22.3108％。
对比例3
本对比例与实施例4的区别在于，不进行步骤(4)的操作，其他条件与实施例4相比完全相同。
所述掩盖膜由底层到表层依次为碳化硅层，氧化铝层；
本对比例得到的电池片的转换效率(大数据)为22.3116％。
性能测试：
对实施例1-3和对比例1中得到的电池片的关键参数进行测试，开路电压(Uoc)，短路电流(Isc)，串联电阻(Rs)、并联电阻(Rsh)、填充因子(FF)，转换效率(Eta)的测试结果如表1和表2所示；
其中，表1为小数据对比，表2为大数据(数量为60000片以上)对比；
表1
表2
由表1和表2的数据均可看出，本发明在经SE重掺杂后的电池片表面覆盖掩盖膜，其相较于传统的表面氧化膜的制备过程，不仅缩短了制备所需的时间，且电池片的转换效率也有所提高，且转换效率的提高量在0.05％以上。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (27)
1.一种用于PERC电池的掩盖膜，其特征在于，所述掩盖膜包括以任意顺序相互覆盖排列的碳化硅层、氧化铝层和氧化硅层；
所述掩盖膜用于PERC电池的制备过程包括以下步骤：将电池片制绒、扩散、SE重掺杂，制备掩盖膜，去背PSG、碱抛、氧化、镀背钝化、镀正膜、印刷、烧结、光注入和测试。
2.如权利要求1所述的掩盖膜，其特征在于，所述掩盖膜中碳化硅层的层数≥1层。
3.如权利要求1所述的掩盖膜，其特征在于，所述掩盖膜中氧化铝层的层数≥1层。
4.如权利要求1所述的掩盖膜，其特征在于，所述掩盖膜中氧化硅层的层数≥1层。
5.如权利要求1所述的掩盖膜，其特征在于，所述掩盖膜中与电池片相邻的为碳化硅层。
6.如权利要求1所述的掩盖膜，其特征在于，所述掩盖膜的厚度为200-500nm。
7.如权利要求1-6任一项所述的掩盖膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将经选择性发射极重掺杂的电池片放入容器中，加热；
(2)以任意顺序向步骤(1)的容器中分别通入甲烷和硅烷的混合气、三甲基铝和含氧元素的气体的混合气和硅烷和笑气的混合气，进行反应；得到所述掩盖膜。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述加热的过程包括升温、抽真空和恒温。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述恒温的温度范围为200-600℃。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中进行反应的时间为30-45min。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中含氧元素的气体包括氧气、臭氧或水蒸气中的任意一种或至少两种的组合。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述甲烷和硅烷的混合气中甲烷流量为500-10000sccm，所述硅烷的流量为500-3000sccm。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述甲烷和硅烷的混合气的通入时间为30-500s。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述甲烷和硅烷的混合气的压力为1300-1800mtorr。
15.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中三甲基铝和含氧元素的气体的混合气中三甲基铝流量为500-10000sccm，含氧元素的气体的流量为500-3000sccm。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述三甲基铝和含氧元素的气体的混合气的通入时间为30-500s。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述三甲基铝和含氧元素的气体的混合气的压力为1300-1800mtorr。
18.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中硅烷和笑气的混合气中硅烷流量为500-10000sccm，笑气流量为500-3000sccm。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述硅烷和笑气的混合气的通入时间为30-500s。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述硅烷和笑气的混合气的压力1300-1800mtorr。
21.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中先通入甲烷和硅烷的混合气，之后以任意顺序分别通入甲烷和硅烷的混合气、三甲基铝和含氧元素的气体的混合气和硅烷和笑气的混合气。
22.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中每通入一种混合气，待相应的反应结束后，将容器进行抽真空。
23.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中每通入一种混合气，待相应的反应结束后，将容器进行抽真空、升温、恒温。
24.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中反应结束后，将容器排出废气，压力回升至大气压。
25.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述容器为炉管。
26.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)中将经选择性发射极重掺杂的电池片放入容器中的方法包括将经选择性发射极重掺杂的电池片插入石墨舟中，之后将石墨舟放入容器中。
27.如权利要求7-26任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将经选择性发射极重掺杂的电池片插入石墨舟中，之后将石墨舟放入炉管中，升温、抽真空，检测炉管漏气，恒温；所述恒温的温度范围为200-600℃；
(2)以任意顺序向步骤(1)的炉管中分别通入甲烷和硅烷的混合气、三甲基铝和含氧元素的气体的混合气和硅烷和笑气的混合气，进行反应；得到所述掩盖膜，所述反应的时间为30-45min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911424907.XA CN111129171B (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种用于碱抛的掩盖膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911424907.XA CN111129171B (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种用于碱抛的掩盖膜及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111129171A CN111129171A (zh) | 2020-05-08 |
| CN111129171B true CN111129171B (zh) | 2022-03-04 |
Family
ID=70507274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911424907.XA Active CN111129171B (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种用于碱抛的掩盖膜及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111129171B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4310922A1 (en) * | 2021-05-21 | 2024-01-24 | Hengdian Group DMEGC Magnetics Co., Ltd. | Gallium oxide back-passivated solar cell and preparation method therefor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102403369A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-04-04 | 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 | 一种用于太阳能电池的钝化介质膜 |
| CN104505425A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-04-08 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种制备太阳能单晶背抛光电池片的方法 |
| US10217893B2 (en) * | 2013-09-16 | 2019-02-26 | Special Materials Research And Technology, Inc. (Specmat) | Methods, apparatus, and systems for passivation of solar cells and other semiconductor devices |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL2009382C2 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-18 | M4Si B V | Method for manufacturing a solar cell and solar cell obtained therewith. |
| CN107464857A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-12-12 | 常州亿晶光电科技有限公司 | 一种降低perc电池片衰减的镀膜工艺方法 |
-
2019
- 2019-12-31 CN CN201911424907.XA patent/CN111129171B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102403369A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-04-04 | 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 | 一种用于太阳能电池的钝化介质膜 |
| US10217893B2 (en) * | 2013-09-16 | 2019-02-26 | Special Materials Research And Technology, Inc. (Specmat) | Methods, apparatus, and systems for passivation of solar cells and other semiconductor devices |
| CN104505425A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-04-08 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种制备太阳能单晶背抛光电池片的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111129171A (zh) | 2020-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109004038B (zh) | 太阳能电池及其制备方法和光伏组件 | |
| CN107681018B (zh) | 一种太阳能电池片的低压氧化工艺 | |
| CN109273557B (zh) | 一种太阳能电池用硅片的处理方法 | |
| KR20090088860A (ko) | 표면 패시베이션이 향상된 결정성 실리콘 태양 전지의 제조 방법 | |
| CN107887453A (zh) | 一种双面氧化铝p型perc太阳能电池及制作方法 | |
| WO2015182503A1 (ja) | 太陽電池素子およびその製造方法並びに太陽電池モジュール | |
| JP2017504186A (ja) | 結晶シリコン太陽電池上のパッシベーションスタック | |
| CN117133834B (zh) | 一种联合钝化背接触电池的短流程制备方法及其应用 | |
| CN112234107A (zh) | 一种太阳能单晶perc电池及其制备方法 | |
| CN115036396B (zh) | 一种硼掺杂发射极的制备方法 | |
| US20110136285A1 (en) | Method for manufacturing stacked film and solar cell | |
| CN115332366A (zh) | 一种背钝化接触异质结太阳电池及其制备方法 | |
| CN116741877A (zh) | 一种tbc电池制备方法及tbc电池 | |
| CN111129171B (zh) | 一种用于碱抛的掩盖膜及其制备方法 | |
| CN113571602B (zh) | 一种二次扩散的选择性发射极及其制备方法和应用 | |
| CN114823969A (zh) | 一种提升钝化接触结构性能的低温氢等离子体辅助退火方法和TOPCon太阳能电池 | |
| CN116190498A (zh) | 制备隧穿氧化层和非晶硅薄膜的方法及TOPCon电池 | |
| CN117038799A (zh) | 一种bc电池制备方法及bc电池 | |
| WO2023216652A1 (zh) | 一种双面太阳能电池及其制备方法 | |
| CN116632076A (zh) | TOPCon电池钝化方法和光伏电池、光伏组件 | |
| CN110212037A (zh) | 选择性增强正面钝化的perc太阳能电池及其制备方法 | |
| CN114497282A (zh) | 一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池 | |
| CN112768565A (zh) | 一种钝化接触结构制备方法和具有钝化接触结构的晶体硅 | |
| CN113257954A (zh) | 一种解决碱抛se-perc电池el不良的方法 | |
| CN116936685B (zh) | 一种太阳能电池抗反射叠层结构及其制备方法、应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |