CN111149217A - 界面特性得到提升的钝化发射极背面接触（perc）太阳能电池制造方法以及制造装置 - Google Patents
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Abstract
一种钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造方法以及制造装置，包括：将钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的基板投入到腔室中并在上述腔室内的基板的背面形成钝化层的钝化层形成步骤；以及，形成对上述钝化层进行覆盖的遮盖层的遮盖层形成步骤；其中，在形成上述遮盖层之前，将在上述腔室内执行在沉积形成上述钝化层之后对上述钝化层进行退火的沉积后退火(PDA，Post‑deposition annealing)步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够提升高效率太阳能电池中的一种即钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的界面特性的制造方法以及制造装置。
背景技术
近年来随着严重的环境污染问题和化石能源的枯竭，开发出新一代洁净能源的重要性日益显著。
其中，太阳能电池因为具有公害少、资源无限且寿命半永久的特点而作为解决未来能源问题的主要手段备受关注。
在开发太阳能电池时，需要实现高效率化。作为高效率晶体硅太阳能电池的实例，包括钝化发射极背面接触(PERC，Passitive Emitter Rear Cell)太阳能电池(Solarcells)。
作为与钝化发射极背面接触(PERC，Passivated Emitter Rear Cell)太阳能电池相关的技术，包括澳大利亚的新南威尔士大学(UNSW，University of New South Wales)的钝化发射极背面局域扩散(PERL，Passivated Emitter and Rear Locally-diffused)，能够达到约25％左右的效率。
钝化发射极背面局域扩散(PERL)的表面是以倒金字塔形结构进行制绒处理，在其上方形成双重防反射涂膜(ARC：Anti-reflective coating)，且在其背面的一部分形成p+层，并通过在其前后面形成氧化层而减少在表面上的再结合现象。通过在正面电极的下侧形成n+层，减少电极与硅层之间的接触电阻。
但是，钝化发射极背面局域扩散(PERL)电池因为其工程非常复杂且工程所需时间较长而不适合于进行量产，只能适用于如外太空或太阳能飞机等要求高效率的特定市场领域。
因此，作为在高效率太阳能电池即钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池中为了提升钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的效率并进行量产而需要的技术，需要对克服形成电极时的丝网印刷技术的性能极限、形成微细金属电极、减小电极与硅层之间的接触面的面积以及表面钝化(Passivation)技术等进行研究开发。
发明内容
本发明提供一种能够通过提升钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的钝化(Passivation)界面的特性而提升钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的效率并确保其量产性的制造方法以及制造装置。
作为一实施例，适用本发明的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造方法，包括：将钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的基板投入到腔室中并在上述腔室内的基板的背面形成钝化层的钝化层形成步骤；以及，形成对上述钝化层进行覆盖的遮盖层的遮盖层形成步骤。
作为一实施例，在形成上述遮盖层之前，将在上述腔室内执行在沉积形成上述钝化层之后对上述钝化层进行退火的沉积后退火(PDA，Post-deposition annealing)步骤。
作为一实施例，上述钝化层是在上述基板上生长形成的AlOx膜。
作为一实施例，上述遮盖层是在上述钝化层上生长形成的SiNx膜。
作为一实施例，在上述沉积后退火(PDA)步骤中，向上述腔室内投入氧化剂(Oxidation precursor)并将上述腔室内部维持在针对沉积后退火(PDA)工程进行优化的沉积后退火(PDA)温度，从而在上述氧化剂环境下以上述沉积后退火(PDA)温度对上述钝化层进行退火。
作为一实施例，上述氧化剂是H2O、气化的H2O、O2、O3中的至少一个。
作为一实施例，上述沉积后退火(PDA)温度为200～500℃。
作为一实施例，在上述沉积后退火(PDA)步骤中，使氮气通过H2O，接下来通过将上述通过H2O之后的氮气喷射到维持沉积后退火(PDA)温度的上述腔室中而对上述基板或上述钝化层进行处理。
作为一实施例，在上述沉积后退火(PDA)步骤中，对上述钝化层中的至少一部分进行局部性重组，包含Si的上述基板与包含AlOx的上述钝化层的界面上的负固定电荷密度(Qf，density of negative fixed charges)增加，和/或界面陷阱密度(Dit，interfacetrap density)减小。
作为一实例，在上述沉积后退火(PDA)步骤中，在上述钝化层中将形成负电荷陷阱(negative charge traps)，上述负电荷陷阱是因为负固定电荷密度(Qf，density ofnegative fixed charges)的增加而形成，间隙氢(interstitial hydrogen(Hi))、间隙氧(interstitial oxygen(Oi))、铝空位(aluminum vacancies(VAl))中的至少一个将使得上述负固定电荷密度增加。
作为一实施例，适用本发明的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造装置，包括：腔室，用于投入钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的基板并在上述基板的背面形成钝化层或对上述钝化层进行覆盖的遮盖层；以及，喷嘴部，用于在沉积后退火(PDA，Post-deposition annealing)步骤中向维持沉积后退火(PDA)温度的上述腔室内部喷射氧化剂。
其中，能够在上述氧化剂环境下以上述沉积后退火(PDA)温度对上述钝化层进行退火。
作为一实施例，上述喷嘴部在上述沉积后退火(PDA)步骤中对包含H2O、气化的H2O、O2、O3中的至少一个的上述氧化剂进行喷射。
作为一实施例，上述腔室在上述沉积后退火(PDA)步骤中维持上述沉积后退火(PDA)温度即200～500℃。
作为一实施例，适用本发明的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造装置，包括：收容部，用于对包含H2O、气化的H2O、O2、O3中的至少一个的上述氧化剂进行收容；以及，氮气供应部，配备于上述收容部的上游一侧，用于向上述收容部供应氮气。
其中，从上述氮气供应部流入的上述氮气能够在通过上述收容部之后被供应到上述腔室的喷嘴部。
作为一实施例，当在上述喷嘴部中喷射上述氧化剂且上述腔室内的温度维持在200～500℃时，能够使包含Si的上述基板与包含AlOx的上述钝化层的界面上的负固定电荷密度(Qf，density of negative fixed charges)增加。
作为一实施例，本发明的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池，包括：钝化层，其位于腔室内的基板的背面上；和遮盖层，其覆盖上述钝化层。
本发明能够在钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造装置中将AlOx膜作为背面钝化沉积膜使用或将遮盖层即SiNx膜作为追加钝化沉积膜使用。此时，为了能够在背面钝化层中提升电气钝化(electrical passivation)特性，对AlOx膜的特性控制是非常重要的因素。
适用本发明的沉积后退火(PDA)步骤是用于追加负固定电荷密度(Qf，density ofnegative fixed charges)的来源(source)即间隙氢(interstitial hydrogen(Hi))、间隙氧(interstitial oxygen(Oi))、铝空位(aluminum vacancies(VAl))中的至少一个的工程，能够确保在过氧(oxygen rich)环境下的钝化(passivation)特性。
不仅如此，适用本发明的沉积后退火(PDA)步骤能够增加间隙氢或铝空位。
适用本发明的沉积后退火(PDA)能够提升钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的光转换效率、增加负固定电荷密度(Qf，density of negative fixed charges)、增加载体寿命(Carrier lifetime)、在钝化层中形成负电荷陷阱(negative charge traps)、增加开路电压对应值(corresponding values for open circuit voltages(Voc))、减少界面陷阱密度(Dit，interface trap density)。
适用本发明的制造装置能够为了执行沉积后退火(PDA)步骤而在沉积后退火(PDA)温度下喷射氧化剂。即，因为采用了能够进一步改善铝氧化膜的钝化特性的沉积后退火(PDA)工程，因此能够在不导致钝化层效率下降的前提下以低成本确保钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的量产性。而且，还能够达成钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的低成本化。
附图说明
图1是对利用适用本发明的制造装置以及制造方法制造的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池进行概要性图示的截面图。
图2是对适用本发明的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造方法进行图示的顺序图。
图3至图6是对按照图2所示的工程制造的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的截面进行图示的部分截面图。
图7是对适用本发明的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造装置进行图示的概要图。
图8是适用本发明的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造装置的截面图。
图9是对利用适用本发明的制造装置以及制造方法制造的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的载体寿命(Carrier lifetime)增加进行图示的图表。
图10是对利用适用本发明的制造装置以及制造方法制造的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的效率增加进行图示的图表。
具体实施方式
接下来，将参阅附图对适用本发明的实施例进行详细的说明。在上述过程中为了说明的明确性以及便利性，附图中所图示的构成要素的大小或形状等可能会被夸张图示。此外，在考虑到本发明的构成以及作用的前提下做出特别定义的术语，可能会根据使用者、应用者的意图或惯例而发生变更。上述术语应以本说明书的全部内容为基础做出定义。
图1是对利用适用本发明的制造装置以及制造方法制造的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池进行概要性图示的截面图。图2是对适用本发明的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造方法进行图示的顺序图。图3至图6是对按照图2所示的工程制造的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的截面进行图示的部分截面图。图7是对适用本发明的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造装置进行图示的概要图。图8是适用本发明的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造装置的截面图。
参阅图1，能够在基板100的正面沉积形成发射极110并在发射极110上层叠形成防反射涂膜(ARC)112。包含硅(Si)的基板110能够通过掺杂而成为P型半导体。发射极110能够形成于基板100上方并成为N型半导体。p型半导体以及n型半导体相互具有类似于二极管的连结结构，当光线入射到上述连结结构的太阳能电池时，将借助于光线与构成太阳能电池的半导体的物质之间的光伏效应(photovoltaic effect)成对生成带有(-)电荷的电子(electron)以及带有(+)电荷的空穴(hole)并通过其移动而形成电流的流动。
例如，电子能够向连结到n型半导体即发射极110的上部的正面电极114方向移动，而空穴能够向连结到p型半导体即基板100的下部的背面电极124方向移动。借此，能够通过对正面电极114与背面电极124进行电气连接而获得电力。
图2中所图示的正面工程S1是在基板100的正面形成发射极110、防反射涂膜112、正面电极114的工程。正面工程S1如图2所示，能够在附图编号为S2～S6的之前步骤中执行，而且虽未图示，也能够在附图编号为S2～S6的后续步骤中执行。
接下来，将对正面工程(Front surface process)S1进行详细的说明。
在包含晶体硅的基板100上形成发射极(emitter)110时，能够利用热扩散(thermal diffusion)方法。热扩散方法能够通过利用热炉(thermal furnace)或快速热处理(RTP，rapid thermal process)方法生长SiO2膜而形成发射极110层。发射极110的生长能够采用湿式以及干式方法，能够利用H2O、气化的H2O、O2等源使基板100的Si发生氧化。
在采用热扩散方法时可能会生成高温工程的副产物即磷硅酸盐玻璃(PSG，phosphosilicate glass)或硼硅酸盐玻璃(BSG，borosilicate glass)，而能够通过包含于磷硅酸盐玻璃(PSG)或硼硅酸盐玻璃(BSG)中的杂质的扩散而形成发射极110。
此时，在发射极110的表面可能会有高浓度的杂质存在。在制绒(texturing)步骤中，能够在p导电型硅基板100的表面形成不规则的凹凸结构。对于凹凸结构中具有峰(top)、斜面(slop)以及谷(valley)的结构，对其连结深度(junction depth)进行均匀调节为宜。
在完成发射极110的形成之后，将执行对在发射极110形成工程中所形成的副产物即磷硅酸盐玻璃(PSG)或硼硅酸盐玻璃(BSG)进行去除的工程。此时，作为对磷硅酸盐玻璃(PSG)或硼硅酸盐玻璃(BSG)进行去除的工程，能够采用如利用氢氟酸(HF)、氢氟酸稀释液(DHF)、缓冲氧化物刻蚀液(BOE)等溶液的湿式方法或利用四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)等源以及等离子体的干式方法。
在发射极110或防反射涂膜112的上侧面能够形成正面电极114。正面电极114能够通过将银(Ag)以糊剂(Paste)状态进行丝网印刷并通过烧成(Firing)工程进行硬化的方式形成。
此外，参阅图2，能够执行包括背面钝化沉积工程的钝化层120形成步骤S2、包括在针对沉积后退火(PDA)工程进行优化的沉积后退火(PDA)温度下对钝化层120进行退火的沉积后退火(PDA)工程的沉积后退火(PDA)步骤S3、包括背面保护膜沉积工程的遮盖层122形成步骤S4。
退火(activating)被定义为针对改善钝化层120的性能的特定温度处理、特定压力处理或特定时间处理中的至少一种。
沉积后退火(PDA)温度被定义为针对沉积后退火(PDA)工程进行优化的温度或在执行沉积后退火(PDA)步骤S3时的腔室210内的温度。
换言之，沉积后退火(PDA)步骤S3能够满足将腔室210内的温度控制在沉积后退火(PDA)温度的第1条件、将腔室210内的压力控制在沉积后退火(PDA)压力的第2条件、执行上述沉积后退火(PDA)步骤的时间为沉积后退火(PDA)时间以内的第3条件、在上述沉积后退火(PDA)步骤中投入的氧化剂被限定为特定物质的第4条件中的至少一个。
对第1条件进行规定的沉积后退火(PDA)温度能够是200～500℃。
对第2条件进行规定的沉积后退火(PDA)压力能够是100～800Torr。
对第3条件进行规定的沉积后退火(PDA)时间能够是60～660秒(sec)。
作为对第4条件进行规定的氧化剂，上述特定物质能够是H2O、气化的H2O、O2、O3中的至少一个。
钝化层120形成步骤S2是将钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的基板100投入到腔室210中并在腔室210内的基板100的背面形成钝化层120的步骤。
钝化(passivation)是指通过对半导体芯片表面或结合部进行适当处理而覆盖保护膜的过程。能够通过阻隔有害环境而实现设备特性的稳定化。例如，当如Na+等碱离子附着到SiO2膜上时将轻易地扩散到内部而使得Si/SiO2界面状态发生变化并形成反转层，从而导致结合部漏电流的增加、电流放大率的变动、金属氧化物半导体(MOS)临界值电压变化、噪音的增加等问题。钝化能够起到对边界面的保护膜作用，因此能够作为防止如上所述的有害离子的吸收或移动的抑制(Blocking)手段。
作为一实施例，适用本发明的背面钝化层120是在包含Si的基板100上生长形成的AlOx膜。
钝化层形成步骤S2可以在处理温度为200～300℃、处理压力小于1Torr并且处理时间小于100秒的条件下执行。引入到腔室210中的材料可以包括TMA(四甲基铵)或N2O气体。
遮盖层122形成步骤S4是形成对钝化层120进行覆盖的遮盖层122的步骤。作为一实施例，遮盖层122是在背面钝化层120上生长形成的SiNx，能够对背面钝化层进行保护或绝缘。利用SiNx膜构成的遮盖层122能够对电气(electrical)钝化层120即AlOx膜进行保护，或起到化学(chemical)钝化层120作用，或起到背面反射膜功能，或起到电气绝缘作用。
在背面钝化层120上生长形成的SiNx膜的遮盖层122形成步骤S4可以在处理温度为400～500℃、处理压力为1～10Torr并且处理时间为400～500秒的条件下执行。引入到腔室210中的材料可以包括SiH4或NH3。
沉积后退火(PDA，Post-deposition annealing)步骤S3能够是在钝化层形成步骤S2与遮盖层122形成步骤S4之间执行的工程。沉积后退火(PDA)步骤S3，是在形成遮盖层122之前沉积形成钝化层120之后对钝化层120进行退火的步骤。沉积后退火(PDA)步骤S3，能够是用于提升背面钝化层120的界面特性的界面处理工程。
沉积后退火(PDA)步骤S3，能够是向腔室210内投入氧化剂(Oxidationprecursor)并将腔室210内部维持在沉积后退火(PDA)温度，从而在氧化剂环境下以沉积后退火(PDA)温度对背面钝化层120进行退火的工程。
氧化剂能够是H2O、气化的H2O、O2、O3中的至少一个。氧化剂能够作为用于增加构成背面钝化层120的AlOx膜的氧成分比例的源，或作为用于激活OH自由基(Radical)的源。
位于晶体表面或晶体内结合部位的原子与完全处于晶体内部的原子不同，会因为配位不饱和而处于一部分结合被切断的状态。如上所述的倍切断的结合，被称之为悬空键(dangling bonds)。
当氧化剂为H2O/气化的H2O时，其中所包含的氢(H)基能够渗透到构成背面钝化层120的AlOx膜中并对悬空键(dangling bonds)进行取代。当氧化剂为H2O/气化的H2O时，能够通过沉积后退火(PDA)步骤S3减小界面陷阱密度(Dit，interface trap density)。
即，为了形成载体寿命(Carrier lifetime)长且光转换效率得到提升的背面钝化层120，本发明将执行沉积后退火(PDA)步骤S3，而沉积后退火(PDA)步骤S3能够增加负固定电荷密度(Qf，density of negative fixed charges)或减小界面陷阱密度(Dit，interface trap density)。
沉积后退火(PDA)步骤S3是用于追加负固定电荷密度(Qf，density of negativefixed charges)的来源(source)即间隙氢(interstitial hydrogen(Hi))、间隙氧(interstitial oxygen(Oi))、铝空位(aluminum vacancies(VAl))中的至少一个的工程。
当通过沉积后退火(PDA)步骤S3追加间隙氢(interstitial hydrogen(Hi))、间隙氧(interstitial oxygen(Oi))、铝空位(aluminum vacancies(VAl))中的至少一个时，能够增加负固定电荷密度(Qf，density of negative fixed charges)。
当通过沉积后退火(PDA)步骤S3增加负固定电荷密度(Qf，density of negativefixed charges)时，能够在背面钝化层120中追加或强化负电荷陷阱(negative chargetraps)并增加P型传导带(p-type conduction band)的电子排斥(electron repulsions)。
如图1所示，负电荷陷阱的生成或电子排斥的增加能够提升钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的光转换效率或增加载体寿命(Carrier lifetime)。
当背面钝化层120为AlOx膜时，能够在沉积后退火(PDA)步骤S3中激活OH自由基(Radical)或增加相对于铝的氧成分比例。例如，在假定背面钝化层120为Al2O3的情况下，通过利用喷嘴部214喷射O2、O3的沉积后退火(PDA)步骤S3，能够使背面钝化层120或背面钝化层120的界面以Al2O4或更高的成分比例形成。借此，能够增加间隙氧(interstitial oxygen(Oi))。
通过沉积后退火(PDA)步骤S3，能够对背面钝化层120中的至少一部分进行局部性重组，或增加包含Si的基板100与包含AlOx的背面钝化层120的界面上的负固定电荷密度(Qf，density of negative fixed charges)。当负固定电荷密度增加时，能够达成增加基板100或P型传导带(p-type conduction band)的电子排斥(electron repulsions)的效果。
通过执行沉积后退火(PDA)步骤S3，能够增加开路电压对应值(correspondingvalues for open circuit voltages(Voc))。通过适用本发明的沉积后退火(PDA)步骤S3，能够增加开路电压对应值(corresponding values for open circuit voltages(Voc))约2～几十mV。
通过执行沉积后退火(PDA)步骤S3，能够增加钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的光转换效率(conversion efficiencies of PERC cells)。参阅图10，能够发现在执行沉积后退火(PDA)步骤S3之后，光转换效率得到了大幅度的改善，例如，19％以下的光转换效率在经过沉积后退火(PDA)步骤S3之后提升到了19.5％甚至20％以上。
为了实现较佳的光转换效率以及载体寿命的增加，通过多个试验结果可以得知，执行沉积后退火(PDA)步骤S3时的腔室210内温度即沉积后退火(PDA)温度为200～500℃为宜。
参阅图2，在遮盖层122形成步骤S4之后，能够执行电极孔125形成步骤S5、背面电极124印刷步骤S6以及烧成工程S7。
如图5所示，电极孔125形成步骤S6是在钝化层120以及遮盖层122上形成电极孔125的步骤。能够通过激光加工形成电极孔125。裸露到电极孔125的底面的基板100的一部分能够成为局部背面场层(local BSF layer)126。局部背面场层(local BSF layer)126能够局部性地形成用于对吸收光能的电子进行激发(exiting)的背面场(BSF：Back SurfaceField)。
在电极孔125形成步骤S5之后，能够执行电极印刷工程S6。电极印刷工程S6如图6所示。为了形成背面电极124，能够利用铝浆料在电极孔125或遮盖层122中进行丝网印刷。正面电极114包括Ag，背面电极124能够包括Al。
在印刷背面电极124之后，能够执行在高温下对背面电极124进行烧成硬化的步骤S7。在对背面电极124进行高温烧成时，铝能够渗透到构成钝化层120的AlOx膜中。适用本发明的沉积后退火(PDA)步骤S3是用于提升背面钝化层120的氧成分比例的工程，因此即使是在对背面电极124进行高温烧成的过程中发生铝杂质渗透到背面钝化层120的情况，也能够缓解背面钝化层120的铝成分比例的增加并维持较高的氧成分比例。
此外，图7是对适用本发明的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造装置进行图示的概要图。图8是适用本发明的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造装置的截面图。
参阅图7以及图8，沉积后退火(PDA)步骤S3是使氮气通过H2O/气化的H2O，接下来通过将上述通过H2O/气化的H2O之后的氮气喷射到维持沉积后退火(PDA)温度的腔室210中而对基板100或背面钝化层120进行处理的工程。
装载有基板100的载板220能够通过腔室入口211投入到腔室210中，且在腔室210的内部能够在基板100的背面形成钝化层120或遮盖层122。在腔室210的内部或外部能够安装用于向腔室210供应热量的加热器250。
在沉积后退火(PDA，Post-deposition annealing)步骤中，喷嘴部214能够向维持沉积后退火(PDA)温度的腔室210的内部喷射氧化剂。在腔室210内部的氧化剂环境下，当腔室210内部的温度维持在沉积后退火(PDA)温度时，背面钝化层120将经过沉积后退火(PDA)步骤S3。沉积后退火(PDA)温度为200～500℃为宜。
喷嘴部214能够在沉积后退火(PDA)步骤S3中将包含H2O、气化的H2O、O2、O3中的至少一个的氧化剂喷射到腔室210内部。
收容部320能够对包含H2O、气化的H2O、O2、O3中的至少一个的氧化剂进行收容。氮气供应部310配备于收容部320的上游一侧，能够向收容部320供应氮气。氮气供应部310的氮气能够在通过收容部320的过程中起泡。在沉积后退火(PDA)步骤S3中，氮气和氧化剂能够在收容部320中起泡之后通过腔室210的喷嘴部214喷射到腔室210内部。
图9是对利用适用本发明的制造装置以及制造方法制造的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的载体寿命(Carrier lifetime)增加进行图示的图表。
图9的左下角的框中封闭的部分表示未经历本发明的PDA步骤S3的太阳能电池的载体寿命。未经历PDA步骤S3的太阳能电池的载体寿命仅为200微秒内的值。
另一方面，图9的右上角的框中包围的部分表示通过本发明的PDA步骤S3的PERC太阳能电池的载体寿命。在本发明的PDA步骤S3之后，PERC太阳能电池的载体寿命增加到600～1200微秒的值。
图10是对利用适用本发明的制造装置以及制造方法制造的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的效率增加进行图示的图表。
图10的右下角的框中封闭的部分表示未经历本发明的PDA步骤S3的太阳能电池的光效率。图10左上角的方框部分表示通过本发明的PDA步骤S3的PERC太阳能电池的光效率。可以看出，通过本发明的PDA步骤S3，PERC太阳能电池的光效率增加。
在上述内容中对适用本发明的实施例进行了说明，但这些实施例仅为示例性目的，具有相关领域之一般知识的人员应能够理解，本发明还能够以多种变形以及均等范围内的实施例实现。因此，本发明的真正的权利要求范围应以权利要求书做出定义。
Claims (17)
1.一种钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
将钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的基板投入到腔室中并在上述腔室内的基板的背面形成钝化层的钝化层形成步骤；以及，
形成对上述钝化层进行覆盖的遮盖层的遮盖层形成步骤；
其中，在形成上述遮盖层之前，将在上述腔室内执行在沉积形成上述钝化层之后对上述钝化层进行退火的沉积后退火(PDA，Post-deposition annealing)步骤。
2.根据权利要求1所述的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造方法，其特征在于：
上述钝化层是在上述基板上生长形成的AlOx膜。
3.根据权利要求1所述的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造方法，其特征在于：
上述遮盖层是在上述钝化层上生长形成的SiNx膜。
4.根据权利要求1所述的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造方法，其特征在于：
在上述沉积后退火(PDA)步骤中，
向上述腔室内投入氧化剂(Oxidation precursor)，
并将上述腔室内部维持在针对沉积后退火(PDA)工程进行优化的沉积后退火(PDA)温度，
从而在上述氧化剂环境下以上述沉积后退火(PDA)温度对上述钝化层进行退火。
5.根据权利要求4所述的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造方法，其特征在于：
上述氧化剂是H2O、气化的H2O、O2、O3中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造方法，其特征在于：
上述沉积后退火(PDA)步骤满足将上述腔室内的温度控制在沉积后退火(PDA)温度的第1条件、将上述腔室内的压力控制在沉积后退火(PDA)压力的第2条件、执行上述沉积后退火(PDA)步骤的时间为沉积后退火(PDA)时间以内的第3条件、在上述沉积后退火(PDA)步骤中投入的氧化剂被限定为特定物质的第4条件中的至少一个，
上述沉积后退火(PDA)温度为200～500℃，
上述沉积后退火(PDA)压力为100～800Torr，
上述沉积后退火(PDA)时间为60～660秒(sec)，
作为上述氧化剂，上述特定物质是H2O、气化的H2O、O2、O3中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造方法，其特征在于：
在上述沉积后退火(PDA)步骤中，使氮气通过H2O，接下来通过将上述通过H2O之后的氮气喷射到维持沉积后退火(PDA)温度的上述腔室中而对上述基板或上述钝化层进行处理。
8.根据权利要求1所述的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造方法，其特征在于：
在上述沉积后退火(PDA)步骤中，
对上述钝化层中的至少一部分进行局部性重组，
包含Si的上述基板与包含AlOx的上述钝化层的界面上的负固定电荷密度(Qf，densityof negative fixed charges)增加，和/或
界面陷阱密度减少。
9.根据权利要求1所述的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造方法，其特征在于：
在上述沉积后退火(PDA)步骤中，在上述钝化层中形成负电荷陷阱(negative chargetraps)，
上述负电荷陷阱因为负固定电荷密度(Qf，density of negative fixed charges)的增加而形成，
间隙氢(interstitial hydrogen(Hi))、间隙氧(interstitial oxygen(Oi))、铝空位(aluminum vacancies(VAl))中的至少一个使得上述负固定电荷密度增加。
10.根据权利要求1所述的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
在上述钝化层以及上述遮盖层上形成电极孔的步骤；
在上述电极孔或上述遮盖层上印刷背面电极被步骤；以及，
对上述背面电极进行烧成硬化的步骤。
11.一种钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造装置，其特征在于，包括：
腔室，用于投入钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的基板并在上述基板的背面形成钝化层或对上述钝化层进行覆盖的遮盖层；以及，
喷嘴部，用于在沉积后退火(PDA，Post-deposition annealing)步骤中向维持沉积后退火(PDA)温度的上述腔室内部喷射氧化剂；
其中，在上述氧化剂环境下以上述沉积后退火(PDA)温度对上述钝化层进行退火。
12.根据权利要求11所述的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造装置，其特征在于：
上述喷嘴部在上述沉积后退火(PDA)步骤中对包含H2O、气化的H2O、O2、O3中的至少一个的上述氧化剂进行喷射。
13.根据权利要求11所述的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造装置，其特征在于：
上述沉积后退火(PDA)步骤满足将上述腔室内的温度控制在上述沉积后退火(PDA)温度的第1条件、将上述腔室内的压力控制在沉积后退火(PDA)压力的第2条件、执行上述沉积后退火(PDA)步骤的时间为沉积后退火(PDA)时间以内的第3条件、在上述沉积后退火(PDA)步骤中投入的氧化剂被限定为特定物质的第4条件中的至少一个，
上述沉积后退火(PDA)温度为200～500℃，
上述沉积后退火(PDA)压力为100～800Torr，
上述沉积后退火(PDA)时间为60～660秒(sec)，
作为上述氧化剂，上述特定物质是H2O、气化的H2O、O2、O3中的至少一个。
14.根据权利要求11所述的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造装置，其特征在于，包括：
收容部，对包含H2O、气化的H2O、O2、O3中的至少一个的上述氧化剂进行收容；以及，
氮气供应部，配备于上述收容部的上游一侧，用于向上述收容部供应氮气；
其中，从上述氮气供应部流入的上述氮气在通过上述收容部之后被供应到上述腔室的喷嘴部。
15.根据权利要求11所述的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池的制造装置，其特征在于：
当在上述喷嘴部中喷射上述氧化剂且上述腔室内的温度维持在200～500℃时，
包含Si的上述基板与包含AlOx的上述钝化层的界面上的负固定电荷密度(Qf，densityof negative fixed charges)增加，和/或界面陷阱密度减小。
16.一种钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池，包括：
钝化层，其位于腔室内的基板的背面上；和
遮盖层，其覆盖上述钝化层，
其中，在形成上述遮盖层之前，将在上述腔室内执行在沉积形成上述钝化层之后对上述钝化层进行退火的沉积后退火(PDA，Post-deposition annealing)步骤。
17.根据权利要求16所述的钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池，
其特征在于：上述沉积后退火(PDA)步骤满足将上述腔室内的温度控制在沉积后退火(PDA)温度的第1条件、将上述腔室内的压力控制在沉积后退火(PDA)压力的第2条件、执行上述沉积后退火(PDA)步骤的时间为沉积后退火(PDA)时间以内的第3条件、在上述沉积后退火(PDA)步骤中投入的氧化剂被限定为特定物质的第4条件中的至少一个，
上述沉积后退火(PDA)温度为200～500℃，
上述沉积后退火(PDA)压力为100～800Torr，
上述沉积后退火(PDA)时间为60～660秒(sec)，
作为上述氧化剂，上述特定物质是H2O、气化的H2O、O2、O3中的至少一个。
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