CN112563372B - 一种晶硅太阳能电池表面钝化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种晶硅太阳能电池表面钝化工艺，过程为：设定特气柜中的气体比例，控制SiH4与NH3体积比为1.5‑2:1，并控制进入工作腔内的气体压力在20‑25Pa之间；设定工作腔中，衬底托台的加热温度为220℃，调整射频频率在200‑230KHz之间；将洁净的基片送至工作腔，置于衬底托台上加热；运行工艺，完成对电池表面钝化。该钝化工艺中，通过控制气体比例、气体压力，使工作腔内维持一定的离子浓度；通过控制衬底托台的加热温度，可避免基片产生裂痕同时利于钝化膜在基片上生长；通过控制射频频率，使工作腔内的离子能够均匀的生长在基片表面，提高基片表面钝化层的均匀性，进而达到抑制基片表面缺陷的优点。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池表面处理技术领域，具体涉及一种晶硅太阳能电池表面钝化工艺。
背景技术
能源需求是现代工业、人们生活中不可或缺的一部分，影响着社会发展和人们的生活。伴随能源需求量的增多，石油、煤炭等传统能源的储存量越来越少，另外，这些传统能源在使用过程前需要经过系列转化才能被利用，因此，传统能源的使用面临着能源枯竭、影响环境的问题。
目前，为解决传统能源面临的问题，对光能的研究逐渐增多，太阳能电池作为光能转化的一种重要转化载体，在光能利用中具有至关重要的作用。太阳能电池的性能影响着电池转换效率，而太阳能电池的性能与生产原料和生产工艺有着必然的联系，在生产工艺中，钝化工艺具有重要作用，这是由于钝化过程产生的薄膜对硅片的质量有重要影响，因此，在现有原料水平下，如何通过钝化工艺、提高电池钝化效果进而提高电池转换效率对太阳能电池的发展具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种晶硅太阳能电池表面钝化工艺，该钝化工艺中，通过控制气体比例、气体压力，使工作腔内维持一定的离子浓度；通过控制衬底托台的加热温度，可避免基片产生裂痕同时利于钝化膜在基片上生长；通过控制射频频率，使工作腔内的离子能够均匀的生长在基片表面，提高基片表面钝化层的均匀性，进而达到抑制基片表面缺陷的优点。
本发明的技术方案如下：
一种晶硅太阳能电池表面钝化工艺，过程为：设定特气柜中的气体比例，控制SiH4与NH3体积比为1.5-2:1，并控制进入工作腔内的气体压力在20-25Pa之间；设定工作腔中，衬底托台的加热温度为220℃，调整射频频率在200-230KHz之间；将洁净的基片送至工作腔，置于衬底托台上加热；运行工艺，完成对电池表面钝化。
优选的，所述基片为经过制绒、扩散、刻蚀清洗后的基片，基片的N区和P区之间形成PN结；其中，N区为表面，P区为背面。
优选的，当对N区表面钝化时，进入工作腔内的SiH4与NH3的体积比为1.5:1，气体压力为22Pa，通过控制进入工作腔内的气体比例，使气体经激发后产生的例子在工作腔内的浓度不同，进而与基片表面的结合不同。
优选的，当对P区表面钝化时，进入工作腔内的SiH4与NH3的体积比为1.9:1，气体压力为25Pa。
优选的，射频频率为228KHz；通过射频频率设定，使工作腔内的离子浓度稳定，进而使沉积速率维持在0.3-0.4nm/min之间，从而使工作腔内的例子以一定的速率沉积在基片表面，提高沉积的均匀性。
优选的，为进一步提高对电池表面的钝化效果，提高钝化膜的均匀性，在刻蚀清洗过程中，使用SC1清洗液对基片进行清洗。
优选的，为进一步提高对基片的清洗效果，在清洗过程中，添加非离子表面活性剂。
优选的，所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明中，通过控制气体比例、气体压力，使工作腔内维持一定的离子浓度；通过控制衬底托台的加热温度，可避免基片产生裂痕同时利于钝化膜在基片上生长；通过控制射频频率，使工作腔内的离子能够均匀的生长在基片表面，提高基片表面钝化层的均匀性，进而达到抑制基片表面缺陷的优点；通过本发明的钝化工艺，获得的基片表面钝化膜层均匀，缺陷少，能够达到A级片标准。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种晶硅太阳能电池表面钝化工艺，过程为：
对硅锭进行切片、清洗、制绒、扩散、刻蚀清洗后，获得基片，基片的N区和P区之间形成PN结；其中，N区为表面，P区为背面；
为进一步提高对电池表面的钝化效果，提高钝化膜的均匀性，在刻蚀清洗过程中，使用SC1清洗液对基片进行清洗；
为进一步提高对基片的清洗效果，在清洗过程中，添加壬基酚聚氧乙烯醚；
当对N区表面钝化时，
设定特气柜中的气体比例，控制SiH4与NH3体积比为1.5:1，并控制进入工作腔内的气体压力为22Pa，通过控制进入工作腔内的气体比例，使气体经激发后产生的例子在工作腔内的浓度不同，进而与基片表面的结合不同；
设定工作腔中，衬底托台的加热温度为220℃，调整射频频率在228KHz之间；通过射频频率设定，使工作腔内的离子浓度稳定，进而使沉积速率维持在0.3-0.4nm/min之间，从而使工作腔内的例子以一定的速率沉积在基片表面，提高沉积的均匀性；
将洁净的基片送至工作腔，置于衬底托台上加热；运行工艺，完成对基片表面钝化，获得硅片；
钝化后的硅片表面光洁，钝化膜致密、均匀，符合A级硅片的要求。
实施例2
一种晶硅太阳能电池表面钝化工艺，过程为：
对硅锭进行切片、清洗、制绒、扩散、刻蚀清洗后，获得基片，基片的N区和P区之间形成PN结；其中，N区为表面，P区为背面；
为进一步提高对电池表面的钝化效果，提高钝化膜的均匀性，在刻蚀清洗过程中，使用SC1清洗液对基片进行清洗；
为进一步提高对基片的清洗效果，在清洗过程中，添加壬基酚聚氧乙烯醚；
当对P区表面钝化时，
设定特气柜中的气体比例，控制SiH4与NH3体积比为1.9:1，并控制进入工作腔内的气体压力为25Pa，通过控制进入工作腔内的气体比例，使气体经激发后产生的例子在工作腔内的浓度不同，进而与基片表面的结合不同；
设定工作腔中，衬底托台的加热温度为220℃，调整射频频率在228KHz之间；通过射频频率设定，使工作腔内的离子浓度稳定，进而使沉积速率维持在0.3-0.4nm/min之间，从而使工作腔内的例子以一定的速率沉积在基片表面，提高沉积的均匀性；
将洁净的基片送至工作腔，置于衬底托台上加热；运行工艺，完成对基片表面钝化，获得硅片；
钝化后的硅片表面光洁，钝化膜致密、均匀，符合A级硅片的要求。
尽管通过参考优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (1)
1.一种晶硅太阳能电池表面钝化工艺，其特征在于，过程为：设定特气柜中的气体比例，控制SiH4与NH3体积比为1.5-2:1，并控制进入工作腔内的气体压力在20-25Pa之间；设定工作腔中，衬底托台的加热温度为220℃，调整射频频率在200-230KHz之间；将洁净的基片送至工作腔，置于衬底托台上加热；运行工艺，完成对电池表面钝化；
所述基片为经过制绒、扩散、刻蚀清洗后的基片，基片的N区和P区之间形成PN结；其中，N区为表面，P区为背面；
当对N区表面钝化时，进入工作腔内的SiH4与NH3的体积比为1.5:1，气体压力为22Pa；
当对P区表面钝化时，进入工作腔内的SiH4与NH3的体积比为1.9:1，气体压力为25Pa；
射频频率为228KHz；通过射频频率设定使沉积速率维持在0.3-0.4nm/min之间；
在刻蚀清洗过程中，使用SC1清洗液对基片进行清洗，在对基片进行清洗的过程中，添加非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚。
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