CN113410334B - 多层薄膜钝化接触结构的制备方法及全钝化接触晶硅太阳电池 - Google Patents

多层薄膜钝化接触结构的制备方法及全钝化接触晶硅太阳电池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多层薄膜钝化接触结构的制备方法及全钝化接触晶硅太阳电池。所述制备方法是在晶硅基底表面生长一层氧化硅层,再在氧化硅层表面沉积一层无掺杂初始晶硅氧化物薄膜,随后再沉积一层重掺杂初始晶硅氧化物薄膜,最后经高温退火再结晶,形成包含隧穿氧化层/多晶硅氧化物薄膜的多层薄膜钝化接触结构。本发明作为晶硅电池的正面钝化接触,保证了晶硅基底的光学吸收,提高电池的光学响应。本发明具有更高的热稳定性,在高温退火过程中,硅氧化物薄膜保护了介质层结构,增强了氧化驱动的钝化效果;硅氧化物薄膜阻挡了掺杂原子的进一步扩散,保持了重掺杂所带来的高能带弯曲,拓宽了高温退火过程的退火工艺窗口。

Description

多层薄膜钝化接触结构的制备方法及全钝化接触晶硅太阳 电池
技术领域
本发明涉及一种太阳电池,具体地说是一种多层薄膜钝化接触结构的制备方法及全钝化接触晶硅太阳电池。
背景技术
为了降低晶硅太阳电池的生产成本,进一步提高太阳电池的转换效率仍是当前光伏行业的有效手段。而半导体与金属界面的接触复合,则是制约转换效率提升的一个关键问题。在钝化接触技术方案中,晶硅异质结太阳电池(HIT)因其本征非晶硅薄膜具有优异的界面钝化性能,晶硅表面具有极低的界面复合,使得其开路电压可达750mV。叉指式背接触(IBC)与非晶硅/晶体硅异质结结构相结合,晶硅太阳电池的转换效率达到了26.6%的新纪录,接近晶硅电池理论效率极限29.4%。然而,此钝化接触技术方案只能承受低温(约250℃)的制备工艺,这与传统晶硅电池后端低成本丝网印刷和金属化烧结技术不兼容,单独的低温浆料金属化及焊接工艺,增加了晶硅异质结电池的制造成本。
隧穿氧化物钝化接触(TOPCon)技术因同时具有低少数载流子复合和高效多数载流子输运,已成为高效晶硅太阳电池研究的热点。TOPCon结构包含隧穿氧化物和掺杂多晶硅薄膜叠层,高晶化度硅薄膜通过沉积后退火进行薄膜再结晶和掺杂剂激活进行制备。隧穿氧化层提供出色的化学钝化,使晶硅表面具有低的界面态密度,允许多数载流子从吸收层有效隧穿到掺杂多晶硅薄膜层。多晶硅薄膜层通过采用高低结技术获得吸收层的准费米能级分裂,其所呈现的场钝化作用进一步阻挡少数载流子的输运。与含有本征非晶硅的晶硅异质结相比,这种钝化接触结构具有高的热稳定性,可与传统晶硅电池后端高温金属化等工艺相兼容。
常规TOPCon技术具有优异的钝化和接触性能,可直接与经典同质结晶硅电池相结合,但由于其寄生吸收的特性,目前此结构主要应用于晶硅太阳电池的背面。因此,晶硅电池正面钝化接触方案成为实现高效率的制约因素。钝化接触应用到晶硅太阳电池的正面,除了提供良好的钝化和载流子选择性外,还要具有高度透明的特性,以实现最小的光学损失,这是钝化接触目前亟待解决的问题之一。
发明内容
本发明的目的之一就是提供一种多层薄膜钝化接触结构的制备方法,以解决常规钝化接触结构中多晶硅薄膜带隙小、退火工艺窗口较窄等问题。
本发明的目的之二就是提供一种全钝化接触晶硅太阳电池,太阳电池中保持钝化接触高钝化效果和载流子选择性的同时,减少太阳电池正面的寄生吸收效应,提高电池的电流响应。
本发明的目的之一是这样实现的:一种多层薄膜钝化接触结构的制备方法,包括以下步骤:首先在晶硅基底表面生长一层氧化硅层,然后在所述氧化硅层表面沉积一层无掺杂初始晶硅氧化物薄膜,随后在上述无掺杂初始晶硅氧化物薄膜上再沉积一层重掺杂初始晶硅氧化物薄膜,最后经高温退火再结晶,形成包含隧穿氧化层/多晶硅氧化物薄膜的多层薄膜钝化接触结构。
所述晶硅基底为N型或P型直拉单晶硅,100晶向,电阻率为1~10Ωcm。
所述氧化硅层是采用高温热氧化法或湿化学氧化法在晶硅基底表面生成,氧化硅层的厚度为0.5 nm ~3nm(最优值为1~2nm)。
无掺杂初始晶硅氧化物薄膜是采用等离子体增强化学气相沉积法在氧化硅层上沉积而成,反应气体采用的是硅烷、氢气和二氧化碳。
沉积而成的无掺杂初始晶硅氧化物薄膜的厚度为10 nm ~20nm,薄膜晶化度为10%~40%,氧含量为5% ~ 20%。
重掺杂初始晶硅氧化物薄膜是采用等离子体增强化学气相沉积法结合原位掺杂法沉积而成,反应气体采用硅烷、氢气、二氧化碳和磷烷,磷烷与硅烷的气体流量比例为0.4~ 0.8,制得物为N型掺杂薄膜,所用掺杂剂为磷或砷,掺杂浓度为1×1018 cm-3 ~ 5×1021cm-3
重掺杂初始晶硅氧化物薄膜是采用等离子体增强化学气相沉积法结合原位掺杂法进行沉积,反应气体采用硅烷、氢气、二氧化碳和三甲基硼,三甲基硼与硅烷的气体流量比例为0.2 ~ 0.7,制得物为P型掺杂薄膜,所用掺杂剂为硼、铝、镓中的任意一种,其掺杂浓度为1×1018 cm-3 ~ 5×1021cm-3
沉积而成的重掺杂初始晶硅氧化物薄膜的厚度为10 nm ~ 50nm,薄膜晶化度为10% ~40%,氧含量为5% ~ 20%。
所述高温退火再结晶的反应过程是在红外灯加热的快速升温管式炉中进行,温度为600℃~1100℃,保持时间为10 min ~ 60min。
本发明的目的之二是这样实现的:一种全钝化接触晶硅太阳电池,在晶硅太阳电池的正面或正、反两面包含有本发明所制备的多层薄膜钝化接触结构。
本发明多层薄膜钝化接触结构具有如下优势:
一、本发明采用多层硅氧化物薄膜高温退火再结晶的方式制备多晶硅氧化物薄膜,与传统具有非晶硅薄膜的钝化接触结构相比,本发明制备方法不仅能够在晶硅表面提供良好的钝化效应和载流子收集效率,同时氧掺入拓宽了钝化接触层的光学带隙,降低了可见光和近红外区域的光学吸收和自由载流子寄生吸收,且其折射率可通过薄膜中的原子组分进行调控,提高了薄膜的减反效应,增强硅吸收层的光吸收。多层薄膜钝化接触作为电池的窗口层,有助于改善晶硅电池的电流响应,从而提升电池转换效率。
二、硅氧化物薄膜具有更高的热稳定性。高温退火再结晶的过程中,晶硅表面化学钝化机制由氢化和氧化驱动,硅氧化物薄膜的应用不仅保护了氧化硅层介质层的结构,避免了介质层破裂所造成的钝化质量下降,同时增强了氧化驱动的钝化效果,具有更高的热承受能力。
三、高温退火再结晶过程中,无掺杂初始晶硅氧化物薄膜层可阻挡重掺杂初始晶硅氧化物薄膜层中掺杂剂原子的过度扩散,拓宽了高温退火过程的退火工艺窗口,而重掺杂初始晶硅氧化物薄膜有助于提供更大的能带弯曲,提升晶硅表面钝化效果,并实现晶硅太阳电池高的开路电压。
本发明可进一步改善TOPCon结构的性能,提高钝化接触的高温工艺稳定性,有利于晶硅太阳电池效率的进一步提升,从而降低商业化光伏组件的生产成本,有利于促进能源消费方式的转变。
附图说明
图1是双面多层薄膜钝化接触结构示意图。
图2是双面多层薄膜全钝化接触晶硅太阳电池结构示意图。
图3是单面多层薄膜全钝化接触晶硅太阳电池结构示意图。
图中:1、晶硅基底,2、氧化硅层,3、无掺杂初始晶硅氧化物薄膜,4、重掺杂初始晶硅氧化物薄膜,5、多晶硅氧化物薄膜,6、透明导电层,7、金属电极,8、微晶硅薄膜。
具体实施方式
以下实施例中钝化接触基底为厚度200μm的P型或N型直拉单晶硅片,晶硅表面双面化学抛光,电阻率为1~10Ωcm。
实施例1:
如图1所示,本实施例提供了一种P型双面多层薄膜钝化接触结构,退火处理前其结构为:Boron Doped nc-SiOx:H / Intrinsic nc-SiOx:H / SiOx / c-Si (P) / SiOx /Intrinsic nc-SiOx:H / Boron Doped nc-SiOx:H;退火处理后其结构为:P+poly-SiOx /SiOx / c-Si (P) / SiOx / P+poly-SiOx。以P型直拉单晶硅片作为晶硅基底1,其厚度为200μm,电阻率为1~10Ωcm,晶硅基底的表面双面化学抛光。其制备流程如下:
(1)晶硅基底1的化学清洗。
(2)将晶硅基底1浸没在100℃的热硝酸溶液中保持20min,硝酸溶液的质量分数为68%,采用湿化学氧化法在晶硅基底1的正反两面的表面各生长一层氧化硅层2,其厚度为1.4~1.6nm。
(3)采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD),在晶硅基底1正反两面的氧化硅层2的表面,各沉积一层无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3,其厚度为10 ~ 20 nm,薄膜晶化度为10 ~ 40%,氧含量为5~20%。沉积过程中反应气体为硅烷、氢气和二氧化碳,等离子体的功率密度为9 mW/cm2,基底温度为150℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为28 Pa。
(4)采用等离子体增强化学气相沉积法,在正反两面的无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3上再各沉积一层重掺杂初始晶硅氧化物薄膜4,其厚度为10 ~ 50nm,薄膜晶化度为10 ~40%,氧含量为5 ~ 20%,掺杂浓度为1×1018 ~ 5×1021cm-3。沉积过程中反应气体为硅烷、氢气、二氧化碳和三甲基硼,三甲基硼与硅烷的气体流量比例为0.2 ~ 0.7,等离子体的功率密度为26 mW/cm2,基底温度为200℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为100 Pa。
(5)在快速退火炉中进行600 ~ 1100℃的高温退火再结晶(又称“高温晶化退火”),使无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3与重掺杂初始晶硅氧化物薄膜4结晶形成P型重掺杂多晶硅氧化物薄膜5,由此制备成P型双面多层薄膜钝化接触结构。
实施例2:
如图1所示,本实施例提供一种N型双面多层薄膜钝化接触结构,退火处理前其结构为:Phosphor Doped nc-SiOx:H / Intrinsic nc-SiOx:H / SiOx / c-Si (N) / SiOx/ Intrinsic nc-SiOx:H / Phosphor Doped nc-SiOx:H;退火处理后其结构为:N+poly-SiOx / SiOx / c-Si (N) / SiOx / N+ poly-SiOx。以N型直拉单晶硅片作为晶硅基底1,其厚度为200μm,电阻率为1~10Ωcm,晶硅基底的表面双面化学抛光。其制备流程为:
(1)晶硅基底1的化学清洗。
(2)将晶硅基底1浸没在100℃的热硝酸溶液中保持25min,硝酸溶液的质量分数为68%,采用湿化学氧化法在晶硅基底1的正反两面的表面各生长一层氧化硅层2,其厚度为1.8 ~ 2.0nm。
(3)通过等离子体增强化学气相沉积法,在晶硅基底1正反两面的氧化硅层2的表面,各沉积一层无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3,其厚度为10 ~ 20nm,薄膜晶化度为10 ~40%,氧含量为5 ~ 20%。沉积过程中反应气体为硅烷、氢气和二氧化碳,等离子体的功率密度为9 mW/cm2,基底温度为150℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为28 Pa。
(4)通过等离子体增强化学气相沉积法,在无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3上再沉积一层重掺杂初始晶硅氧化物薄膜4,其厚度为10~50nm,薄膜晶化度为10~40%,氧含量为5~20%,掺杂浓度为1×1018~5×1021cm-3。沉积过程中反应气体为硅烷、氢气、二氧化碳和磷烷,磷烷与硅烷的气体流量比例为0.4~0.8,等离子体的功率密度为26 mW/cm2,基底温度为200℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为100 Pa。
(5)在快速退火炉中进行600~1100℃的高温晶化退火,使无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3与重掺杂初始晶硅氧化物薄膜4结晶形成N型重掺杂多晶硅氧化物薄膜5,制备完成N型双面多层薄膜钝化接触结构。
实施例3:
如图2所示,本实施例提供一种P型双面多层薄膜全钝化接触晶硅太阳电池。电池结构为金属电极 / 透明导电层 / N+poly-SiOx / SiOx / c-Si (P) / SiOx / P+poly-SiOx / 透明导电层 / 金属电极。以P型直拉单晶硅片作为晶硅基底1,其厚度为200 μm,电阻率为1~10Ωcm,晶硅基底的表面双面化学抛光。其制备流程为:
(1)晶硅基底1化学清洗。
(2)将晶硅基底1浸没在100℃的热硝酸溶液中保持28 min,硝酸溶液的质量分数为68%,采用湿化学氧化法在晶硅基底1的正反两面的表面各生长一层氧化硅层2,其厚度为2.4~2.6nm。
(3)通过等离子体增强化学气相沉积法,在晶硅基底1正反两面的氧化硅层2的表面,各沉积一层无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3,其厚度为10 ~ 20 nm,薄膜晶化度为10 ~40%,氧含量为5~20%。沉积过程中反应气体为硅烷、氢气和二氧化碳,等离子体的功率密度为9mW/cm2,基底温度为150℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为28 Pa。
(4)通过等离子体增强化学气相沉积法,在晶硅基底1正面的无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3上再沉积一层N型重掺杂初始晶硅氧化物薄膜4,其厚度为10~50 nm,薄膜晶化度为10 ~ 40%,氧含量为5~20%,掺杂浓度为1×1018 ~ 5×1021cm-3。沉积过程中反应气体为硅烷、氢气、二氧化碳和磷烷,磷烷与硅烷的气体流量比例为0.4 ~ 0.8,等离子体功率密度为26mW/cm2,基底温度为200℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为100 Pa。
(5)通过等离子体增强化学气相沉积法,在晶硅基底1反面的无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3上再沉积一层P型重掺杂初始晶硅氧化物薄膜4,其厚度为10 ~ 50nm,薄膜晶化度为10 ~ 40%,氧含量为5 ~ 20%,掺杂浓度为1×1018 ~ 5×1021cm-3。沉积过程中反应气体为硅烷、氢气、二氧化碳和三甲基硼,三甲基硼与硅烷的气体流量比例为0.2 ~ 0.7,等离子体的功率密度为26 mW/cm2,基底温度为200℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为100 Pa。
(6)在快速退火炉中进行600 ~1100℃的高温晶化退火,晶硅基底1正面形成N型多层薄膜钝化接触结构,反面形成P型多层薄膜钝化接触结构。
(7)通过磁控溅射法,在所沉积的N型和P型多层薄膜钝化接触结构上沉积ITO透明导电层6,其厚度为60~80nm。
(8)通过磁控溅射法,在所沉积的ITO透明导电层6上沉积Ag金属电极7。
实施例4:
如图2所示,本实施例提供一种N型双面多层薄膜全钝化接触晶硅太阳电池。电池结构为金属电极 / 透明导电层 / P+poly-SiOx / SiOx / c-Si (N) / SiOx / N+poly-SiOx / 透明导电层 / 金属电极。以N型直拉单晶硅片作为晶硅基底1,其厚度为200 μm,电阻率为1~10Ωcm,晶硅基底的表面双面化学抛光。其制备流程是:
(1)晶硅基底1化学清洗。
(2)将晶硅基底1浸没在100℃的热硝酸溶液中保持18 min,硝酸溶液的质量分数为68%,采用湿化学氧化法在晶硅基底1的正反两面的表面各生长一层氧化硅层2,其厚度为1.1~1.4nm。
(3)通过等离子体增强化学气相沉积法,在晶硅基底1正反两面的氧化硅层2的表面,各沉积一层无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3,其厚度为10 ~ 20 nm,薄膜晶化度为10 ~40%,氧含量为5~20%。沉积过程中反应气体为硅烷、氢气和二氧化碳,等离子体的功率密度为9mW/cm2,基底温度为150℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为28 Pa。
(4)通过等离子体增强化学气相沉积法,在晶硅基底1正面的无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3上再沉积一层P型重掺杂初始晶硅氧化物薄膜4,其厚度为10~50 nm,薄膜晶化度为10~40%,氧含量为5~20%,掺杂浓度为1×1018 ~ 5×1021cm-3。沉积过程中反应气体为硅烷、氢气、二氧化碳和三甲基硼,三甲基硼与硅烷的气体流量比例为0.2~0.7,等离子体功率密度为26 mW/cm2,基底温度为200℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为100 Pa。
(5)通过等离子体增强化学气相沉积法,在晶硅基底1反面的无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3上再沉积一层N型重掺杂初始晶硅氧化物薄膜4,其厚度为10 ~ 50nm,薄膜晶化度为10 ~ 40%,氧含量为5 ~ 20%,掺杂浓度为1×1018 ~ 5×1021cm-3。沉积过程中反应气体为硅烷、氢气、二氧化碳和磷烷,磷烷与硅烷的气体流量比例为0.4~0.8,等离子体的功率密度为26 mW/cm2,基底温度为200℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为100 Pa。
(6)在快速退火炉中进行600 ~1100℃的高温晶化退火,晶硅基底1正面形成P型多层薄膜钝化接触结构,反面形成N型多层薄膜钝化接触结构。
(7)通过磁控溅射法,在所沉积的P型和N型多层薄膜钝化接触结构上沉积ITO透明导电层6,其厚度为60~80nm。
(8)通过磁控溅射法,在所沉积的ITO透明导电层6上沉积Ag金属电极7。
实施例5:
如图3所示,本实施例提供一种P型正面多层薄膜全钝化接触晶硅太阳电池。电池结构为金属电极 / 透明导电层 / N+poly-SiOx / SiOx / c-Si (P) / SiOx / P+ uc-Si/ 透明导电层 / 金属电极。以P型直拉单晶硅片作为晶硅基底1,其厚度为200 μm,电阻率为1~10Ωcm,晶硅基底的表面双面化学抛光。其制备流程为:
(1)晶硅基底1化学清洗。
(2)将晶硅基底1浸没在100℃的热硝酸溶液中保持20min,硝酸溶液的质量分数为68%,采用湿化学氧化法在晶硅基底1的正、反两面的表面各生长一层氧化硅层2,其厚度为1.4~1.6nm。
(3)通过等离子体增强化学气相沉积法,在晶硅基底1正面的氧化硅层2的表面,沉积一层无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3,其厚度为10~20nm,薄膜晶化度为10~40%,氧含量为5~20%。沉积过程中反应气体为硅烷、氢气和二氧化碳,等离子体的功率密度为9 mW/cm2,基底温度为150℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为28 Pa。
(4)通过等离子体增强化学气相沉积法,在晶硅基底1正面的无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3上再沉积一层N型重掺杂初始晶硅氧化物薄膜4,其厚度为10~50nm,薄膜晶化度为10~40%,氧含量为5~20%,掺杂浓度为1×1018~5×1021cm-3。沉积过程中反应气体为硅烷、氢气、二氧化碳和磷烷,磷烷与硅烷的气体流量比例为0.4~0.8,等离子体功率密度为26mW/cm2,基底温度为200℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为100 Pa。
(5)在快速退火炉中进行600~1100℃的高温晶化退火,晶硅基底1正面形成N型多层薄膜钝化接触结构。
(6)通过等离子体增强化学气相沉积法,在晶硅基底1背面的氧化硅层2的表面,沉积一层微晶硅薄膜8,沉积过程中反应气体为硅烷、氢气、二氧化碳和三甲基硼,等离子体功率密度为78 mW/cm2,基底温度为200℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为300 Pa。
(7)通过磁控溅射法,在所沉积的N型多层薄膜钝化接触结构和背面微晶硅薄膜8上沉积ITO透明导电层6,其厚度为60~80nm。
(8)通过磁控溅射法,在所沉积的ITO透明导电层6上沉积Ag金属电极7。
实施例6:
如图3所示,本实施例提供一种N型正面多晶硅氧化物全钝化接触晶硅太阳电池。电池结构为金属电极 / 透明导电氧化物 / P+poly-SiOx / SiOx / c-Si (N) / SiOx /N+ uc-Si / 透明导电氧化物 / 金属电极。以N型直拉单晶硅片作为晶硅基底1,其厚度为200 μm,电阻率为1~10Ωcm,晶硅基底的表面双面化学抛光。其制备流程是:
(1)晶硅基底1化学清洗。
(2)将晶硅基底1浸没在100℃的热硝酸溶液中保持23min,硝酸溶液的质量分数为68%,采用湿化学氧化法在晶硅基底1的正、反两面的表面各生长一层氧化硅层2,其厚度为1.7~1.9nm。
(3)通过等离子体增强化学气相沉积法,在晶硅基底1正面的氧化硅层2的表面,沉积一层无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3,其厚度为10~20nm,薄膜晶化度为10~40%,氧含量为5~20%。沉积过程中反应气体为硅烷、氢气和二氧化碳,等离子体的功率密度为9 mW/cm2,基底温度为150℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为28 Pa。
(4)通过等离子体增强化学气相沉积法,在晶硅基底1正面的无掺杂初始晶硅氧化物薄膜3上再沉积一层P型重掺杂初始晶硅氧化物薄膜4,其厚度为10~50nm,薄膜晶化度为10~40%,氧含量为5~20%,掺杂浓度为1×1018~5×1021cm-3。沉积过程中反应气体为硅烷、氢气、二氧化碳和三甲基硼,三甲基硼与硅烷的气体流量比例为0.2~0.7,等离子体功率密度为26 mW/cm2,基底温度为200℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为100 Pa。
(5)在快速退火炉中进行600~1100℃的高温晶化退火,晶硅基底1正面形成P型多层薄膜钝化接触结构。
(6)通过等离子体增强化学气相沉积法,在晶硅基底1背面的氧化硅层2的表面,沉积一层微晶硅薄膜8,沉积过程中反应气体为硅烷、氢气、二氧化碳和磷烷,等离子体功率密度为78 mW/cm2,基底温度为200℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为300 Pa。
(7)通过磁控溅射法,在所沉积的P型多层薄膜钝化接触结构和背面微晶硅薄膜8上沉积ITO透明导电层6,其厚度为60~80nm。
(8)通过磁控溅射法,在所沉积的ITO透明导电层6上沉积Ag金属电极7。

Claims (5)

1.一种多层薄膜钝化接触结构的制备方法,其特征是,包括以下步骤:首先采用高温热氧化法或湿化学氧化法在晶硅基底表面生长一层氧化硅层,氧化硅层的厚度为0.5nm~3nm;然后采用等离子体增强化学气相沉积法在所述氧化硅层表面沉积一层无掺杂初始晶硅氧化物薄膜,反应气体采用的是硅烷、氢气和二氧化碳,沉积而成的无掺杂初始晶硅氧化物薄膜的厚度为10nm~20nm,薄膜晶化度为10%~40%,氧含量为5%~20%;随后在上述无掺杂初始晶硅氧化物薄膜上再沉积一层重掺杂初始晶硅氧化物薄膜,最后经高温退火再结晶,形成包含隧穿氧化层/多晶硅氧化物薄膜的多层薄膜钝化接触结构;所述高温退火再结晶的反应过程是在快速退火炉中进行,温度为600℃~1100℃,保持时间为10min~60min。
2.根据权利要求1所述的多层薄膜钝化接触结构的制备方法,其特征是,重掺杂初始晶硅氧化物薄膜是采用等离子体增强化学气相沉积法结合原位掺杂法沉积而成,反应气体采用硅烷、氢气、二氧化碳和磷烷,磷烷与硅烷的气体流量比例为0.4~0.8,等离子体的功率密度为26 mW/cm2,基底温度为200℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为100Pa,制得物为N型掺杂薄膜,所用掺杂剂为磷或砷,掺杂浓度为1×1018cm-3~5×1021cm-3
3.根据权利要求1所述的多层薄膜钝化接触结构的制备方法,其特征是,重掺杂初始晶硅氧化物薄膜是采用等离子体增强化学气相沉积法结合原位掺杂法进行沉积,反应气体采用硅烷、氢气、二氧化碳和三甲基硼,三甲基硼与硅烷的气体流量比例为0.2~0.7,等离子体的功率密度为26 mW/cm2,基底温度为200℃,PECVD腔室的腔体工艺压力为100Pa,制得物为P型掺杂薄膜,所用掺杂剂为硼、铝、镓中的任意一种,其掺杂浓度为1×1018cm-3~5×1021cm-3
4.根据权利要求2或3所述的多层薄膜钝化接触结构的制备方法,其特征是,沉积而成的重掺杂初始晶硅氧化物薄膜的厚度为10nm~50nm,薄膜晶化度为10%~40%,氧含量为5%~20%。
5.一种全钝化接触晶硅太阳电池,其特征是,在晶硅太阳电池的正面或正、反两面包含有权利要求1—4任一权利要求所制备的多层薄膜钝化接触结构。
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