CN113594267A - 一种形成氧化层的方法 - Google Patents
一种形成氧化层的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113594267A CN113594267A CN202110843991.XA CN202110843991A CN113594267A CN 113594267 A CN113594267 A CN 113594267A CN 202110843991 A CN202110843991 A CN 202110843991A CN 113594267 A CN113594267 A CN 113594267A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reactor
- temperature
- protective gas
- pressure
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 104
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 56
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 49
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 40
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 32
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 30
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 7
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002161 passivation Methods 0.000 abstract description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 29
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 101001073212 Arabidopsis thaliana Peroxidase 33 Proteins 0.000 description 5
- 101001123325 Homo sapiens Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Proteins 0.000 description 5
- 102100028961 Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Human genes 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 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
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- 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
本发明提供了一种形成氧化层的方法。所述方法包括：(1)将用于太阳能电池的硅片置于反应器中，通入氮气并加热；(2)在保护性气体中，对步骤(1)所述反应器进行升温，之后抽真空；(3)向步骤(2)抽真空之后的反应器中通入氧化性气体并进行氧化反应，之后对反应器进行抽真空；(4)对步骤(3)所述反应器通入保护性气体进行回压，之后在保护性气体中进行降温并取出带有氧化层的硅片。本发明提供的方法可以使氧化层的内外一致性更好，氧化层厚度及致密性更优，钝化效果更优，最终使得太阳能电池的转换效率更高。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，涉及一种形成氧化层的方法，尤其涉及一种能够改善氧化层致密性的形成氧化层的方法。
背景技术
PERC电池(Passivated Emitterand Rear Cell)，是电池的一种结构。最早起源于上世纪八十年代，1989年由澳洲新南威尔士大学的MartinGreen研究组在AppliedPhysicsLetter首次正式报道了PERC电池结构，当时达到22.8％的实验室电池效率。
目前单晶PERC电池效率优势已经表现的不明显，最近Topcon、HJT等新技术越加受到各大公司的青睐，中来、钧石、晶科等均已经有HJT产线，而Topcon技术更加切合目前PERC电池的生产线，仅需增加部分工序，就能快速切换。所以单纯单晶高效PERC电池的效率压力越来越大。
CN110690319A公开了一种高效单晶硅电池的氧化退火工艺，该方案包括以下步骤，1)进舟；2)升温；3)炉管抽真空并检漏；4)氧化；5)恒温退火，在压力100-150mbar，温度680-710℃下维持15-20min的退火并通入氮气5000-10000sccm；6)降温退火，在压力100-150mbar，温度620-650℃下维持15-20min的退火并通入氮气10000-20000sccm；7)充气回压；8)出舟，结束工艺。该方案将常压氧化改为低压氧化，并在退火过程中采用恒温680-710℃以及降温620-650℃退火，使得工艺过程中气体氛围能够精确控制，退火环境洁净得到提升，使得电池效率提升。
CN112670373A公开了一种晶硅太阳能电池的氧化退火方法及其应用，该方案所述氧化退火方法包括以下步骤：将碱抛后的晶硅太阳能电池的硅片依次进行进舟、抽真空、吹扫、抽空、恒温恒压、氧化、回压和出舟；其中，所述氧化包括：依次进行一次升温氧化、恒温氧化、二次升温氧化和降温氧化。该方案对氧化过程进行拆分，在第一次形成氧化层后迅速升温，进行第二次氧化，由于温度提升，使之需要的通氧时间减少，从而大幅降低工艺时间。
但是上述方案在氧化层致密性上均有待进一步提高。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种形成氧化层的方法。本发明提供的方法提升了氧化层的一致性，使得氧化层致密性更优，钝化效果更好。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种形成氧化层的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将用于太阳能电池的硅片置于反应器中，通入氮气并加热；
(2)在保护性气体中，对步骤(1)所述反应器进行升温，之后抽真空；
(3)向步骤(2)抽真空之后的反应器中通入氧化性气体并进行氧化反应，之后对反应器进行抽真空；
(4)对步骤(3)所述反应器通入保护性气体进行回压，之后在保护性气体中进行降温并取出带有氧化层的硅片。
本发明提供的上述方法中，步骤(1)是进舟操作，步骤(2)是升温和抽真空操作，步骤(3)是氧化和抽真空操作，步骤(4)是回压、降温和出舟操作，通过本发明提供的方法，可以在硅片表面形成一层致密的氧化层。
本发明提供的方法主要是通过在低温下，尽量少氧化，高温低压状态下，快速氧化，形成致密的氧化膜，再通过炉内氮气环境下降温处理，既能起到部分退火作用，又能在出舟的状态下，处于低温状态，尽量少氧化。
本发明采用上述方法，主要是因为处于低温常压状态的氧化层，致密性没有低压状态好，氧化性没有高温状态佳，故采用上述氧化方法。
本发明提供的方法能够提升太阳能电池用硅片的钝化效果，增加抗诱导能力，提升转换效率。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述保护性气体包括氮气和/或氩气。
优选地，步骤(1)所述硅片先置于石英舟中，再将石英舟置于反应器中。
优选地，步骤(1)中，所述加热的温度为600-750℃，例如600℃、625℃、650℃、675℃、700℃、725℃或750℃等。
优选地，步骤(1)中，所述加热的时间为650-750s，例如650s、675s、700s、725s或750s等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述保护性气体的通入流量为14000-16000sccm，例如14000sccm、14500sccm、15000sccm、15500sccm或16000sccm等。
优选地，步骤(1)中，将用于太阳能电池的硅片置于反应器中之后，反应器压力为1050-1070mbar，例如1050mbar、1055mbar、1060mbar、1065mbar或1070mbar等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述保护性气体包括氮气和/或氩气。
优选地，步骤(2)所述升温的温度为700-750℃，例如700℃、710℃、720℃、730℃、740℃或750℃等。
优选地，步骤(2)所述升温的是时间为450-550s，例如450s、475s、500s、525s或550s等。
优选地，步骤(2)所述升温的反应器压力为1050-1070mbar，例如1050mbar、1055mbar、1060mbar、1065mbar或1070mbar等。
优选地，步骤(2)所述升温的时间为450-550s，例如450s、475s、500s、525s或550s等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述抽真空将反应器内的压力抽至1mbar以下，例如1mbar或0mbar等。
优选地，步骤(2)所述抽真空的温度为700-750℃，例如700℃、710℃、720℃、730℃、740℃或750℃等。
优选地，步骤(2)所述抽真空的时间为180-220s，例如180s、190s、200s、210s或220s等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述氧化性气体包括氧气。
优选地，步骤(3)所述氧化性气体的流量为800-1200sccm，例如800sccm、900sccm、1000sccm、1100sccm或1200sccm等。
优选地，步骤(3)所述氧化反应的反应器压力为300-800mbar，例如300mbar、400mbar、500mbar、600mbar、700mbar或800mbar等。本发明中，如果氧化反应的压力过大，因通入的氧化性气体的流量是一定的，很可能是非氧化性气体通入偏多导致压力变大，这会造成氧化速率低；如果氧化反应的压力过小，则可能导致氧化程度不够。
优选地，步骤(3)所述氧化反应的温度为700-750℃，例如700℃、710℃、720℃、730℃、740℃或750℃等。本发明中，如果氧化反应的温度过高，会导致氧化速度过快，致密性不强；如果氧化反应的温度过低，会延迟氧化时间，影响产能。
优选地，步骤(3)所述氧化反应的时间为1200-1500s，例如1200s、1300s、1400s或1500s等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述抽真空将反应器内的压力抽至1mbar以下，例如1mbar或0mbar等。
优选地，步骤(3)所述抽真空的温度为600-700℃，例如600℃、625℃、650℃、675℃或700℃等。
优选地，步骤(3)所述抽真空的时间为180-220s，例如180s、190s、200s、210s或220s等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(4)所述保护性气体包括氮气和/或氩气。
优选地，步骤(4)所述回压的保护性气体流量为14000-16000sccm，例如14000sccm、14500sccm、15000sccm、15500sccm或16000sccm等。
优选地，步骤(4)所述回压的温度为550-650℃，例如550℃、575℃、600℃、625℃或650℃等。
优选地，步骤(4)所述回压的反应器压力为1050-1070mbar，例如1050mbar、1055mbar、1060mbar、1065mbar或1070mbar等。
优选地，步骤(4)所述回压的时间为80-100s，例如80s、85s、90s、95s或100s等。
优选地，步骤(4)所述降温的温度为550-650℃，例如550℃、575℃、600℃、625℃或650℃等。
优选地，步骤(4)所述降温的时间为300-600s，例如300s、400s、500s或600s等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(4)所述降温的保护性气体流量为14000-16000sccm，例如14000sccm、14500sccm、15000sccm、15500sccm或16000sccm等。
优选地，步骤(4)所述降温的反应器压力为1050-1070mbar，例如1050mbar、1055mbar、1060mbar、1065mbar或1070mbar等。
优选地，步骤(4)所述取出带有氧化层的硅片之前，通入保护性气体650-750s，例如650s、675s、700s、725s或750s等。
优选地，步骤(4)所述取出带有氧化层的硅片之前，通入保护性气体的流量为14000-16000sccm，例如14000sccm、14500sccm、15000sccm、15500sccm或16000sccm等。
作为本发明所述方法的进一步优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将用于太阳能电池的硅片先置于石英舟中，再将石英舟置于反应器中，通入保护性气体，将反应器以600-750℃加热650-750s，所述保护性气体的通入流量为14000-16000sccm，反应器压力为1050-1070mbar；
(2)在保护性气体中，对步骤(1)所述反应器进行升温，升温的温度为700-750℃，升温的是时间为450-550s，升温的反应器压力为1050-1070mbar，升温的时间为450-550s；之后抽真空，抽真空的温度为700-750℃，抽真空的时间为180-220s；
(3)向步骤(2)抽真空之后的反应器中以800-1200sccm的流量通入氧化性气体并进行氧化反应，氧化反应的温度为700-750℃，氧化反应的时间为1200-1500s，氧化反应的反应器压力为300-800mbar；之后对反应器进行抽真空，抽真空的温度为600-700℃，抽真空的时间为180-220s；
(4)对步骤(3)所述反应器以14000-16000sccm的流量通入保护性气体进行回压，回压的温度为550-650℃，回压的反应器压力为1050-1070mbar，回压的时间为80-100s；之后在保护性气体中进行降温，降温的温度为550-650℃，降温的时间为300-600s，降温的保护性气体流量为14000-16000sccm，降温的反应器压力为1050-1070mbar；之后继续通入保护性气体650-750s，取出带有氧化层的硅片。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的方法可以使氧化层的内外一致性更好，氧化层厚度及致密性更优，钝化效果更优，体现在太能能电池的电性能测试的结果上为：转化效果高，可达22.64％；LID(在室温光照条件下观察到快速的衰减现象)值低，可低至0.53％；PID(一种在组件上面加上高强度负电压而使组件性能降低的现象)测试得到的衰减值低，可低至1.87％。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
以下为本发明典型但非限制性实施例，各实施例中使用的用于太阳能电池的硅片种类和尺寸均相同：
实施例1
本实施例按照如下方法形成氧化层：
1)进舟(将用于太阳能电池的硅片先置于石英舟中，再将石英舟置于反应器中)：温度600℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间700s；
2)升温：温度700℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间500s；
3)抽真空：温度700℃，压力为0，时间200s；
4)氧化：温度700℃，压力300mbar，通氧气1000sccm，时间1200s；
5)抽真空：温度700℃，压力为0，时间200s；
6)回压：温度600℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间90s；
7)降温：600℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间300s；
8)出舟(取出石英舟以及带有氧化层的硅片)：通氮气15000sccm，时间700s。
实施例2
本实施例按照如下方法形成氧化层：
1)进舟(将用于太阳能电池的硅片先置于石英舟中，再将石英舟置于反应器中)：温度600℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间700s；
2)升温：温度700℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间500s；
3)抽真空：温度700℃，压力为0，时间200s；
4)氧化：温度700℃，压力500mbar，氧气1000sccm，时间1200s；
5)抽真空：温度700℃，压力为0，时间200s；
6)回压：温度600℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间90s；
7)降温：600℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间300s；
8)出舟(取出石英舟以及带有氧化层的硅片)：通氮气15000sccm，时间700s。
实施例3
本实施例按照如下方法形成氧化层：
1)进舟(将用于太阳能电池的硅片先置于石英舟中，再将石英舟置于反应器中)：温度600℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间700s；
2)升温：温度700℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间500s；
3)抽真空：温度700℃，压力为0，时间200s；
4)氧化：温度700℃，压力800mbar，氧气1000sccm，时间1200s；
5)抽真空：温度700℃，压力为0，时间200s；
6)回压：温度600℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间90s；
7)降温：600℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间300s；
8)出舟(取出石英舟以及带有氧化层的硅片)：通氮气15000sccm，时间700s。
实施例4
本实施例按照如下方法形成氧化层：
1)进舟(将用于太阳能电池的硅片先置于石英舟中，再将石英舟置于反应器中)：温度600℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间700s；
2)升温：温度700℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间500s；
3)抽真空：温度700℃，压力为0，时间200s；
4)氧化：温度700℃，压力300mbar，氧气1000sccm，时间1500s；
5)抽真空：温度700℃，压力为0，时间200s；
6)回压：温度600℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间90s；
7)降温：600℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间300s；
8)出舟(取出石英舟以及带有氧化层的硅片)：通氮气15000sccm，时间700s。
实施例5
本实施例按照如下方法形成氧化层：
1)进舟(将用于太阳能电池的硅片先置于石英舟中，再将石英舟置于反应器中)：温度750℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间700s；
2)升温：温度750℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间500s；
3)抽真空：温度750℃，压力为0，时间200s；
4)氧化：温度750℃，压力300mbar，氧气1000sccm，时间1200s
5)抽真空：温度600℃，压力为0，时间200s；
6)回压：温度600℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间90s；
7)降温：600℃，通氮气15000sccm，压力1060mbar，时间600s；
8)出舟(取出石英舟以及带有氧化层的硅片)：通氮气15000sccm，时间700s。
实施例6
本实施例按照如下方法形成氧化层：
1)进舟(将用于太阳能电池的硅片先置于石英舟中，再将石英舟置于反应器中)：温度650℃，通氮气14000sccm，压力1050mbar，时间750s
2)升温：温度720℃，通氮气14000sccm，压力1050mbar，时间450s
3)抽真空：温度720℃，压力为0，时间200s
4)氧化：温度720℃，压力400mbar，氧气800sccm，时间1200s
5)抽真空：温度720℃，压力为0，时间180s
6)回压：温度550℃，通氮气14000sccm，压力1050mbar，时间80s
7)降温：550℃，通氮气14000sccm，压力1050mbar，时间500s
8)出舟(取出石英舟以及带有氧化层的硅片)：通氮气14000sccm，时间700s。
实施例7
本实施例按照如下方法形成氧化层：
1)进舟(将用于太阳能电池的硅片先置于石英舟中，再将石英舟置于反应器中)：温度700℃，通氮气16000sccm，压力1070mbar，时间650s
2)升温：温度740℃，通氮气16000sccm，压力1070mbar，时间550s
3)抽真空：温度740℃，压力为0，时间200s
4)氧化：温度740℃，压力700mbar，氧气1200sccm，时间1200s
5)抽真空：温度740℃，压力为0，时间220s
6)回压：温度650℃，通氮气16000sccm，压力1070mbar，时间100s
7)降温：650℃，通氮气16000sccm，压力1070mbar，时间400s
8)出舟(取出石英舟以及带有氧化层的硅片)：通氮气16000sccm，时间700s。
实施例8
本实施例与实施例1的区别在于，步骤4)氧化反应的温度为850℃。
实施例9
本实施例与实施例1的区别在于，步骤4)氧化反应的温度为600℃。
对比例1
本对比例按照如下方法形成氧化层：
1)预备：温度750℃，通氮气9000sccm，压力1060mbar，时间15s；
2)进舟(将用于太阳能电池的硅片先置于石英舟中，再将石英舟置于反应器中)：温度750℃，通氮气2000sccm，压力1060mbar，时间530s；
3)抽空：温度750℃，压力200mbar，时间180s；
4)吹扫：温度750℃，通氮气9000sccm，压力1060mbar，时间300s；
5)升温：温度750℃，通氮气4000sccm，压力1060mbar，时间180s；
6)氧化：温度750℃，氮气1000，氧气900sccm，压力800mbar，时间1200s；
7)出舟(取出石英舟以及带有氧化层的硅片)：温度750℃，通氮气2500sccm，压力1060mbar，时间540s。
测试方法
在25±3℃，光强1000±25W/m2’光谱AM1.5(根据IEC 904-3)条件下，对各实施例和对比例提供的带有氧化层的硅片制成的太阳能电池进行电性能测试，测试结果如下表所示：
表1
| Uoc(V) | Isc(A) | Rs(mΩ) | Rsh(Ω) | FF(％) | Eta(％) | |
| 实施例1 | 0.6789 | 10.524 | 2.52 | 719 | 79.78 | 22.62 |
| 实施例2 | 0.6787 | 10.521 | 2.71 | 644 | 79.72 | 22.59 |
| 实施例3 | 0.6782 | 10.519 | 2.71 | 632 | 79.62 | 22.54 |
| 实施例4 | 0.6787 | 10.512 | 2.9 | 220 | 79.84 | 22.60 |
| 实施例5 | 0.6786 | 10.519 | 1.93 | 379 | 79.92 | 22.64 |
| 实施例6 | 0.6788 | 10.522 | 2.52 | 684 | 79.75 | 22.60 |
| 实施例7 | 0.6783 | 10.518 | 2.68 | 653 | 79.65 | 22.55 |
| 实施例8 | 0.675 | 10.502 | 2.2 | 865 | 79.85 | 22.46 |
| 实施例9 | 0.676 | 10.512 | 2.6 | 562 | 79.67 | 22.47 |
| 对比例1 | 0.6785 | 10.513 | 2.54 | 593 | 79.72 | 22.57 |
其中，Uov为开路电压，Isc为短路电流，Rs为串联电阻，Rsh为并联电阻，FF为填充因子，Eta为转换效率。
在连续曝晒辐照总量为5kwh/m2，测试样本表面温度不超过75℃，
条件下，对各实施例和对比例提供的带有氧化层的硅片制成的太阳能电池进行LID检测，其结果如下表所示：
表2
在相对湿度85％RH、85℃、96h、-1500V和光线辐照度1000W/m2的条件下，进行PID测试，测试中电性能衰减需≤3％，测试结果见下表：
表3
| 序号 | PID测试值 |
| 实施例1 | 1.95％ |
| 实施例2 | 2.03％ |
| 实施例3 | 1.87％ |
| 实施例4 | 2.14％ |
| 实施例5 | 2.09％ |
| 实施例6 | 2.07％ |
| 实施例7 | 2.03％ |
| 实施例8 | 2.15％ |
| 实施例9 | 2.32％ |
| 对比例1 | 2.11％ |
综合上述实施例和对比例可知，本发明提供的方法其通过采用低压氧化的形式，并改善受热环境，降低低温氧化的概率，提升氧化层的致密性，从而提升了效率，改善了PID。
根据电性能数据可知，实施例5转换效率比对比例高0.07％；根据可靠性测试(LID检测)，LID≤1，判定合格；经PID测试，实施例5的衰减值为2.09％，与实施例4基本接近，略优越于其他组；通过以上试验，实施例1与实施例5基本接近。
实施例8因为氧化反应温度过高，导致氧化反应剧烈，致密度欠佳。
实施例9因为氧化反应温度过低，导致氧化反应缓慢，氧化膜厚度不足。
对比例1因为使用800mbar压力，氮气和氧气混合的氧化工艺，导致腔内洁净度，氧气密度等均不如低压状态。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种形成氧化层的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将用于太阳能电池的硅片置于反应器中，通入氮气并加热；
(2)在保护性气体中，对步骤(1)所述反应器进行升温，之后抽真空；
(3)向步骤(2)抽真空之后的反应器中通入氧化性气体并进行氧化反应，之后对反应器进行抽真空；
(4)对步骤(3)所述反应器通入保护性气体进行回压，之后在保护性气体中进行降温并取出带有氧化层的硅片。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述保护性气体包括氮气和/或氩气；
优选地，步骤(1)所述硅片先置于石英舟中，再将石英舟置于反应器中；
优选地，步骤(1)中，所述加热的温度为600-750℃；
优选地，步骤(1)中，所述加热的时间为650-750s。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述保护性气体的通入流量为14000-16000sccm；
优选地，步骤(1)中，将用于太阳能电池的硅片置于反应器中之后，反应器压力为1050-1070mbar。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述保护性气体包括氮气和/或氩气；
优选地，步骤(2)所述升温的温度为700-750℃；
优选地，步骤(2)所述升温的是时间为450-550s；
优选地，步骤(2)所述升温的反应器压力为1050-1070mbar；
优选地，步骤(2)所述升温的时间为450-550s。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述抽真空将反应器内的压力抽至30mbar以下；
优选地，步骤(2)所述抽真空的温度为700-750℃；
优选地，步骤(2)所述抽真空的时间为180-220s。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述氧化性气体包括氧气；
优选地，步骤(3)所述氧化性气体的流量为800-1200sccm；
优选地，步骤(3)所述氧化反应的反应器压力为300-800mbar；
优选地，步骤(3)所述氧化反应的温度为700-750℃；
优选地，步骤(3)所述氧化反应的时间为1200-1500s。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述抽真空将反应器内的压力抽至30mbar以下；
优选地，步骤(3)所述抽真空的温度为600-700℃；
优选地，步骤(3)所述抽真空的时间为180-220s。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述保护性气体包括氮气和/或氩气；
优选地，步骤(4)所述回压的保护性气体流量为14000-16000sccm；
优选地，步骤(4)所述回压的温度为550-650℃；
优选地，步骤(4)所述回压的反应器压力为1050-1070mbar；
优选地，步骤(4)所述回压的时间为80-100s；
优选地，步骤(4)所述降温的温度为550-650℃；
优选地，步骤(4)所述降温的时间为300-600s。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述降温的保护性气体流量为14000-16000sccm；
优选地，步骤(4)所述降温的反应器压力为1050-1070mbar；
优选地，步骤(4)所述取出带有氧化层的硅片之前，通入保护性气体650-750s；
优选地，步骤(4)所述取出带有氧化层的硅片之前，通入保护性气体的流量为14000-16000sccm。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将用于太阳能电池的硅片先置于石英舟中，再将石英舟置于反应器中，通入保护性气体，将反应器以600-750℃加热650-750s，所述保护性气体的通入流量为14000-16000sccm，反应器压力为1050-1070mbar；
(2)在保护性气体中，对步骤(1)所述反应器进行升温，升温的温度为700-750℃，升温的是时间为450-550s，升温的反应器压力为1050-1070mbar，升温的时间为450-550s；之后抽真空，抽真空的温度为700-750℃，抽真空的时间为180-220s；
(3)向步骤(2)抽真空之后的反应器中以800-1200sccm的流量通入氧化性气体并进行氧化反应，氧化反应的温度为700-750℃，氧化反应的时间为1200-1500s，氧化反应的反应器压力为300-800mbar；之后对反应器进行抽真空，抽真空的温度为600-700℃，抽真空的时间为180-220s；
(4)对步骤(3)所述反应器以14000-16000sccm的流量通入保护性气体进行回压，回压的温度为550-650℃，回压的反应器压力为1050-1070mbar，回压的时间为80-100s；之后在保护性气体中进行降温，降温的温度为550-650℃，降温的时间为300-600s，降温的保护性气体流量为14000-16000sccm，降温的反应器压力为1050-1070mbar；之后继续通入保护性气体650-750s，取出带有氧化层的硅片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110843991.XA CN113594267A (zh) | 2021-07-26 | 2021-07-26 | 一种形成氧化层的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110843991.XA CN113594267A (zh) | 2021-07-26 | 2021-07-26 | 一种形成氧化层的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113594267A true CN113594267A (zh) | 2021-11-02 |
Family
ID=78249946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110843991.XA Withdrawn CN113594267A (zh) | 2021-07-26 | 2021-07-26 | 一种形成氧化层的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113594267A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114823981A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-07-29 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种提高表面氧化层契合度的方法和应用 |
-
2021
- 2021-07-26 CN CN202110843991.XA patent/CN113594267A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114823981A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-07-29 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种提高表面氧化层契合度的方法和应用 |
| CN114823981B (zh) * | 2022-05-11 | 2023-07-21 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种提高表面氧化层契合度的方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107681018B (zh) | 一种太阳能电池片的低压氧化工艺 | |
| CN110165017B (zh) | 制备隧穿氧钝化接触结构的快速退火方法 | |
| CN107768467B (zh) | 一种硅基太阳能电池及其制备方法 | |
| CN114975643B (zh) | N-TOPCon光伏太阳能电池制备方法及太阳能电池 | |
| CN113421944B (zh) | 一种提高晶硅太阳能电池转换效率的氧化退火工艺 | |
| WO2024012147A1 (zh) | 一种硼掺杂发射极的制备方法 | |
| CN115020542B (zh) | 一种去除ald绕镀氧化铝的pecvd镀膜方法 | |
| CN112820801A (zh) | 一种减小se激光损伤的厚氧化层扩散工艺 | |
| CN113594267A (zh) | 一种形成氧化层的方法 | |
| CN112670374A (zh) | 一种晶硅太阳能电池低压退火方法 | |
| CN111129212B (zh) | 一种降低管式perc太阳能电池光致衰减的方法及应用 | |
| CN112599410A (zh) | 提高n型单晶硅片硼扩散的方法 | |
| WO2023179023A1 (zh) | 太阳能电池的制备方法、太阳能电池及发电装置 | |
| EP4386874A1 (en) | Preparation method and application of crystalline silicon solar cell having shallow junction diffusion emitter | |
| WO2023115808A1 (zh) | 一种太阳能电池退火方法及退火设备 | |
| CN115995381A (zh) | 一种硼扩散工艺 | |
| CN115274404A (zh) | 改性隧穿氧化层及制备方法、TOPCon结构及制备方法和太阳电池 | |
| CN112349792B (zh) | 一种单晶硅钝化接触结构及其制备方法 | |
| CN110137307B (zh) | 一种低压环境下的高均匀性浅结扩散工艺 | |
| CN113206002B (zh) | 一种用于制备高均匀性的超薄氧化层的方法 | |
| CN117352598B (zh) | 一种降低TopCon电池中多晶硅层十字隐裂率的方法 | |
| CN111908433B (zh) | 一种硒化亚锡纳米片中硒空位缺陷的修复方法 | |
| CN115287632A (zh) | 一种石墨舟的预处理方法及改性石墨舟 | |
| CN117766629A (zh) | 增强晶硅电池钝化性能和改善晶硅电池表面界面缺陷的方法 | |
| CN115692547A (zh) | 一种改善后氧化处理中晶硅片白点不良的方法 |
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 | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20211102 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |