CN117352598A - 一种降低TopCon电池中多晶硅层十字隐裂率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光伏电池技术领域，尤其涉及一种降低TopCon电池中多晶硅层十字隐裂率的方法，包括：步骤S.1：提供一个反应腔室，对反应腔室内部通入氮气并提升反应腔室温度；步骤S.2：将硅片随氮气输送至反应腔室内部；步骤S.3：停止氮气的通入，并对反应腔室内部进行抽真空至底压；步骤S.4：降低反应腔室内的温度，并向反应腔室内部通入氮气对硅片进行深度吹扫；步骤S.5：通入硅烷从而在硅片表面沉积多晶硅层。本申请中的技术方案通过针对性调整不同沉积步骤中的反应腔室温度以及在沉积多晶硅之前增加一个深度吹扫步骤，在上述两种技术方案的联用下，有效降低了TopCon电池中多晶硅层的十字隐裂发生率。

Description

一种降低TopCon电池中多晶硅层十字隐裂率的方法
技术领域
本发明涉及光伏电池技术领域，尤其涉及一种降低TopCon电池中多晶硅层十字隐裂率的方法。
背景技术
化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，简称CVD）是一种常用的薄膜制备技术，通过在特定条件下将气体反应物引入反应室，生成固态薄膜材料。在CVD过程中，气体反应物进入反应室后，会发生化学反应并生成薄膜材料。这些反应物在高温下分解或离解，释放出原子或分子，然后在基片表面进行吸附和反应，最终形成所需的薄膜。因此，CVD工艺广泛应用于各个领域，包括光伏电池制造。
TopCon电池中多晶硅层（Poly层）是该电池的核心部分，它作为光伏电池的光吸收层，能够吸收太阳光并将其转化为电能。此外，多晶硅层还能够提供电子传输通道，将光能转化的电子有效传导至接触电极。它还能够增强光伏电池的稳定性和可靠性，提高电池的寿命和性能。
目前TopCon电池的多晶硅层在制备过程中主要应用有两种方法：LPCVD低压化学气相沉积和PECVD等离子增强化学气相沉积。这些方法能够生长出具有良好均匀性和致密性的多晶硅薄膜。
然而现有的CVD工艺中，尤其是在装卸硅片的过程中，硅片的表面往往会产生细小颗粒物的附着。这些细小颗粒物可能是来自前工序处理过程中的残留物或环境中的微尘等。当硅片表面被真空吸盘吸附时，这些颗粒物会产生十字隐裂。这种裂缝是肉眼无法观察到的，只能通过专门的检测手段进行检测。
十字隐裂的产生会对多晶硅层的质量和性能产生负面影响。首先，它可能导致多晶硅层的局部失效，降低光伏电池的光吸收效率和电能转化效率。其次，十字隐裂可能会扩展并影响电子传输通道的连续性，导致电流传输的中断或阻碍。最重要的是，这些裂缝可能会导致光伏电池的可靠性和稳定性下降，增加电池故障和失效的风险。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的TopCon电池的多晶硅层中十字隐裂率较高，电池故障和失效的风险较大的缺陷，提供了一种降低TopCon电池中多晶硅层十字隐裂率的方法以克服上述缺陷。
为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种降低TopCon电池中多晶硅层十字隐裂率的方法，包括以下步骤：
步骤（S.1）：提供一个反应腔室，对反应腔室内部通入氮气进行净化步骤，并提升反应腔室温度至第一腔室温度T1；
步骤（S.2）：将装载有硅片的载具，随氮气输送至反应腔室内部；
步骤（S.3）：停止氮气的通入，并对反应腔室内部进行抽真空至底压；
步骤（S.4）：降低反应腔室内的温度至第二腔室温度T2，并在底压条件下向反应腔室内部通入氮气，从而对载具中的硅片进行深度吹扫；
步骤（S.5）：将反应腔室内的氮气抽真空，通入硅烷从而在硅片表面沉积多晶硅层。
发明人在研究TopCon电池中多晶硅层中十字隐裂生成原因的过程中发现，十字隐裂的产生主要基于如下两点原因。原因1：硅片表面在吸附的细小颗粒物后，会导致硅片表面多晶硅层沉积结束后在搬运过程中在细小颗粒物位点处受到机械应力的作用，从而产生十字隐裂。原因2：多晶硅层在沉积结晶过程中由于晶粒生长速度以及晶界分布情况的不同，在晶界处会导致应力积累，从而导致由于因应力引起的损伤和缺陷。
本发明中针对上述两个十字隐裂生成原因对TopCon电池中的多晶硅层的制备方法进行了针对性的改进。
首先，本申请在多晶硅层的制备过程中对于反应腔室的温度进行针对性限定。发明人发现，反应腔室内的温度与反应腔室内的细小颗粒物的运动以及多晶硅层的结晶速度有着较大的关系。当反应腔室内的温度较高时，细小颗粒物的运动更为活跃，从而更容易被载气所吹走，从而防止在硅片表面附着。然而，多晶硅层在高温条件下生长时，硅原子在晶格中有更大的运动能力，导致晶格畸变和应力的积累。
因此，本申请按照步骤（S.1）-步骤（S.3）以及步骤（S.4）-步骤（S.5）将反应腔室内的温度进行了针对性调整。
其中，步骤（S.1）-步骤（S.3）中的第一腔室温度T1高于步骤（S.4）-步骤（S.5）中的第二腔室温度T2。其原因在于，在步骤（S.1）-步骤（S.3）的过程中其目的主要在于将硅片装载于反应腔中以及同时提升硅片的温度以及控制反应腔中的反应条件，从而更有利于多晶硅的沉积，同时在这一过程中反应腔室内壁、硅片表面以及载具表面所吸附的细小颗粒物的数量最多。
因此，为了使得硅片快速升温，同时也为了使得反应腔室内壁、硅片表面以及载具表面所吸附的细小颗粒物受高温激发而更容易被氮气吹扫净化，本申请中特意将第一腔室温度T1高于第二腔室温度T2，从而在步骤（S.1）-步骤（S.3）中，从而能够快速将硅片的温度提升，并通过氮气的吹扫从而去除大部分的细小颗粒物。因此，有利于降低硅片表面多晶硅层十字隐裂的发生率。
同时，在步骤（S.4）-步骤（S.5）中发明人针对性的降低了第二腔室温度T2的温度，其原因在于：在高温条件下，晶粒生长速度较快，导致晶粒尺寸变大，晶界数量减少。当温度降低时，晶界有更多的时间进行调整和重新排列，从而改善多晶硅层的晶界结构。较好的晶界结构可以减少应力积累和晶界缺陷的形成，提高多晶硅层的机械稳定性。此外，热应力是由于物体的不均匀热膨胀引起的，较低的沉积温度可以减少多晶硅层和衬底之间的温度差异，从而降低热应力的程度。
此外，现有技术中通常在步骤（S.3）结束后直接进行步骤（S.5）中的沉积步骤，本申请中特意在步骤（S.3）以及步骤（S.5）中增加了步骤（S.4）（即在反应腔室抽至底压的情况下，向反应腔室内部通入氮气，从而对载具中的硅片进行深度吹扫的步骤），从而能够对负载在硅片表面的残留颗粒进行深度吹扫，由于反应腔室内部的气压较低，因此氮气在反应腔室内部的流速能够得到显著提升，从而增加了对于硅片表面附着的细小颗粒的冲击力度，进而能够进一步减少硅片表面的细小颗粒的含量，从而减少多晶硅层中十字隐裂率的发生率。
因此，综上所述，本申请中的技术方案通过调整不同沉积步骤中的反应腔室温度以及在沉积多晶硅之前增加一个深度吹扫步骤，在上述两种技术方案的联用下，有效降低了TopCon电池中多晶硅层的十字隐裂发生率。
作为优选，所述第一腔室温度T1与第二腔室温度T2的差值为5~15℃。
在多晶硅层的沉积过程中，高温下的生长会导致应力积累，本申请中这有助于促使多晶硅层中的应力逐渐释放，减轻应力积累的程度。较低的温度差异可以更有效地降低应力，并减少可能导致裂纹和缺陷形成的风险。同时，降低多晶硅层的沉积温度可以减慢晶粒的生长速率，有助于细化晶粒尺寸和优化晶界结构。这样的结晶调控可以改善多晶硅层的机械稳定性和电学性能。
作为优选，所述第一腔室温度T1为590~610℃；
所述第二腔室温度T2为585~600℃。
作为优选，所述步骤（S.1）中氮气流量为500~1500sccm，所述反应腔室内压力大于1000 mbar。
作为优选，所述步骤（S.2）中氮气流量为4000~6000sccm，所述反应腔室内压力大于1000 mbar。
作为优选，所述步骤（S.3）包括慢抽步骤以及快抽步骤；其中，
所述慢抽步骤包括在100s内将反应腔室内压力抽真空至700 mbar；
所述快抽步骤包括在120s内将反应腔室内压力抽真空至10 mbar。
将步骤（S.3）分为慢抽和快抽两个步骤，将反应腔室内压力从初始压力抽真空至700 mbar和10 mbar具有以下好处：
压力平衡和稳定：通过慢抽步骤将反应腔室内压力从初始压力抽真空至700mbar，可以实现较为平缓的压力下降过程。这有助于平衡腔室内外的压力差，减少因突然压力变化引起的应力和应变。慢抽步骤可以使压力在较短的时间内平稳下降，避免了突然压力变化可能引起的不稳定性。
气体排除：慢抽步骤允许充分的时间用于将反应腔室内的气体排除，特别是较大分子量的气体。在反应腔室内建立700 mbar的较低压力可以有效减少气体残留，降低可能对后续步骤产生不利影响的气体反应。
快速抽真空：快抽步骤用于将反应腔室内压力进一步降低至10 mbar。这样的压力降低可以更彻底地排除气体，并为后续步骤创造更理想的工作环境。较低的压力有助于减少气体分子之间的碰撞和干扰，提供更稳定的反应条件。
作为优选，所述步骤（S.3）与步骤（S.4）之间还包含一个将反应腔室内压力升高至1000 mbar后快抽至反应腔室内压力至10 mbar的步骤。
作为优选，所述步骤（S.4）中深度吹扫过程中氮气流量为800~2000 sccm，吹扫时间不少于150s。
本申请在步骤（S.4）中使用较高的氮气流量和足够的吹扫时间可以有效地清除反应腔室内的残留物。氮气的高流速可以产生较强的冲击力，能够将附着在表面上的颗粒、杂质和化学物质迅速冲刷掉。较长的吹扫时间可以确保彻底清除残留物，减少对后续步骤的干扰。
此外，通过使用较高的氮气流量，可以实现更好的气体交换。氮气的高流速能够带走反应腔室内的气体，促进与外部环境的交换。这有助于排除反应过程中产生的气体，减少气体残留对后续步骤的影响。
作为优选，所述步骤（S.5）中硅烷通入流量为400~500 sccm，沉积时间为3-5h。
作为优选，所述步骤（S.5）中反应腔室内压力为200~250 mbar。
因此，本发明具有以下有益效果：
本申请中的技术方案通过针对性调整不同沉积步骤中的反应腔室温度以及在沉积多晶硅之前增加一个深度吹扫步骤，在上述两种技术方案的联用下，有效降低了TopCon电池中多晶硅层的十字隐裂发生率。
附图说明
图1 为本发明在制备多晶硅层过程中的流程图。
图2为实施例4中含有十字隐裂的硅片在PL（光致发光）检测仪下的检测图。
图3为本发明实施例1~6以及对比例1~5的十字隐裂率测试结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的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
如图1所示，一种降低TopCon电池中多晶硅层十字隐裂率的方法，包括以下步骤：
步骤（S.1）：提供一个反应腔室；
控制反应腔室内部压力为1030 mbar，随后通入1000 sccm的氮气持续20S进行净化步骤，并提升反应腔室温度至第一腔室温度T1为600℃；
步骤（S.2）：将装载有硅片的载具，随5000 sccm氮气输送至反应腔室内部，氮气吹扫持续时间为500 s；
步骤（S.3）：停止氮气的通入，依次对反应腔室内部进行慢抽、升温、快抽以及检漏步骤；
慢抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至700 mbar；
升温步骤：在2000s时间内将反应腔室内部装载的硅片升温至与反应腔室内部温度一致；
快抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至10 mbar；
检漏步骤：在60s时间内将反应腔室内部压力升高至1030mbar，随后在200s时间内将反应腔室内的压力快抽至10 mbar；
步骤（S.4）：降低反应腔室内的温度至第二腔室温度T2为595℃，并在10 mbar条件下向反应腔室内部通入1000 sccm的氮气持续180 s，从而对载具中的硅片进行深度吹扫；
步骤（S.5）：将反应腔室内的氮气抽真空至10 mbar，通入流量为440 sccm的硅烷（SIH4），从而在硅片表面沉积多晶硅层，沉积时间14400 s，沉积结束后在氮气吹扫下取出装载有硅片的载具，得到沉积有多晶硅层的硅片。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：制备TOPCon电池中多晶硅层的方法中的工艺参数不同，所述方法具体包括以下步骤：
步骤（S.1）：提供一个反应腔室；
控制反应腔室内部压力为1030 mbar，随后通入1000 sccm的氮气持续20S进行净化步骤，并提升反应腔室温度至第一腔室温度T1为610℃；
步骤（S.2）：将装载有硅片的载具，随5000 sccm氮气输送至反应腔室内部，氮气吹扫持续时间为500 s；
步骤（S.3）：停止氮气的通入，依次对反应腔室内部进行慢抽、升温、快抽以及检漏步骤；
慢抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至700 mbar；
升温步骤：在2000s时间内将反应腔室内部装载的硅片升温至与反应腔室内部温度一致；
快抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至10 mbar；
检漏步骤：在60s时间内将反应腔室内部压力升高至1030mbar，随后在200s时间内将反应腔室内的压力快抽至10 mbar；
步骤（S.4）：降低反应腔室内的温度至第二腔室温度T2为600℃，并在10 mbar条件下向反应腔室内部通入1000 sccm的氮气持续180s，从而对载具中的硅片进行深度吹扫；
步骤（S.5）：将反应腔室内的氮气抽真空至10 mbar，通入流量为440 sccm的硅烷（SIH4），从而在硅片表面沉积多晶硅层，沉积时间14400 s，沉积结束后在氮气吹扫下取出装载有硅片的载具，得到沉积有多晶硅层的硅片。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：制备TOPCon电池中多晶硅层的方法中的工艺参数不同，所述方法具体包括以下步骤：
步骤（S.1）：提供一个反应腔室；
控制反应腔室内部压力为1030 mbar，随后通入1000 sccm的氮气持续20S进行净化步骤，并提升反应腔室温度至第一腔室温度T1为590℃；
步骤（S.2）：将装载有硅片的载具，随5000 sccm氮气输送至反应腔室内部，氮气吹扫持续时间为500 s；
步骤（S.3）：停止氮气的通入，依次对反应腔室内部进行慢抽、升温、快抽以及检漏步骤；
慢抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至700 mbar；
升温步骤：在2000s时间内将反应腔室内部装载的硅片升温至与反应腔室内部温度一致；
快抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至10 mbar；
检漏步骤：在60s时间内将反应腔室内部压力升高至1030mbar，随后在200s时间内将反应腔室内的压力快抽至10 mbar；
步骤（S.4）：降低反应腔室内的温度至第二腔室温度T2为585℃，并在10 mbar条件下向反应腔室内部通入1000 sccm的氮气持续180s，从而对载具中的硅片进行深度吹扫；
步骤（S.5）：将反应腔室内的氮气抽真空至10 mbar，通入流量为440 sccm的硅烷（SIH4），从而在硅片表面沉积多晶硅层，沉积时间14400 s，沉积结束后在氮气吹扫下取出装载有硅片的载具，得到沉积有多晶硅层的硅片。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于：制备TOPCon电池中多晶硅层的方法中的工艺参数不同，所述方法具体包括以下步骤：
步骤（S.1）：提供一个反应腔室；
控制反应腔室内部压力为1030 mbar，随后通入500 sccm的氮气持续30S进行净化步骤，并提升反应腔室温度至第一腔室温度T1为610℃；
步骤（S.2）：将装载有硅片的载具，随6000 sccm氮气输送至反应腔室内部，氮气吹扫持续时间为500 s；
步骤（S.3）：停止氮气的通入，依次对反应腔室内部进行慢抽、升温、快抽以及检漏步骤；
慢抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至700 mbar；
升温步骤：在2000s时间内将反应腔室内部装载的硅片升温至与反应腔室内部温度一致；
快抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至10 mbar；
检漏步骤：在60s时间内将反应腔室内部压力升高至1030mbar，随后在200s时间内将反应腔室内的压力快抽至10 mbar；
步骤（S.4）：降低反应腔室内的温度至第二腔室温度T2为595℃，并在10 mbar条件下向反应腔室内部通入1000 sccm的氮气持续180s，从而对载具中的硅片进行深度吹扫；
步骤（S.5）：将反应腔室内的氮气抽真空至10 mbar，通入流量为440 sccm的硅烷（SIH4），从而在硅片表面沉积多晶硅层，沉积时间14400 s，沉积结束后在氮气吹扫下取出装载有硅片的载具，得到沉积有多晶硅层的硅片。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在于：制备TOPCon电池中多晶硅层的方法中的工艺参数不同，所述方法具体包括以下步骤：
步骤（S.1）：提供一个反应腔室；
控制反应腔室内部压力为1030 mbar，随后通入1500 sccm的氮气持续15S进行净化步骤，并提升反应腔室温度至第一腔室温度T1为600℃；
步骤（S.2）：将装载有硅片的载具，随4000 sccm氮气输送至反应腔室内部，氮气吹扫持续时间为600 s；
步骤（S.3）：停止氮气的通入，依次对反应腔室内部进行慢抽、升温、快抽以及检漏步骤；
慢抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至700 mbar；
升温步骤：在2000s时间内将反应腔室内部装载的硅片升温至与反应腔室内部温度一致；
快抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至10 mbar；
检漏步骤：在60s时间内将反应腔室内部压力升高至1030mbar，随后在200s时间内将反应腔室内的压力快抽至10 mbar；
步骤（S.4）：降低反应腔室内的温度至第二腔室温度T2为595℃，并在10 mbar条件下向反应腔室内部通入800 sccm的氮气持续240 s，从而对载具中的硅片进行深度吹扫；
步骤（S.5）：将反应腔室内的氮气抽真空至10 mbar，通入流量为400 sccm的硅烷（SIH4），从而在硅片表面沉积多晶硅层，沉积时间14400 s，沉积结束后在氮气吹扫下取出装载有硅片的载具，得到沉积有多晶硅层的硅片。
实施例6
实施例6与实施例1的区别在于：制备TOPCon电池中多晶硅层的方法中的工艺参数不同，所述方法具体包括以下步骤：
步骤（S.1）：提供一个反应腔室；
控制反应腔室内部压力为1030 mbar，随后通入1000 sccm的氮气持续20S进行净化步骤，并提升反应腔室温度至第一腔室温度T1为600℃；
步骤（S.2）：将装载有硅片的载具，随5000 sccm氮气输送至反应腔室内部，氮气吹扫持续时间为500 s；
步骤（S.3）：停止氮气的通入，依次对反应腔室内部进行慢抽、升温、快抽以及检漏步骤；
慢抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至700 mbar；
升温步骤：在2000s时间内将反应腔室内部装载的硅片升温至与反应腔室内部温度一致；
快抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至10mbar；
检漏步骤：在60s时间内将反应腔室内部压力升高至1030mbar，随后在200s时间内将反应腔室内的压力快抽至10 mbar；
步骤（S.4）：降低反应腔室内的温度至第二腔室温度T2为595℃，并在10 mbar条件下向反应腔室内部通入2000 sccm的氮气持续150 s，从而对载具中的硅片进行深度吹扫；
步骤（S.5）：将反应腔室内的氮气抽真空至10 mbar，通入流量为500 sccm的硅烷（SIH4），从而在硅片表面沉积多晶硅层，沉积时间14400 s，沉积结束后在氮气吹扫下取出装载有硅片的载具，得到沉积有多晶硅层的硅片。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于：制备TOPCon电池中多晶硅层的方法中的工艺参数不同，取消了步骤（S.4）中的降温步骤，所述方法具体包括以下步骤：
步骤（S.1）：提供一个反应腔室；
控制反应腔室内部压力为1030 mbar，随后通入1000 sccm的氮气持续20S进行净化步骤，并提升反应腔室温度至第一腔室温度T1为610℃；
步骤（S.2）：将装载有硅片的载具，随5000 sccm氮气输送至反应腔室内部，氮气吹扫持续时间为500 s；
步骤（S.3）：停止氮气的通入，依次对反应腔室内部进行慢抽、升温、快抽以及检漏步骤；
慢抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至700 mbar；
升温步骤：在2000s时间内将反应腔室内部装载的硅片升温至与反应腔室内部温度一致；
快抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至10 mbar；
检漏步骤：在60s时间内将反应腔室内部压力升高至1030mbar，随后在200s时间内将反应腔室内的压力快抽至10 mbar；
步骤（S.4）：在10 mbar条件下向反应腔室内部通入1000 sccm的氮气持续180 s，从而对载具中的硅片进行深度吹扫；
步骤（S.5）：将反应腔室内的氮气抽真空至10 mbar，通入流量为440 sccm的硅烷（SIH4），从而在硅片表面沉积多晶硅层，沉积时间14400 s，沉积结束后在氮气吹扫下取出装载有硅片的载具，得到沉积有多晶硅层的硅片。
对比例2
对比例3与实施例1的区别在于：制备TOPCon电池中多晶硅层的方法中的工艺参数不同，步骤（S.4）中进行了升温步骤，所述方法具体包括以下步骤：
步骤（S.1）：提供一个反应腔室；
控制反应腔室内部压力为1030 mbar，随后通入1000 sccm的氮气持续20S进行净化步骤，并提升反应腔室温度至第一腔室温度T1为600℃；
步骤（S.2）：将装载有硅片的载具，随5000 sccm氮气输送至反应腔室内部，氮气吹扫持续时间为500 s；
步骤（S.3）：停止氮气的通入，依次对反应腔室内部进行慢抽、升温、快抽以及检漏步骤；
慢抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至700 mbar；
升温步骤：在2000s时间内将反应腔室内部装载的硅片升温至与反应腔室内部温度一致；
快抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至10 mbar；
检漏步骤：在60s时间内将反应腔室内部压力升高至1030mbar，随后在200s时间内将反应腔室内的压力快抽至10 mbar；
步骤（S.4）：升高反应腔室内的温度至第二腔室温度T2为610℃，并在10 mbar条件下向反应腔室内部通入1000 sccm的氮气持续180 s，从而对载具中的硅片进行深度吹扫；
步骤（S.5）：将反应腔室内的氮气抽真空至10 mbar，通入流量为440 sccm的硅烷（SIH4），从而在硅片表面沉积多晶硅层，沉积时间14400 s，沉积结束后在氮气吹扫下取出装载有硅片的载具，得到沉积有多晶硅层的硅片。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于：制备TOPCon电池中多晶硅层的方法中的工艺参数不同，取消了步骤（S.4）中的深度吹扫步骤，所述方法具体包括以下步骤：
步骤（S.1）：提供一个反应腔室；
控制反应腔室内部压力为1030 mbar，随后通入1000 sccm的氮气持续20S进行净化步骤，并提升反应腔室温度至第一腔室温度T1为610℃；
步骤（S.2）：将装载有硅片的载具，随5000 sccm氮气输送至反应腔室内部，氮气吹扫持续时间为500 s；
步骤（S.3）：停止氮气的通入，依次对反应腔室内部进行慢抽、升温、快抽以及检漏步骤；
慢抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至700 mbar；
升温步骤：在2000s时间内将反应腔室内部装载的硅片升温至与反应腔室内部温度一致；
快抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至10 mbar；
检漏步骤：在60s时间内将反应腔室内部压力升高至1030mbar，随后在200s时间内将反应腔室内的压力快抽至10 mbar；
步骤（S.4）：降低反应腔室内的温度至第二腔室温度T2为595℃；
步骤（S.5）：向反应腔室内通入流量为440 sccm的硅烷（SIH4），从而在硅片表面沉积多晶硅层，沉积时间14400 s，沉积结束后在氮气吹扫下取出装载有硅片的载具，得到沉积有多晶硅层的硅片。
对比例4
对比例4与实施例1的区别在于：制备TOPCon电池中多晶硅层的方法中的工艺参数不同，在步骤（S.3）结束后直接进行多晶硅层的沉积，所述方法具体包括以下步骤：
步骤（S.1）：提供一个反应腔室；
控制反应腔室内部压力为1030 mbar，随后通入1000 sccm的氮气持续20S进行净化步骤，并提升反应腔室温度至第一腔室温度T1为610℃；
步骤（S.2）：将装载有硅片的载具，随5000 sccm氮气输送至反应腔室内部，氮气吹扫持续时间为500 s；
步骤（S.3）：停止氮气的通入，依次对反应腔室内部进行慢抽、升温、快抽以及检漏步骤；
慢抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至700 mbar；
升温步骤：在2000s时间内将反应腔室内部装载的硅片升温至与反应腔室内部温度一致；
快抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至10 mbar；
检漏步骤：在60s时间内将反应腔室内部压力升高至1030mbar，随后在200s时间内将反应腔室内的压力快抽至10 mbar；
步骤（S.5）：向反应腔室内通入流量为440 sccm的硅烷（SIH4），从而在硅片表面沉积多晶硅层，沉积时间14400 s，沉积结束后在氮气吹扫下取出装载有硅片的载具，得到沉积有多晶硅层的硅片。
对比例5
对比例5与实施例1的区别在于：制备TOPCon电池中多晶硅层的方法中的工艺参数不同，降低了步骤（S.4）中氮气流量，同时提升氮气的吹扫时间，所述方法具体包括以下步骤：
步骤（S.1）：提供一个反应腔室；
控制反应腔室内部压力为1030 mbar，随后通入1000 sccm的氮气持续20S进行净化步骤，并提升反应腔室温度至第一腔室温度T1为600℃；
步骤（S.2）：将装载有硅片的载具，随5000 sccm氮气输送至反应腔室内部，氮气吹扫持续时间为500 s；
步骤（S.3）：停止氮气的通入，依次对反应腔室内部进行慢抽、升温、快抽以及检漏步骤；
慢抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至700 mbar；
升温步骤：在2000s时间内将反应腔室内部装载的硅片升温至与反应腔室内部温度一致；
快抽步骤：在100s时间内将反应腔室内部进行抽真空至10 mbar；
检漏步骤：在60s时间内将反应腔室内部压力升高至1030mbar，随后在200s时间内将反应腔室内的压力快抽至10 mbar；
步骤（S.4）：降低反应腔室内的温度至第二腔室温度T2为595℃，并在10 mbar条件下向反应腔室内部通入500 sccm的氮气持续250 s，从而对载具中的硅片进行深度吹扫；
步骤（S.5）：将反应腔室内的氮气抽真空至10 mbar，通入流量为440 sccm的硅烷（SIH4），从而在硅片表面沉积多晶硅层，沉积时间14400 s，沉积结束后在氮气吹扫下取出装载有硅片的载具，得到沉积有多晶硅层的硅片。
性能测试：
十字隐裂测试方法：将实施例1~6以及对比例1~5中制备得到的沉积有多晶硅层的硅片经过PL（光致发光）检测仪进行检测，计算十字隐裂率。
十字隐裂率=十字隐裂数量/一根炉管内每轮工艺生产硅片总数。
其中，图2为实施例4中含有十字隐裂的硅片在PL（光致发光）检测仪下的检测图，本发明实施例1~6以及对比例1~5的十字隐裂率测试结果如图3所示。
从上述测试结果以及检测示意图中可知，本发明通过同时调整在沉积过程中的不同步骤中的反应腔室温度，以及在反应腔室中沉积多晶硅步骤之前增加一个深度吹扫步骤，在上述两种技术方案的联用下，有效降低了TopCon电池中多晶硅层的十字隐裂发生率。

Claims (7)

1.一种降低TopCon电池中多晶硅层十字隐裂率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤（S.1）：提供一个反应腔室，对反应腔室内部通入氮气进行净化步骤，并提升反应腔室温度至第一腔室温度T1，所述第一腔室温度T1为590~610℃；
步骤（S.2）：将装载有硅片的载具，随氮气输送至反应腔室内部；
步骤（S.3）：停止氮气的通入，并对反应腔室内部进行抽真空至底压；
步骤（S.4）：降低反应腔室内的温度至第二腔室温度T2，所述第二腔室温度T2为585~600℃，且第一腔室温度T1与第二腔室温度T2的差值为5~15℃，并在底压条件下向反应腔室内部通入氮气，从而对载具中的硅片进行深度吹扫，深度吹扫过程中氮气流量为800~2000sccm，吹扫时间不少于150s；
步骤（S.5）：将反应腔室内的氮气抽真空，通入硅烷从而在硅片表面沉积多晶硅层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤（S.1）中氮气流量为500~1500sccm，所述反应腔室内压力大于1000 mbar。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤（S.2）中氮气流量为4000~6000sccm，所述反应腔室内压力大于1000 mbar。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤（S.3）包括慢抽步骤以及快抽步骤；其中，
所述慢抽步骤包括在100s内将反应腔室内压力抽真空至700 mbar；
所述快抽步骤包括在120s内将反应腔室内压力抽真空至10 mbar。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤（S.3）与步骤（S.4）之间还包含一个将反应腔室内压力升高至大于1000 mbar后快抽至反应腔室内压力至10 mbar的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤（S.5）中硅烷通入流量为400~500 sccm，沉积时间为3-5h。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，
所述步骤（S.5）中反应腔室内压力为200~250 mbar。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070218639A1 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 Fransiska Dwikusuma Formation of a smooth polysilicon layer
CN111893462A (zh) * 2020-08-05 2020-11-06 上海理想万里晖薄膜设备有限公司 用于cvd设备的方法及相应的cvd设备
CN112382702A (zh) * 2020-11-05 2021-02-19 横店集团东磁股份有限公司 一种改善晶硅双面电池白点的退火方法
CN113782639A (zh) * 2021-09-10 2021-12-10 平煤隆基新能源科技有限公司 一种降低晶硅太阳能电池el绕镀脏污的pecvd工艺
CN116613245A (zh) * 2023-06-09 2023-08-18 无锡松煜科技有限公司 一种提高TOPcon电池LPCVD直通率的方法
CN116682894A (zh) * 2023-07-28 2023-09-01 无锡松煜科技有限公司 提升TOPCon电池ALD钝化膜批间均匀性的方法及应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070218639A1 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 Fransiska Dwikusuma Formation of a smooth polysilicon layer
CN111893462A (zh) * 2020-08-05 2020-11-06 上海理想万里晖薄膜设备有限公司 用于cvd设备的方法及相应的cvd设备
CN112382702A (zh) * 2020-11-05 2021-02-19 横店集团东磁股份有限公司 一种改善晶硅双面电池白点的退火方法
CN113782639A (zh) * 2021-09-10 2021-12-10 平煤隆基新能源科技有限公司 一种降低晶硅太阳能电池el绕镀脏污的pecvd工艺
CN116613245A (zh) * 2023-06-09 2023-08-18 无锡松煜科技有限公司 一种提高TOPcon电池LPCVD直通率的方法
CN116682894A (zh) * 2023-07-28 2023-09-01 无锡松煜科技有限公司 提升TOPCon电池ALD钝化膜批间均匀性的方法及应用

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