NL2000248C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van kristallijn-silicium zonnecellen met een verbeterde oppervlaktepassivering. - Google Patents

Werkwijze voor het vervaardigen van kristallijn-silicium zonnecellen met een verbeterde oppervlaktepassivering. Download PDF

Info

Publication number
NL2000248C2
NL2000248C2 NL2000248A NL2000248A NL2000248C2 NL 2000248 C2 NL2000248 C2 NL 2000248C2 NL 2000248 A NL2000248 A NL 2000248A NL 2000248 A NL2000248 A NL 2000248A NL 2000248 C2 NL2000248 C2 NL 2000248C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
solution
layer
crystalline silicon
thin
silicon
Prior art date
Application number
NL2000248A
Other languages
English (en)
Inventor
Valentin Dan Mihailetchi
Yuji Komatsu
Lambert Johan Geerligs
Original Assignee
Ecn Energieonderzoek Ct Nederl
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to NL2000248A priority Critical patent/NL2000248C2/nl
Application filed by Ecn Energieonderzoek Ct Nederl filed Critical Ecn Energieonderzoek Ct Nederl
Priority to AU2007300831A priority patent/AU2007300831A1/en
Priority to DE602007011470T priority patent/DE602007011470D1/de
Priority to PCT/NL2007/050459 priority patent/WO2008039067A2/en
Priority to ES07834602T priority patent/ES2359531T3/es
Priority to KR1020097007845A priority patent/KR101389546B1/ko
Priority to MYPI20091206A priority patent/MY145709A/en
Priority to CN2007800354818A priority patent/CN101548395B/zh
Priority to EP07834602A priority patent/EP2070128B1/en
Priority to PT07834602T priority patent/PT2070128E/pt
Priority to MX2009003195A priority patent/MX2009003195A/es
Priority to JP2009530299A priority patent/JP2010504651A/ja
Priority to AT07834602T priority patent/ATE492908T1/de
Priority to US12/442,935 priority patent/US8709853B2/en
Priority to TW096135371A priority patent/TWI459577B/zh
Application granted granted Critical
Publication of NL2000248C2 publication Critical patent/NL2000248C2/nl

Links

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
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
    • 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
    • H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • 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
    • 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
    • H01L31/1864—Annealing
    • 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
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • 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

Description

Werkwijze voor het vervaardigen van kristallijn-silicium zonnecellen met een verbeterde oppervlaktepassivering.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op het vervaardigen van zonnecellen.
5 Meer specifiek heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van kristallijn-silicium zonnecellen omvattende een siliciumoxide-passiveringslaag en een antireflectiedeklaag.
Zonnecellen gemaakt van mono- of multi-kristallijn silicium worden normaliter voorzien van een antireflectiedeklaag (antireflection coating: ARC) aan een voorzijde 10 (d.w.z. de lichtinvallende zijde) om het invallende licht effectief naar de halfgeleiderlaag te leiden.
De prestatie van een zonnecel wordt in hoge mate beïnvloed door de mate van onderdrukking van recombinatie van de door licht gegenereerde dragers aan het oppervlak (“interface”) tussen de halfgeleiderlaag en de ARC-laag. Onderdrukking van 15 recombinatie van de door licht gegenereerde dragers wordt normaliter gerealiseerd met behulp van zogenaamde oppervlaktepassivering.
Voor een ARC-laag voor multikristallijn-silicium zonnecellen wordt vaak een siliciumnitridelaag gebruikt omdat van deze een goed antireflectie-effect en een voldoende oppervlaktepassiveringseffect kan worden verwacht. Het wordt om dezelfde 20 reden ook voor monokristallijn-silicium zonnecellen gebruikt. Als alternatief wordt ook wel een thermische oxidelaag gebruikt, in welk geval er meer effectieve oppervlaktepassivering kan worden verwacht dan bij siliciumnitride.
Normaliter vereist een thermische oxidelaag met voldoende oppervlaktepassivering een hoog temperatuursproces (ongeveer 1000°C), wat het 25 rendement van de zonnecellen zal verslechteren. Bovendien is de refractie-index van de thermische oxidelaag (1,45) te laag voor een goede ARC-werking voor silicium zonnecellen.
In kristallijn silicium zonnecellen wordt een ‘back surface field’ (BSF) gewoonlijk gevormd door het aanbrengen van een aluminiumpasta aan de achterzijde 30 en het legeren daarvan door een warmtebehandeling . De dikte van kristallijn silicium zonnecellen zal in de toekomst zeer zeker kleiner worden vanwege het tekort aan siliciumaanbod. Dit zal leiden tot een slechter rendement van de BSF-laag omdat dat het dunne substraat zal buigen en ook omdat de interne reflectie aan de achterzijde zal 2 verminderen. Tegenwoordig wordt om de BSF-laag te vervangen, een siliciumnitridelaag of een thermische siliciumoxidelaag gebruikt met een gedeeltelijk verwijderd gebied voor achterzijde-elektrodes. Zoals hierboven vermeld, kan een siliciumnitridelaag een goed passiveringseffect leveren en een thermisch oxidelaag kan 5 dit zelfs nog beter. Bovendien kunnen deze lagen de interne reflectie aan de achterzijde van de zonnecellen verbeteren in vergelijking met een aluminium BSF.
De vereisten voor een laag gedeponeerd op een halfgeleidersubstraat voor een kristallijn siliciumzonnecel zijn: • deze moet gecreëerd kunnen worden bij een relatief lage temperatuur 10 · een hoog passiveringseffect • antireflectie effect wanneer deze wordt gevormd aan de voorzijde • verbeteren van de interne reflectie indien deze wordt gevormd aan de achterzijde.
Voor een dergelijke laag moet de refractieve index lager zijn dan die van silicium 15 (3,3) en hoger dan die van een verpakkingshars of afdekglas (1,4-1,6). Een siliciumnitridelaag kan aan bijna alle van de bovengenoemde vereisten voldoen, maar zijn passiveringseffect is slechter dan dat van een thermisch oxidelaag. Een dun thermisch oxide kan tussen het silicium en het siliciumnitride worden gevoegd om aan de hierboven beschreven vereisten te voldoen, zonder vermindering van het optische 20 effect van antireflectie aan de voorzijde of verhoging van interne reflectie aan de achterzijde ondanks een lage refractie-index (1,45) van thermisch oxide. Een thermisch oxidelaag met voldoende oppervlaktepassivering vereist een hoog temperatuursproces (ongeveer 1000°C), wat het rendement van de zonnecellen zal verslechteren. Echter, het vormen van een voldoende dun (< 70 nm) thermisch oxide met een goede 25 oppervlaktepassivering en met een goede controle, is erg moeilijk. Een mogelijkheid is om een thermische oxidelaag op het siliciumsubstraat aan te brengen en dan de thermische oxidelaag door middel van etsen dunner te vervaardigen, maar in dat geval is het onmogelijk om een thermisch oxidelaag met een uniforme dikte te creëren. Hoewel thermische oxidatie bij lagere temperaturen (ongeveer 800°C) tot op zekere 30 hoogte een dunne oxidelaag kan vormen, is zijn oppervlaktepassiveringseffect normaliter laag en soms zelfs slechter dan dat van een siliciumnitridelaag.
Het is een doel van de onderhavige uitvinding om een werkwijze voor het vervaardigen van een kristallijn-silicium zonnecel te verschaffen met een 3 siliciumsubstraal en een tweelaagsstructuur voor oppervlaktepassivering, waarbij het rendement van de zonnecel wordt verbeterd.
Dit doel wordt bereikt door een werkwijze voor het vervaardigen van een kristallijn-silicium zonnecel omvattende: 5 - het voorzien van een kristallijn siliciumsubstraat met een voor- en een achterzijde; het vormen van een dunne siliciumoxidelaag op ten minste één van de voorzijde en de achterzijde door middel van het dompelen van het kristallijn-silicium substraat in een chemische oplossing; 10 - het vormen van een antireflectiedeklaag op de dunne siliciumoxidelaag aan ten minste één van de voorzijde en de achterzijde.
In de werkwijze volgens een uitvoeringsvorm wordt een antireflectiedeklaag en een dunne siliciumoxidelaag aan de voor- en/of de achterzijde van het substraat gemaakt. De dunne siliciumoxidelaag wordt gevormd door het kristallijn silicium 15 substraat in een chemische oplossing te dompelen. Het dompelproces kan goed worden bestuurd en wordt bij een relatieflage temperatuur (<150°C) uitgevoerd. Derhalve zal de vorming van deze laag niet de halfgeleidereigenschappen van het (reeds gedoteerde) substraat beïnvloeden. Verder is het passiveringseffect vergelijkbaar met of zelfs beter dan dat van een thermisch oxide. Ook kan door gebruikmaking van een chemische 20 oplossing voor oxidatie, een zeer dunne uniforme siliciumoxidelaag worden gevormd.
In een uitvoeringsvorm wordt de dunne siliciumoxidelaag gevormd met een dikte van 0,5-10 nm. Opgemerkt wordt dat op een onbeschermd siliciumoppervlak bij kamertemperatuur in de lucht een zogenaamde "native oxide" laag groeit. Deze zeer dunne laag (ca. 0.5nm dik) heeft geen goede passiverende eigenschappen. Daarom 25 wordt in een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding de “native oxide” laag verwijderd en wordt een nieuwe oxide laag gegroeid door onderdompeling in een chemische oplossing. De dunne siliciumoxidelaag zal zijn passiveringstaak uitvoeren maar is ook transparant voor het invallende licht aan de voorzijde van de zonnecel.
In een uitvoeringsvorm wordt de siliciumoxidelaag gevormd door een 30 behandeling van het kristallijn silicium substraat in de chemische oplossing bij een temperatuur onder 150°C. Deze lage temperatuur zal een verslechtering van de kwaliteit van de halfgeleidereigenschappen voorkomen.
4
De chemische oplossing kan salpeterzuur, waterstofperoxide, zwavelzuur, zoutzuur, ozon, azijnzuur, kokend water of ammoniumhydride of een combinatie van deze omvatten.
De dunne oxidelaag kan worden gevormd door middel van een elektrochemisch 5 verrijkte reactie. Dit heeft als voordeel dat de oxidatietijd en oplossingsconcentratie wordt verminderd.
In een uitvoeringsvorm omvat de antireflectiedeklaag waterstof. De antircflectiedeklaag kan bijvoorbeeld siliciumnitride met waterstof of amorf siliciumcarbide met waterstof omvatten.
10 In een verdere uitvoeringsvorm omvat de werkwijze na de vorming van de antireflectiedeklaag een annealing stap. De annealing temperatuur is bij voorkeur meer dan 50°C hoger dan de depositietemperatuur van de antireflectiedeklaag. Deze werkwijze maakt het mogelijk dat waterstof vanuit de antireflectielaag kan worden afgegeven en de dunne siliciumoxidelaag kan binnendringen om met de defect 15 toestanden die aanwezig zijn op het halfgeleideroppervlak of in de siliciumoxidelaag te reageren, waardoor dus het passiveringseffect van kristallijn silicium wordt verhoogd.
De antireflectiedeklaag heeft bij voorkeur een refractie-index tussen 1,8-3,0, omdat het lager moet zijn dan dat van silicium (3,3) en hoger dan dat van de verpakkingshars of van het afdekglas( 1,4-1,6).
20 Volgens een aspect heeft de uitvinding ook betrekking op een zonnecel gemaakt met een werkwijze zoals hierboven beschreven.
Verdere voordelen en kenmerken van de onderhavige uitvinding zullen duidelijk worden op basis van de beschrijving van een aantal uitvoeringsvormen, waarbij gerefereerd wordt naar de bijgevoegde figuren, waarin: 25 Fig. 1 een voorbeeld toont van een praktische vorming van een zonnecel volgens de stand van de techniek;
Fig. 2 een stroomschema toont van een fabricageproces volgens de stand van de techniek die hoort bij de zonnecel van Fig. 1;
Fig. 3 een voorbeeld toont van de praktische vorming van een uitvoeringsvorm 30 van de zonnecel;
Fig. 4 een stroomschema toont van een mogelijk fabricageproces volgens de stand van de techniek: 5
Fig. 5 een stroomschema toont van een fabricageproces volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.
Om de voordelen van de uitvinding te kunnen uitleggen worden hieronder enkele 5 voorbeelden beschreven van zonnecellen gemaakt met bekende werkwijzen en met werkwijzen volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding. Wafers geselecteerd voor deze praktische voorbeelden bestaan uit een n-type multikristallijn silicium(Si)substraat met een soortelijke weerstand van 0,3-1,5 Ohm/cm. De wafers werden uit een gegoten blok gezaagd, die in stukken van 12,5x12,5 cm2 was gesneden. De wafers zijn in vier 10 groepen verdeeld, waarbij elke groep 25 wafers heeft. Hieronder wordt naar de verschillende groepen verwezen als groep A, groep B, groep C en groep D.
Groep A is een referentiegroep van een conventioneel multikristallijn-silicium zonnecel waarvan de oppervlaktepassivering wordt voorzien door de siliciumnitride-antireflectiedeklaag. De structuur van de zonnecellen is getoond in Fig. 1 en de 15 fabricageprocesstappen worden getoond in Fig. 2. Een zonnecel 100 omvat een siliciumsubstraat 101 met een fosforgediffundeerde achterlaag 103 en een boorgediffundeerde voorlaag 102. Aan beide zijden van het substraat 101 is een siliciumnitridelaag gevormd; zie achterzijde siliciumnitridelaag 105 en voorzijde siliciumnitridelaag 104. Aan beide zijden worden elektrodes 106, 107 vervaardigd. De 20 specifieke procesomstandigheden bij iedere processtap worden getoond in Fig. 2. In een eerste stap 201 wordt een n-type siliciumsubstraat verschaft, door middel van bijvoorbeeld het snijden van een wafer uit een kolom. Dan wordt in een stap 202 een oppervlaktetexturering uitgevoerd met behulp van een chemische oplossing van NaOH. Vervolgens wordt in een stap 203 boor gediffundeerd in het substraat aan de voorzijde, 25 bij een temperatuur van 900-950°C. Dit kan worden gedaan met behulp van bijvoorbeeld een ‘back-to-back’ configuratie, waarbij twee substraten met hun achterzijden tegen elkaar worden gedrukt. Dan wordt in een stap 204 fosfor gediffundeerd op de achterzijde bij een temperatuur van 850-880°C in een ‘front-to-ffont’ configuratie, waarbij twee substraten met hun voorzijde tegen elkaar worden 30 geplaatst. Stap 204 wordt gevolgd door een stap 205, waarin het substraat in een waterstoffluoridezuuroplossing wordt gedompeld om het "native oxide" van het oppervlak te verwijderen vóór de antireflectielaagdepositie. Dan wordt siliciumnitride (SiN) gedeponeerd (in stap 206) op de voorzijde met behulp van een ‘plasma enhanced 6 chemical vapour deposition’ (PECVD) bij 300-500°C met gemengde gassen van S1H4/NH3/N2. In een volgende stap 207 wordt siliciumnitride ook aan de achterzijde gedeponeerd met behulp van PECVD bij 300-500°C met gemengde gassen van S1H4/NH3/N2. Tot slot wordt in een stap 208 een zeefdruk uitgevoerd met behulp van 5 gemengd zilver en aluminiumpasta voor de voorzijde en een zilverpasta voor de achterzijde, zoals bekend zal zijn bij de vakman. Na de zeefdruk wordt een simultaan vuren (thermische annealing) van de voor- en achterpasta’s bij temperaturen tussen 750-950T gebruikt.
Fig. 3 toont een voorbeeld van een zonnecel 300 volgens de stand der techniek.
10 De zonnecel 300 is uit een referentiegroep, die groep B wordt genoemd, geselecteerd. De zonnecel 300 omvat een siliciumsubstraat 301 met een fosfor gediffundeerde achterlaag 303 en een boor gediffundeerde voorlaag 302. Aan beide zijden van het substraat 301 is een siliciumnitridelaag gevormd; zie achterzijde siliciumnitridelaag 305 en voorzijdesiliciumnitridelaag 304. Aan beide zijden zijn elektrodes 306, 307 15 gemaakt. In vergelijking met de zonnecel 100 van Fig. 1 zijn tussen het substraat 301 en de siliciumnitridelagen 304, 305 in situ thermische oxidelagen 308, 309 gevormd.
Fig. 4 toont een stroomschema van een fabricageproces van groep B. De specifieke procesomstandigheden tijdens iedere stap zijn als volgt, stap 401: hetzelfde als stap 201.
20 stap 402: hetzelfde als stap 202.
stap 403: hetzelfde als stap 203.
stap 404: hetzelfde als stap 204.
In stap 405 wordt een 20 nm siliciumoxidelaag gegroeid met behulp van een thermisch oxidatieproces door middel van het verwarmen van het substraat in een 25 buisoven bij een temperatuur tussen 850-900°C. stap 406: hetzelfde als stap 206. stap 407: hetzelfde als stap 207.
stap 408: hetzelfde als stap 208.
Groep C is een typisch voorbeeld van de uitvinding. Het fabricageproces is 30 hetzelfde als dat voor groep B behalve dat de siliciumoxidelagen 308, 309 zoals getoond in Fig. 3, worden gegroeid door het dompelen van de wafers in een chemische oplossing van 68% salpeterzuur bij kamertemperatuur voor een duur van 15 minuten. De dikte van het gegroeide siliciumoxide is 1,4 nm. Fig. 5 is een stroomschema dat een 7 voorbeeld toont van een fabricageproces volgens deze uitvoeringsvorm. De specifieke procesomstandigheden tijdens iedere stap zijn als volgt: stap 501: hetzelfde als stap 201.
stap 502: hetzelfde als stap 202.
5 stap 503: hetzelfde als stap 203.
stap 504: hetzelfde als stap 204.
stap 505: hetzelfde als stap 205.
In stap 506 wordt een siliciumoxidelaag met een dikte van 1,4 nm gegroeid door middel van het dompelen van de wafers in een chemische oplossing van 68% 10 salpeterzuur bij kamertemperatuur voor een duur van 15 minuten, stap 507: hetzelfde als stap 206.
stap 508: hetzelfde als stap 207.
stap 509: hetzelfde als stap 208.
In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is het fabricageproces hetzelfde 15 als voor groep B getoond in Fig. 3, behalve dat de siliciumoxidelaag 308, 309 gegroeid wordt door het dompelen van de wafers in een chemische oplossing van 68% salpeterzuur bij een temperatuur van 120^ voor een duur van 15 minuten. De resulterende zonnecellen uit deze uitvoeringsvorm worden gerefereerd als groep D.
De zonneceleigenschappen worden gekenmerkt met behulp van de voorwaarden 20 volgens 1EC 60904 zoals die bekend is bij de vakman. De gemiddelde waarden voor de zonnecelparameters worden getoond in de onderstaande tabel voor ieder van de hierboven genoemde groepen, waarbij Jsc de kortsluitstroom is, Voc de open klemspanning en FF de Fill Factor.
r Passiveringwerkwijze Jsc Voc FF Rendement r0eP voor het Si-oppervlak [mA/cm2]__[mV] i%] r%i A SiN 32.4 577 69.7 13.0 B Thermisch oxide/SiN 31.5 599 74.5 14.1 r Chemische oxidegroei bij .. „ C kamertemperatuur/SiN 3U 620 756 148 D CheTiT-SKTbij 31.7 624 75.7 14.9
bij 120 C/SiN
25 8
Indien groep A wordt vergeleken met groepen C en D, dan is te zien dat de open klemspanning Voc en het vermogensconversie-rendement zijn verbeterd. Door de dunne siliciumoxidetussenlaag tussen siliciumnitride antireflectielaag en het halfgeleideroppervlak van groepen C en D, wordt de oppervlaktepassivering van de 5 halfgeleider sterk verbeterd, waardoor de waarschijnlijkheid dat er recombinatie van lichtgegenereerde ladingen optreedt, wordt verminderd.
Indien groep B met groepen C en D wordt vergeleken, dan is te zien dat Voc en het vermogensrendement verder worden verbeterd als gevolg van een betere passivering van het dunne chemische oxide in vergelijking met het thermische oxide.
10 Door de bovenbeschreven uitvinding wordt het vermogensrendement met 0,8-1,9 punten verbeterd in vergelijking met conventionele zonnecellen van n-type multikristallijne substraten.
Het zal duidelijk zijn dat bij de vakman die de bovenstaande beschrijving leest dadelijk varianten opkomen. Dergelijke varianten worden geacht binnen het bereik van 15 de uitvinding zoals beschreven in de bijgevoegde conclusies, te liggen.

Claims (11)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een kristallijn-silicium zonnecel, omvattend: 5. het verschaffen van een kristallijn-silicium substraat met een voor- en een achterzijde; - het vormen van een dunne siliciumoxidelaag op ten minste één van de voorzijde en de achterzijde door het dompelen van het kristallijn-silicium substraat in een chemische oplossing; 10. het vormen van een antireflectiedeklaag op de dunne siliciumoxidelaag op ten minste één van de voorzijde en de achterzijde.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de dunne siliciumoxidelaag wordt gevormd met een dikte van 0,5-10 nm. 15
3. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de dunne siliciumoxidelaag wordt gevormd door een behandeling van het kristallijn-silicium substraat in een chemische oplossing bij een temperatuur onder 150°C. 20
4. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de chemische oplossing ten minste een oplossing omvat geselecteerd uit de groep bestaande uit: A. een oplossing met salpeterzuur,
25 B. een oplossing met waterstofperoxide, C. een oplossing met zwavelzuur, D. een oplossing met zoutzuur, E. een oplossing met ozon, F. een oplossing met azijnzuur,
30 G. een oplossing met kokend water, H. een oplossing met ammoniumhydride.
5. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de dunne oxidelaag wordt gevormd door een elektrochemisch verrijkte reactie.
6. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de 5 antireflectiedeklaag waterstof bevat.
7. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de antireflectiedeklaag siliciumnitride met waterstof of amorf siliciumcarbide met waterstof, bevat.
8. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij na de vorming van de antireflectiedeklaag de werkwijze annealing omvat.
9. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij een annealing 15 temperatuur die meer dan 50°C hoger is dan de depositietemperatuur van de antireflectiedeklaag.
10. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de antireflectie-deklaag een refractie-index heeft tussen 1,8-3,0. 20
11. Zonnecel gemaakt met een werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies.
NL2000248A 2006-09-25 2006-09-25 Werkwijze voor het vervaardigen van kristallijn-silicium zonnecellen met een verbeterde oppervlaktepassivering. NL2000248C2 (nl)

Priority Applications (15)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2000248A NL2000248C2 (nl) 2006-09-25 2006-09-25 Werkwijze voor het vervaardigen van kristallijn-silicium zonnecellen met een verbeterde oppervlaktepassivering.
EP07834602A EP2070128B1 (en) 2006-09-25 2007-09-20 Method of manufacturing crystalline silicon solar cells with improved surface passivation
PCT/NL2007/050459 WO2008039067A2 (en) 2006-09-25 2007-09-20 Method of manufacturing crystalline silicon solar cells with improved surface passivation
ES07834602T ES2359531T3 (es) 2006-09-25 2007-09-20 Método de fabricación de células solares de silicio cristalino con pasivación superficial mejorada.
KR1020097007845A KR101389546B1 (ko) 2006-09-25 2007-09-20 표면 패시베이션이 향상된 결정성 실리콘 태양 전지의 제조 방법
MYPI20091206A MY145709A (en) 2006-09-25 2007-09-20 Method of manufacturing crystalline silicon solar cells with improved surface passivation
AU2007300831A AU2007300831A1 (en) 2006-09-25 2007-09-20 Method of manufacturing crystalline silicon solar cells with improved surface passivation
DE602007011470T DE602007011470D1 (de) 2006-09-25 2007-09-20 Verfahren zur herstellung kristalliner silizium-so
PT07834602T PT2070128E (pt) 2006-09-25 2007-09-20 Método para a fabricação de células solares de silício cristalino com passivação da superfície melhorada
MX2009003195A MX2009003195A (es) 2006-09-25 2007-09-20 Método para la fabricación de celdas solares de silicio cristalino con pasivación de superficie mejorada.
JP2009530299A JP2010504651A (ja) 2006-09-25 2007-09-20 改善された表面パッシベーションを有する結晶性シリコン太陽電池の製造方法
AT07834602T ATE492908T1 (de) 2006-09-25 2007-09-20 Verfahren zur herstellung kristalliner silizium- solarzellen mit erhöhter oberflächenpassivierung
US12/442,935 US8709853B2 (en) 2006-09-25 2007-09-20 Method of manufacturing crystalline silicon solar cells with improved surface passivation
CN2007800354818A CN101548395B (zh) 2006-09-25 2007-09-20 具有改进的表面钝化的晶体硅太阳能电池的制造方法
TW096135371A TWI459577B (zh) 2006-09-25 2007-09-21 具改良表面保護膜之結晶矽太陽電池的製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2000248A NL2000248C2 (nl) 2006-09-25 2006-09-25 Werkwijze voor het vervaardigen van kristallijn-silicium zonnecellen met een verbeterde oppervlaktepassivering.
NL2000248 2006-09-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2000248C2 true NL2000248C2 (nl) 2008-03-26

Family

ID=38006862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2000248A NL2000248C2 (nl) 2006-09-25 2006-09-25 Werkwijze voor het vervaardigen van kristallijn-silicium zonnecellen met een verbeterde oppervlaktepassivering.

Country Status (15)

Country Link
US (1) US8709853B2 (nl)
EP (1) EP2070128B1 (nl)
JP (1) JP2010504651A (nl)
KR (1) KR101389546B1 (nl)
CN (1) CN101548395B (nl)
AT (1) ATE492908T1 (nl)
AU (1) AU2007300831A1 (nl)
DE (1) DE602007011470D1 (nl)
ES (1) ES2359531T3 (nl)
MX (1) MX2009003195A (nl)
MY (1) MY145709A (nl)
NL (1) NL2000248C2 (nl)
PT (1) PT2070128E (nl)
TW (1) TWI459577B (nl)
WO (1) WO2008039067A2 (nl)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2000248C2 (nl) * 2006-09-25 2008-03-26 Ecn Energieonderzoek Ct Nederl Werkwijze voor het vervaardigen van kristallijn-silicium zonnecellen met een verbeterde oppervlaktepassivering.
US7741225B2 (en) 2007-05-07 2010-06-22 Georgia Tech Research Corporation Method for cleaning a solar cell surface opening made with a solar etch paste
DE102008028578A1 (de) * 2008-06-16 2010-03-04 Institut Für Solarenergieforschung Gmbh Siliziumsolarzelle mit passivierter p-Typ-Oberfläche und Verfahren zur Herstellung derselben
KR100984701B1 (ko) * 2008-08-01 2010-10-01 엘지전자 주식회사 태양 전지의 제조 방법
US8298850B2 (en) 2009-05-01 2012-10-30 Silicor Materials Inc. Bifacial solar cells with overlaid back grid surface
KR102017558B1 (ko) * 2009-09-18 2019-09-03 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 태양전지, 그 제조방법 및 태양전지 모듈
KR101115195B1 (ko) * 2009-10-30 2012-02-22 고려대학교 산학협력단 실리콘 이종접합 태양전지 및 이를 제조하는 방법
US20110151671A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Rohm And Haas Electronic Materials Llc method of texturing semiconductor substrates
FR2955702B1 (fr) * 2010-01-27 2012-01-27 Commissariat Energie Atomique Cellule photovoltaique comprenant un film mince de passivation en oxyde cristallin de silicium et procede de realisation
CN102222718A (zh) * 2010-04-19 2011-10-19 浙江索日光电科技有限公司 太阳能电池片镀膜工艺
CN102237433A (zh) * 2010-04-20 2011-11-09 常州天合光能有限公司 晶体硅太阳能电池的液体氧化钝化方法
KR101381305B1 (ko) * 2010-04-23 2014-04-07 솔렉셀, 인크. 고효율 태양 전지 극 저 표면 재결합 속도를 달성하기 위한 패시베이션 방법 및 장치
US8334161B2 (en) * 2010-07-02 2012-12-18 Sunpower Corporation Method of fabricating a solar cell with a tunnel dielectric layer
JP2012049156A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Osaka Univ 太陽電池およびその製造方法
KR101699300B1 (ko) * 2010-09-27 2017-01-24 엘지전자 주식회사 태양전지 및 이의 제조 방법
CN102110742A (zh) * 2010-11-30 2011-06-29 奥特斯维能源（太仓）有限公司 一种晶体硅p型表面的钝化方法
DE102011010306A1 (de) 2011-02-03 2012-08-09 Rena Gmbh Verfahren zur Herstellung einer kristallinen Siliziumsolarzelle unter Vermeidung unerwünschter Metallabscheidungen
TWI482294B (zh) * 2011-03-22 2015-04-21 Nat Univ Tsing Hua 製作背面具有介電質層以及分散式接觸電極之矽太陽能電池之方法及該元件
CN102364698A (zh) * 2011-06-30 2012-02-29 常州天合光能有限公司 扩散氧化层二次利用的太阳能电池制备方法
CN102364691A (zh) * 2011-10-19 2012-02-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 具有上/下转换发光结构的晶体硅太阳能电池及制备方法
CN102427097B (zh) * 2011-11-23 2014-05-07 中国科学院物理研究所 一种硅的氧化钝化方法及钝化装置
DE102012101456A1 (de) 2012-02-23 2013-08-29 Schott Solar Ag Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle
KR101879781B1 (ko) * 2012-05-11 2018-08-16 엘지전자 주식회사 태양 전지, 불순물층의 형성 방법 및 태양 전지의 제조 방법
US20130298984A1 (en) * 2012-05-11 2013-11-14 Nazir Pyarali KHERANI Passivation of silicon surfaces using intermediate ultra-thin silicon oxide layer and outer passivating dielectric layer
EP2701204B1 (en) 2012-08-24 2021-02-24 Industrial Technology Research Institute Solar cell module
CN102916078A (zh) * 2012-09-27 2013-02-06 东方电气集团(宜兴)迈吉太阳能科技有限公司 一种选择性发射极电池片二氧化硅膜的制备方法
CN102916080A (zh) * 2012-10-22 2013-02-06 江苏荣马新能源有限公司 一种晶体硅太阳能电池双层减反射膜的制备方法
CN102931284A (zh) * 2012-11-14 2013-02-13 东方电气集团(宜兴)迈吉太阳能科技有限公司 一种晶体硅太阳能电池SiOx-SiNx叠层膜的制备方法
CN103855243B (zh) * 2012-12-04 2016-04-20 东方日升新能源股份有限公司 太阳能电池片的制造工艺
US9559222B2 (en) 2013-08-14 2017-01-31 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Method and tool to reverse the charges in anti-reflection films used for solar cell applications
JP6176783B2 (ja) * 2013-09-13 2017-08-09 国立研究開発法人産業技術総合研究所 結晶系シリコン太陽電池及びその製造方法
WO2015081927A1 (de) * 2013-12-06 2015-06-11 Helmholtz-Zentrum Für Materialien Und Energie Gmbh Passivierungsschicht mit punktkontakten für dünnschichtsolarzellen und verfahren zu ihrer herstellung
CN103681889B (zh) * 2013-12-26 2017-02-08 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种引入驻极体结构的高效太阳能电池及制备方法
NL2012212C2 (en) * 2014-02-06 2015-08-10 Stichting Energie Surface boron doped layer of crystalline silicon solar cell with improved surface passivation.
JP2016012590A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 国立大学法人東京農工大学 半導体材料のパッシベーション方法
CN105070792B (zh) * 2015-08-31 2018-06-05 南京航空航天大学 一种基于溶液法的多晶太阳电池的制备方法
CN106449884B (zh) * 2016-11-09 2019-09-06 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 太阳能电池氧化硅层的制备方法及太阳能电池
JP6356855B2 (ja) * 2017-03-16 2018-07-11 信越化学工業株式会社 太陽電池の製造方法
FR3071358B1 (fr) * 2017-09-15 2019-09-13 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de fabrication d'une cellule photovoltaique a homojonction
CN108091727A (zh) * 2017-12-20 2018-05-29 中国石油大学(北京) 太阳能电池的制备方法和太阳能电池
CN110518075B (zh) * 2018-05-22 2021-04-30 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种黑硅钝化膜、其制备方法及应用
CN109216473B (zh) 2018-07-20 2019-10-11 常州大学 一种晶硅太阳电池的表界面钝化层及其钝化方法
TWI701845B (zh) * 2019-05-21 2020-08-11 長生太陽能股份有限公司 太陽能電池結構以及太陽能電池氧化層的製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4994879A (en) * 1988-11-25 1991-02-19 Agency Of Industrial Science & Technology Photoelectric transducer with light path of increased length
EP0729189A1 (en) * 1995-02-21 1996-08-28 Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw Method of preparing solar cells and products obtained thereof
EP0875945A2 (en) * 1997-04-28 1998-11-04 SHARP Corporation Solar cell and fabrication method thereof
WO2004047184A2 (en) * 2001-07-25 2004-06-03 Motorola, Inc. Semiconductor structure suitable for forming a solar cell

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4927770A (en) * 1988-11-14 1990-05-22 Electric Power Research Inst. Corp. Of District Of Columbia Method of fabricating back surface point contact solar cells
US5288338A (en) * 1990-05-23 1994-02-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Solar cell and method of producing the solar cell
JPH04226084A (ja) 1990-05-23 1992-08-14 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池およびその製造方法
JPH0918037A (ja) * 1995-06-29 1997-01-17 Kyocera Corp 太陽電池素子の製造方法
JP3015822B2 (ja) * 1998-03-06 2000-03-06 工業技術院長 固体選択成長用マスク及びその製造方法
JPH11312665A (ja) 1998-04-27 1999-11-09 Kyocera Corp 半導体基板の粗面化法
JP3204216B2 (ja) * 1998-06-24 2001-09-04 日本電気株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
US6080683A (en) * 1999-03-22 2000-06-27 Special Materials Research And Technology, Inc. Room temperature wet chemical growth process of SiO based oxides on silicon
US6593077B2 (en) * 1999-03-22 2003-07-15 Special Materials Research And Technology, Inc. Method of making thin films dielectrics using a process for room temperature wet chemical growth of SiO based oxides on a substrate
JP4064592B2 (ja) * 2000-02-14 2008-03-19 シャープ株式会社 光電変換装置
JP2005347628A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Sharp Corp 電極形成方法、電極及び太陽電池
WO2005117138A1 (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Sharp Kabushiki Kaisha 太陽電池用半導体基板とその製造方法および太陽電池
US7462304B2 (en) * 2005-04-14 2008-12-09 E.I. Du Pont De Nemours And Company Conductive compositions used in the manufacture of semiconductor device
US7556748B2 (en) * 2005-04-14 2009-07-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method of manufacture of semiconductor device and conductive compositions used therein
US7435361B2 (en) * 2005-04-14 2008-10-14 E.I. Du Pont De Nemours And Company Conductive compositions and processes for use in the manufacture of semiconductor devices
NL1030200C2 (nl) * 2005-10-14 2007-04-17 Stichting Energie Werkwijze voor het vervaardigen van n-type multikristallijn silicium zonnecellen.
US20070169808A1 (en) * 2006-01-26 2007-07-26 Kherani Nazir P Solar cell
NL2000248C2 (nl) * 2006-09-25 2008-03-26 Ecn Energieonderzoek Ct Nederl Werkwijze voor het vervaardigen van kristallijn-silicium zonnecellen met een verbeterde oppervlaktepassivering.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4994879A (en) * 1988-11-25 1991-02-19 Agency Of Industrial Science & Technology Photoelectric transducer with light path of increased length
EP0729189A1 (en) * 1995-02-21 1996-08-28 Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw Method of preparing solar cells and products obtained thereof
EP0875945A2 (en) * 1997-04-28 1998-11-04 SHARP Corporation Solar cell and fabrication method thereof
WO2004047184A2 (en) * 2001-07-25 2004-06-03 Motorola, Inc. Semiconductor structure suitable for forming a solar cell

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PONCE ALCANTARA S ET AL: "Surface passivation layers for multicrystalline silicon solar cells", ELECTRON DEVICES, 2005 SPANISH CONFERENCE ON TARRAGONA, SPAIN 2-4 FEB. 2005, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, 2 February 2005 (2005-02-02), pages 295 - 298, XP010833227, ISBN: 0-7803-8810-0 *

Also Published As

Publication number Publication date
TWI459577B (zh) 2014-11-01
US8709853B2 (en) 2014-04-29
EP2070128A2 (en) 2009-06-17
AU2007300831A1 (en) 2008-04-03
ES2359531T3 (es) 2011-05-24
MX2009003195A (es) 2009-08-13
JP2010504651A (ja) 2010-02-12
CN101548395B (zh) 2011-04-06
PT2070128E (pt) 2011-04-01
TW200818535A (en) 2008-04-16
WO2008039067A3 (en) 2008-06-19
WO2008039067A2 (en) 2008-04-03
CN101548395A (zh) 2009-09-30
DE602007011470D1 (de) 2011-02-03
US20100154883A1 (en) 2010-06-24
KR101389546B1 (ko) 2014-04-28
ATE492908T1 (de) 2011-01-15
MY145709A (en) 2012-03-30
EP2070128B1 (en) 2010-12-22
KR20090088860A (ko) 2009-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL2000248C2 (nl) Werkwijze voor het vervaardigen van kristallijn-silicium zonnecellen met een verbeterde oppervlaktepassivering.
JP5440433B2 (ja) 太陽電池の製造方法及び製膜装置
TWI398004B (zh) 太陽能電池及其製備方法
EP2320481A2 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
US20080283120A1 (en) Method of Manufacturing N-Type Multicrystalline Silicon Solar Cells
WO2015182503A1 (ja) 太陽電池素子およびその製造方法並びに太陽電池モジュール
WO2017208729A1 (ja) 光起電力素子およびその製造方法
WO2009157053A1 (ja) 光起電力装置およびその製造方法
KR101122054B1 (ko) 태양전지의 후면전극 형성방법
WO2019138613A1 (ja) 太陽電池の製造方法
US9362425B2 (en) Solar cell device and method for manufacturing the same
CN116779721A (zh) 太阳能电池光接收表面的uv固化
JP6647425B2 (ja) 太陽電池の製造方法
JP5494511B2 (ja) 太陽電池の製造方法
TWI753179B (zh) 高效率內面電極型太陽電池及其製造方法
JP5316491B2 (ja) 太陽電池の製造方法
JP2003303980A (ja) 太陽電池及びその製造方法
CN115954414A (zh) 一种光伏电池及其制备方法、光伏组件
WO2009131115A1 (ja) 太陽電池の製造方法，太陽電池の製造装置，及び太陽電池
TW201725741A (zh) 一種具有三氧化二鋁鈍化層之矽晶太陽能電池製造方法以及所形成之該電池

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20130401