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钝化接触结构的气相沉积方法,太阳能电池和太阳能组件与流程

2022-11-30 11:20:56 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及晶体生长技术领域,特别是涉及钝化接触结构的气相沉积方法,太阳能电池和太阳能组件。


背景技术:

2.钝化接触结构包括:层叠设置的隧穿氧化层和掺杂层,钝化接触结构能够带来优异的硅界面钝化性能,因此,在太阳能电池中具有广泛的应用。例如,钝化接触结构应用在topcon(tunnel oxide passivated contact,隧穿氧化层钝化接触)太阳能电池中。
3.钝化接触结构中的超薄遂穿氧化层在硅界面钝化中起到至关重要的作用。然而,现有的制备隧穿氧化层的方式存在成本高、安全风险高,得到的遂穿氧化层钝化性能波动大的问题。


技术实现要素:

4.本发明提供一种钝化接触结构的气相沉积方法,太阳能电池和太阳能组件,旨在解决制备隧穿氧化硅层成本高、安全风险高,得到的遂穿氧化层钝化性能波动大的问题。
5.本发明的第一方面,提供一种钝化接触结构的气相沉积方法,所述钝化接触结构包括:隧穿氧化层;所述方法包括:
6.将气相沉积炉管中的空气排出后,保持第一温度,向所述气相沉积炉管内通入包括氧气的气体,使得所述包括氧气的气体的体积,小于或等于所述气相沉积炉管的容积的90%,停止向所述气相沉积炉管内通入所述包括氧气的气体;保持所述第一温度的时长大于或等于通入包括氧气的气体时长;
7.将温度降低至第二温度,得到所述隧穿氧化层;所述隧穿氧化层在所述保持第一温度的时长内的生长速率,大于所述将温度降低至第二温度的时长内的生长速率。
8.本发明实施例中,生长隧穿氧化层过程中,保持第一温度的时长大于或等于通入包括氧气气体的时长,且通入的包括氧气的气体的体积小于或等于气相沉积炉管的容积的90%之后,就停止向气相沉积炉管内通入包括氧气的气体,则,通入的包括氧气的气体量较少,且通入的包括氧气的气体中的氧气能够满足沉积隧穿氧化层所需的氧气的量,同时,通入的包括氧气的气体并没有充满气相沉积炉管,在隧穿氧化层生长完成之前,包括氧气的气体基本不会从气相沉积炉管中排出,包括氧气的气体基本没有浪费,则氧气基本没有浪费,可以降低生产成本,而且通入的包括氧气的气体的量较少,则通入的氧气也少,隧穿氧化层生长完成之后,进入尾气处理装置中的包括氧气的气体的量较少,则,进入尾气处理装置中的氧气的量也较少,减少了后续尾气处理过程中氧气和其余气体发生爆炸的可能性,降低了安全风险。而且,保持第一温度的时长内隧穿氧化层的生长速率,大于将温度降低至第二温度的时长内的生长速率,同时,保持第一温度的时长大于或等于通入包括氧气的气体时长,则,在降温之前,隧穿氧化层的厚度已经生长到合适的厚度,然后在较低的温度下,生长速率慢,能够提升隧穿氧化层的致密性和均匀性,使得遂穿氧化层钝化性能波动小,就
是说本发明在较高的温度下,保障隧穿氧化层的生长速度,节省了工艺时间,生产效率较高,在隧穿氧化层的厚度生长到合适的厚度后,降低温度,提升隧穿氧化层的致密性和均匀性。综上所述,本发明能够降低生产成本,降低安全风险,节省工艺时间,提升生产效率,同时,提升了隧穿氧化层的致密性和均匀性,使得遂穿氧化层钝化性能波动小。
9.可选的,所述将气相沉积炉管中的空气排出后,保持第一温度,向所述气相沉积炉管内通入包括氧气的气体,使得所述包括氧气的气体的体积,小于或等于所述气相沉积炉管的容积的90%,停止向所述气相沉积炉管内通入所述包括氧气的气体,包括:
10.将所述气相沉积炉管中的空气排出后,保持所述第一温度,向所述气相沉积炉管内通入包括氧气的气体,使得所述包括氧气的气体的体积,占据所述气相沉积炉管的容积的80%-90%,停止向所述气相沉积炉管内通入所述包括氧气的气体,保持所述第一温度,恒温静置预设时长。
11.可选的,所述包括氧气的气体为:氧气,或,氧气和填充气体的混合气体。
12.可选的,所述填充气体为:氮气、惰性气体中的至少一种。
13.可选的,所述包括氧气的气体为氧气和填充气体的混合气体;所述氧气和所述填充气体的流速比为:(1:2)-(2:1)。
14.可选的,通入包括氧气的气体持续时长为:4至10分钟;
15.所述预设时长小于或等于,将温度降低至第二温度的时长。
16.可选的,所述预设时长为:2至8分钟;
17.将温度降低至第二温度的时长为:2至8分钟。
18.可选的,所述第一温度减去所述第二温度的差值为10至40℃。
19.可选的,所述第一温度为580至600℃;所述第二温度为560至570℃。
20.可选的,所述气相沉积为化学气相沉积。
21.可选的,所述将温度降低至第二温度,得到所述隧穿氧化层之后,所述方法还包括:
22.在所述气相沉积炉管内,在所述第二温度的基础上,在所述隧穿氧化层之上原位掺杂制备所述掺杂层;所述第一温度大于所述原位掺杂的温度,所述第二温度大于或等于所述原位掺杂的温度。
23.可选的,所述将温度降低至第二温度,得到所述隧穿氧化层之后,所述方法还包括:
24.在所述气相沉积炉管内,在所述第二温度的基础上,在所述隧穿氧化层之上制备所述掺杂层对应的本征非晶硅层;所述第二温度小于所述本征非晶硅层的生长温度。
25.本发明的第二方面,提供一种太阳能电池,所述太阳能电池包括任一前述的钝化接触结构的气相沉积方法制备得到的钝化接触结构。
26.本发明的第三方面,提供一种太阳能组件,包括由若干个前述的太阳能电池串联形成的电池串。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1示出了本发明实施例中的一种钝化接触结构的气相沉积方法的步骤流程图;
29.图2示出了本发明实施例中的一种太阳能电池中隧穿氧化层的厚度测量位置示意图。
30.附图标记说明:
31.11-太阳能电池中隧穿氧化层的中心,12-太阳能电池中隧穿氧化层的边缘1,13-太阳能电池中隧穿氧化层的边缘2,14-太阳能电池中隧穿氧化层的边缘3,15-太阳能电池中隧穿氧化层的边缘4。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图,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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
33.钝化接触结构包括:层叠设置的隧穿氧化层和掺杂层,钝化接触结构能够带来优异的硅界面钝化性能,钝化接触结构中的超薄遂穿氧化层在硅界面钝化中起到至关重要的作用。
34.图1示出了本发明实施例中的一种钝化接触结构的气相沉积方法的步骤流程图。参照图1所示,该钝化接触结构的气相沉积方法包括如下步骤:
35.步骤101,将气相沉积炉管中的空气排出后,保持第一温度,向所述气相沉积炉管内通入包括氧气的气体,使得所述包括氧气的气体的体积,小于或等于所述气相沉积炉管的容积的90%,停止向所述气相沉积炉管内通入所述包括氧气的气体;保持所述第一温度的时长大于或等于通入包括氧气的气体时长。
36.将气相沉积炉管中的空气排出的目的在于:避免气相沉积炉管中的空气对钝化接触结构的制备产生不良影响。将气相沉积炉管中的空气排出具体排出了气相沉积炉管中的多少空气不作具体限定。例如,可以是:将气相沉积炉管中的空气完全排空。
37.步骤102,将温度降低至第二温度,得到所述隧穿氧化层;所述隧穿氧化层在所述保持第一温度的时长内的生长速率,大于所述将温度降低至第二温度的时长内的生长速率。
38.具体的,发明人发现,现有的制备隧穿氧化层的方式存在成本高、安全风险高,得到的遂穿氧化层钝化性能波动大的主要原因在于:现有技术中,在制备隧穿氧化层的整个工艺流程中,持续不断的通入纯氧,气相沉积炉管的容积一定,且沉积隧穿氧化层所需的氧气的量也较小,持续不断的通入的纯氧大于气相沉积炉管的容积,大部分会从气相沉积炉管中排出,纯氧浪费较大,导致生产成本较高。同时,从气相沉积炉管中排出的大量纯氧会进入尾气处理装置中,在后续的钝化接触结构的掺杂层的生长过程中,也会有甲烷等气体进入尾气处理装置中,使得爆炸等安全风险高。且现有技术中均是在较高的温度下生长隧穿氧化层,在较高温度下,以及持续不断的通入纯氧会使得隧穿氧化层的生长速率较快,但是致密性和均匀性较差,导致得到的遂穿氧化层钝化性能波动大。
39.针对上述问题,发明人在本发明实施例中,生长隧穿氧化层过程中,保持第一温度的时长大于或等于通入包括氧气气体的时长,且通入的包括氧气的气体的体积小于或等于气相沉积炉管的容积的90%之后,就停止向气相沉积炉管内通入包括氧气的气体,则,通入的包括氧气的气体量较少,且通入的包括氧气的气体中的氧气能够满足沉积隧穿氧化层所需的氧气的量,同时,通入的包括氧气的气体并没有充满气相沉积炉管,在隧穿氧化层生长完成之前,包括氧气的气体基本不会从气相沉积炉管中排出,包括氧气的气体基本没有浪费,则氧气基本没有浪费,可以降低生产成本,而且通入的包括氧气的气体的量较少,则通入的氧气也少,隧穿氧化层生长完成之后,进入尾气处理装置中的包括氧气的气体的量较少,则,进入尾气处理装置中的氧气的量也较少,减少了后续尾气处理过程中氧气和其余气体发生爆炸的可能性,降低了安全风险。而且,保持第一温度的时长内隧穿氧化层的生长速率,大于将温度降低至第二温度的时长内的生长速率,同时,保持第一温度的时长大于或等于通入包括氧气的气体时长,则,在降温之前,隧穿氧化层的厚度已经生长到合适的厚度,然后在较低的温度下,生长速率慢,能够提升隧穿氧化层的致密性和均匀性,使得遂穿氧化层钝化性能波动小,就是说本发明在较高的温度下,保障隧穿氧化层的生长速度,节省了工艺时间,生产效率较高,在隧穿氧化层的厚度生长到合适的厚度后,降低温度,提升隧穿氧化层的致密性和均匀性。综上所述,本发明能够降低生产成本,降低安全风险,节省工艺时间,提升生产效率,同时,提升了隧穿氧化层的致密性和均匀性,使得遂穿氧化层钝化性能波动小。
40.更为具体的,相对于现有技术而言,本发明的钝化接触结构的气相沉积方法,对于氧气的耗量减少了50%及以上。
41.需要说明的是,保持第一温度的时长与通入包括氧气的气体时长的差值大小,不作具体限定。通入包括氧气的气体时长主要以通入的包括氧气的气体的体积,小于或等于气相沉积炉管的容积的90%为限定。保持第一温度的时长主要以形成的隧穿氧化层的厚度较为合适为限定。具体理由在于,保持第一温度的时长内生长的隧穿氧化层的厚度可以占据最终制备得到的隧穿氧化层的厚度的绝大部分,保持第一温度的时长,与在保持第一温度的时长内生长的隧穿氧化层的厚度为正相关的关系。例如,保持第一温度时长可以为:保持第一温度生长的隧穿氧化层的厚度为最终制备得到的隧穿氧化层的厚度55%至98%所需的时长。再例如,保持第一温度时长可以为:保持第一温度生长的隧穿氧化层的厚度为最终制备得到的隧穿氧化层的厚度70%至98%所需的时长。再例如,保持第一温度时长可以为:保持第一温度生长的隧穿氧化层的厚度为最终制备得到的隧穿氧化层的厚度72%至90%所需的时长。
42.将温度降低至第二温度的时长主要以最终制备得到的隧穿氧化层的均匀性和致密性为限定。将温度降低至第二温度可以通过室温使其自然降温的方式实现。将温度降低至第二温度的时长也可以以室温限定。在本发明实施例中,对此不作具体限定。需要说明的是,由于前述步骤101中,通入的包括氧气的气体的体积小于或等于气相沉积炉管的容积的90%之后,就停止向气相沉积炉管内通入包括氧气的气体,通入的包括氧气的气体并没有充满气相沉积炉管,因此,从停止向气相沉积炉管内通入包括氧气的气体,一直到将温度降低至第二温度的时长内,或者,一直到隧穿氧化层制备完毕之前,通入的包括氧气的气体基本不会从气相沉积炉管中排出。
43.在气相沉积炉管中一个批次通常会放置上千个硅片或硅基底,向气相沉积炉管内通入包括氧气的气体,使得包括氧气的气体的体积,小于或等于气相沉积炉管的容积的90%,能够保证气相沉积炉管内不会破真空,且气相沉积炉管内的硅片会硅基底均会被气体氛围均匀包裹,即,包括氧气的气体没有充满气相沉积炉管,包括氧气的气体基本不会从气相沉积炉管中排出,而且,通入的氧气能够满足沉积隧穿氧化层所需的氧气的量。
44.需要说明的是,隧穿氧化层在保持第一温度的时长内的生长速率,可以为:隧穿氧化层在保持第一温度的时长内的生长厚度,除以保持第一温度的时长。隧穿氧化层在将温度降低至第二温度的时长内的生长速率,可以为:隧穿氧化层将温度降低至第二温度的时长内的生长厚度,除以将温度降低至第二温度的时长。
45.可选的,上述步骤101可以包括:将气相沉积炉管中的空气排出后,保持第一温度,向气相沉积炉管内通入包括氧气的气体,使得包括氧气的气体的体积,占据气相沉积炉管的容积的80%-90%,停止向气相沉积炉管内通入包括氧气的气体,保持第一温度,恒温静置预设时长。具体的,向气相沉积炉管内通入包括氧气的气体,使得包括氧气的气体的体积,占据气相沉积炉管的容积的80%-90%,一方面能够保证气相沉积炉管内不会破真空,即,包括氧气的气体没有充满气相沉积炉管,基本不会从气相沉积炉管中排出,包括氧气的气体基本没有浪费,可以降低生产成本,而且通入的包括氧气的气体的量较少,则通入的氧气也少,隧穿氧化层生长完成之后,进入尾气处理装置中的包括氧气的气体的量较少,则,进入尾气处理装置中的氧气的量也较少,减少了后续尾气处理过程中氧气和其余气体发生爆炸的可能性,降低了安全风险。另一方面,通入的气体的量能够充分包裹硅片或硅基底,为隧穿氧化层的生长提供合适的气体氛围,且通入的氧气刚好能够满足沉积隧穿氧化层所需的氧气的量,后续进入尾气处理装置中的氧气量更少,生产成本更低。保持第一温度时长可以等于通入包括氧气的气体时长加上恒温静置预设时长。
46.例如,可以是通入的包括氧气的气体的体积,占据气相沉积炉管的容积的80%、82%、83%、85%、86%、88%、90%,停止向气相沉积炉管内通入包括氧气的气体。通入的包括氧气的气体的体积,可以通过通入时长和通入的流量的乘积进行确定。
47.可选的,上述包括氧气的气体为:氧气,或,氧气和填充气体的混合气体,包括氧气的气体的选择性更多。对于包括氧气的气体为:氧气和填充气体的混合气体而言,一方面,填充气体能够充当部分气体氛围,能够进一步减少氧气的通入量,可以降低成本,另一方面,由于通入的氧气更少,隧穿氧化层生长完成之后,进入尾气处理装置中的氧气的量也更少,进一步减少了后续尾气处理过程中氧气和其余气体发生爆炸的可能性,进一步降低了安全风险。
48.可选的,上述填充气体可以为:氮气或惰性气体中的至少一种。上述填充气体易于获得,且不会对隧穿氧化层的生长产生不良影响。若填充气体包括氮气,氮气更加易于获得,成本更低。
49.需要说明的是,若填充气体包括氮气,在气相沉积炉管的沉积条件下,基本不会生成氮氧化硅、氮化硅,具体原因在于:氮元素和硅发生反应的温度通常较高,如,1300至1400℃甚至更高,而气相沉积炉管的生长隧穿氧化层的温度通常小于或等于630℃,气相沉积炉管内生长隧穿氧化层的温度达不到氮元素和硅发生反应所需的温度。
50.可选的,包括氧气的气体为氧气和填充气体的混合气体,氧气和填充气体的流速
比为:(1:2)-(2:1)。氧气和填充气体的流速比在该范围内,一方面,隧穿氧化层的生长速率、生成的隧穿氧化层的致密性、均匀性达到良好的平衡,另一方面,隧穿氧化层工艺质量等易于控制,易于实现量产。
51.例如,包括氧气的气体为氧气和填充气体的混合气体,氧气和填充气体的流速比为:1:2、1:1.5、1:1.2、1:1、1.1:1、1.4:1、1.7:1、2:1。
52.可选的,通入包括氧气的气体持续时长为:4至10分钟,在该时长范围内,在隧穿氧化层生长完成之前,包括氧气的气体基本不会从气相沉积炉管中排出,包括氧气的气体基本没有浪费,则氧气基本没有浪费,可以降低生产成本,而且通入的包括氧气的气体的量较少,则通入的氧气也少,隧穿氧化层生长完成之后,进入尾气处理装置中的包括氧气的气体的量较少,则,进入尾气处理装置中的氧气的量也较少,减少了后续尾气处理过程中氧气和其余气体发生爆炸的可能性,降低了安全风险。通入的氧气刚好能够满足沉积隧穿氧化层所需的氧气的量,同时,通气时长较短,隧穿氧化层的生产效率较高。
53.例如,通入包括氧气的气体持续时长为:4分钟、5分钟、6分钟、7.5分钟、8分钟、9分钟、10分钟。
54.可选的,停止通入包括氧气的气体后,保持第一温度,恒温静置的预设时长,小于或等于,将温度降低至第二温度的时长,就是说在较低的温度下,生长速率慢的时长相对较长,能够进一步提升隧穿氧化层的致密性和均匀性,使得遂穿氧化层钝化性能波动更小。
55.可选的,停止通入包括氧气的气体后,保持第一温度,恒温静置的预设时长为:2至8分钟,在该时长范围内,隧穿氧化层的厚度已经生长到合适的厚度,利于提升制备得到的隧穿氧化层的均匀性和致密性,同时,生产效率也较高。
56.例如,该预设时长可以为:2分钟、3.5分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7.5分钟、8分钟。
57.可选的,将温度降低至第二温度的时长为:2至8分钟,在该时长范围内,制备得到的隧穿氧化层的均匀性和致密性得到很优,且生产效率也较高。
58.例如,将温度降低至第二温度的时长可以为:2分钟、3分钟、4.5分钟、5分钟、6分钟、7.5分钟、8分钟。
59.可选的,第一温度减去第二温度的差值为10至40℃,两者的差值在该范围内,隧穿氧化层的生产效率、制备得到的隧穿氧化层的均匀性和致密性达到良好的平衡。
60.例如,第一温度减去第二温度的差值为10℃、13℃、19℃、21℃、26℃、30℃、33℃、40℃。
61.可选的,第一温度为580至600℃,第二温度为560至570℃,隧穿氧化层的生产效率、制备得到的隧穿氧化层的均匀性和致密性达到良好的平衡,且易于实现量产。
62.可选的,上述气相沉积为化学气相沉积(chemical vapor deposition,cvd),cvd方式工艺成熟,且易于得到致密性均匀性较好的隧穿氧化层,易于量产。同时,该方式能够较大程度上兼容后续的掺杂层的相关制备工艺,使得钝化层接触结构的制备工艺简单,易于量产。例如,可以采用低压力化学气相沉积(low pressure chemical vapor deposition,lpcvd)、等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition,pecvd)、常压化学气相沉积(atmospheric pressure chemical vapor deposition)等方式生长隧穿氧化层。
63.可选的,上述步骤102之后,该方法还可以包括:在该气相沉积炉管内,在上述第二
温度的基础上,在隧穿氧化层之上原位掺杂制备掺杂层,该第一温度大于该原位掺杂的温度,该第二温度大于或等于该原位掺杂的温度。在生长隧穿氧化层的过程中就将气相沉积炉管内的温度由第一温度降低至第二温度,后续原位掺杂制备掺杂层的过程中的温度小于或等于该第二温度,原位掺杂制备掺杂层之前,可能还需要降温,或者温度刚好,进而减少了后续原位掺制备掺杂层之前的降温所需的时间,减少了钝化接触结构的生产时间,提升了钝化接触结构的生产效率。
64.例如,现有技术中,隧穿氧化层的制备过程中一直保持600℃的温度,后续原位掺杂制备掺杂层的温度为560℃左右,则,隧穿氧化层制备之后,需要将温度降低40℃,才能原位掺杂制备掺杂层。然而本发明中制备隧穿氧化层过程中,先保持第一温度为580至600℃,然后降温至第二温度560至570℃,则,隧穿氧化层制备之后,只需将温度降低0至10℃,就能原位掺杂制备掺杂层,而且,通常情况下,降温多是采用自然降温的方式进行,则,本发明明显减少了降温时间。相对于现有技术而言,本发明至少能够减少5分钟的降温时间。
65.本发明对于后续的原位掺杂不作具体限定。例如,原位掺杂中通入的气体可以包括:磷烷和硅烷。
66.可选的,上述步骤102之后,该方法还可以包括:在该气相沉积炉管内,在上述第二温度的基础上,在隧穿氧化层之上制备掺杂层对应的本征非晶硅层,该第二温度小于本征非晶硅层的生长温度。就是说,制备完隧穿氧化层之后,在该气相沉积炉管内,继续生长掺杂层对应的本征非晶硅层。然后再采用异位掺杂的方式制备掺杂层,进而制备该钝化接触结构的方式多样,灵活性好,适用范围广。对于异位掺杂的方式不作具体限定,例如,可以是磷扩散等。
67.本发明还提供一种太阳能电池,该太阳能电池包括任一前述的钝化接触结构的气相沉积方法制备得到的钝化接触结构。该太阳能电池具有与任一前述的钝化接触结构的气相沉积方法相同或相似的有益效果,为了避免重复,此处不再赘述。
68.本发明还提供一种太阳能组件,该太阳能组件包括若干个前述的太阳能电池串联形成的电池串,该太阳能组件同样具有与任一前述的钝化接触结构的气相沉积方法相同或相似的有益效果,为了避免重复,此处不再赘述。
69.需要说明的是,钝化接触结构的气相沉积方法、太阳能电池、太阳能组件三者之间可以相互参照。
70.下面结合具体的实施例进一步解释说明本技术。
71.实施例
72.经过抛光处理的硅片,在lpcvd设备中气相沉积隧穿氧化层和掺杂层,形成钝化接触结构。具体的,隧穿氧化层的生长分为以下几步,第一步:将气相沉积炉管中的空气排出后,保持第一温度580-600℃,通入10slm(standard cubic centimeter per minute,标准状态毫升/分)的o2(氧气)和10slm的n2(氮气),通气时长7min(分钟),然后停止通气。第一步目的是通入氮氧混合气可以让氧气更均匀的分布在管内,且通入氮氧混合气的气量占据气相沉积炉管的容积的80%-90%,通入氮氧混合气没有充满气相沉积炉管,没有让气相沉积炉管破真空,没有造成氧气过量的浪费。第二步:保持第一温度580-600℃不变,不通气体,恒温静置氧化5min。这步目的是让管内硅片在稳定的气氛环境中充分的氧化均匀。第三步:将管内温度由第一温度降低至第二温度560-570℃,不通气体,将管内温度由第一温度降低
至第二温度时长为6min。这步目的,一方面低温氧化,制备得到的隧穿氧化层均匀性和致密性更好,另一方面提前降温,有助于缩短后续原位掺杂制备掺杂层之前所需的降温时间,因为后续原位生长掺杂层的温度在560-570℃。隧穿氧化层生长结束后原位沉积生长掺杂层,然后经过高温退火晶化,就形成了钝化接触结构。然后再图形化,印刷电极等,形成最终的太阳能电池。
73.对比例
74.经过抛光处理的硅片,在lpcvd设备中气相沉积隧穿氧化层和掺杂层,形成钝化接触结构。具体的,隧穿氧化层的生长一步完成,具体是:将气相沉积炉管中的空气排出后,保持600℃,通入18slm的o2,通气时长13min。由于,按照流量为18slm的o2,通气时长13min,通入的总的o2的体积,大于气相沉积炉管的容积,通入的氧气会从气相沉积炉管中排出。隧穿氧化层生长结束后,先将气相沉积炉管中的温度由600℃降温至560-570℃,降温时间为8min,然后原位沉积生长掺杂层,接着经过高温退火晶化,就形成了钝化接触结构。然后再图形化,印刷电极等,形成最终的太阳能电池。
75.需要说明的是,实施例和对比例中,所用的硅片为同一批次,且工艺参数相同的硅片。实施例和对比例中所用的lpcvd设备相同,气相沉积炉管中放置的硅片的数量也相同,均为1000片,硅片在气相沉积炉管中放置位置、放置方式等也对应相同。实施例和对比例所不同的仅在于制备隧穿氧化层的过程。
76.炉口可以为将硅片放入炉管内的入口。炉尾为炉管中与炉口相对的一端,编号1号的钝化接触结构或太阳能电池位于炉口处,编号6号的钝化接触结构或太阳能电池位于炉尾处,沿着从炉口至炉尾的方向,编号2至编号6号的钝化接触结构或太阳能电池依次排布,相邻编号的钝化接触结构或太阳能电池之间的距离相等。即,编号2号钝化接触结构或太阳能电池,与编号1号钝化接触结构或太阳能电池之间的距离,等于编号2号钝化接触结构或太阳能电池,与编号3号钝化接触结构或太阳能电池之间的距离。针对上述实施例和对比例形成的钝化接触结构或太阳能电池,分别编号1号至编号6号的6个钝化接触结构或太阳能电池,进行测量,工艺参数和测量参数等,具体参见下表。
77.实施例和对比例形成的钝化接触结构工艺参数和测量参数对比表
78.[0079][0080]
图2示出了本发明实施例中的一种太阳能电池中隧穿氧化层的厚度测量位置示意图。参照图2所示,11为太阳能电池中隧穿氧化层的中心,表中中心厚度即为11处的厚度。12为太阳能电池中隧穿氧化层的边缘1,表中边缘1厚度即为12处的厚度。13为太阳能电池中隧穿氧化层的边缘2,表中边缘2厚度即为13处的厚度。14为太阳能电池中隧穿氧化层的边缘3,表中边缘3厚度即为14处的厚度。15为太阳能电池中隧穿氧化层的边缘4,表中边缘4厚度即为15处的厚度。6个太阳能能电池中钝化接触结构隧穿氧化层的厚度测量位置、测量工具等均对应相同。
[0081]
该表中,一片太阳能电池中隧穿氧化层的片内不均匀性的确定方式为:一片太阳能电池中隧穿氧化层的中心11、边缘1,边缘2,边缘3,边缘4,5个点对应的隧穿氧化层的厚度中的最大值,减去最小值的差,除以最大值和最小值的和,得到的商。实施例的6片太阳能电池中隧穿氧化层的片间不均匀性的确定方式为:实施例中的每一片太阳能电池中隧穿氧化层的中心11、边缘1,边缘2,边缘3,边缘4,5个点对应的隧穿氧化层的厚度,求算术平均值,将该算术平均值作为该片太阳能电池中隧穿氧化层的厚度,然后用实施例中的6片太阳能电池中隧穿氧化层的厚度中最大值,减去最小值的差,除以最大值和最小值的和,得到的商。对比例的6片太阳能电池中隧穿氧化层的片间不均匀性的确定方式,与实施例的6片太阳能电池中隧穿氧化层的片间不均匀性的确定方式相同。
[0082]
通过上表对比可以看出,相对于对比例而言,实施例中耗氧量更少、各片太阳能电池中隧穿氧化层的片内不均匀性更小,且实施例的6片太阳能电池中隧穿氧化层的片间不均匀性更小,同时,隧穿氧化层生长结束后,采用原位沉积生长掺杂层,原位沉积生长掺杂层之前,实施例的降温时间更短。具体原因在于:实施例中,通入的氧气和氮气的气体的体积小于或等于气相沉积炉管的容积的90%,通入的氧气和氮气没有充满气相沉积炉管,且氮气还能够充当部分气体氛围,进一步减少了氧气的通入量,通入的氧气能够满足沉积隧穿氧化层所需的氧气的量,在隧穿氧化层生长完成之前,通入的氧气和氮气基本不会从气相沉积炉管中排出,通入的氧气和氮气气体基本没有浪费,则氧气基本没有浪费可以降低
成本。实施例中,在较低的第二温度下,隧穿氧化层的生长速率慢,能够提升隧穿氧化层的致密性和均匀性,进而降低了片内不均匀性和片间不均匀性,提升了片内均匀性和片间均匀性。实施例中,在生长隧穿氧化层的过程中就将气相沉积炉管内的温度由第一温度降低至第二温度,减少了后续原位掺制备掺杂层之前的降温所需的时间。
[0083]
需要说明的是,对于方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本技术实施例并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本技术实施例,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作并不一定都是本技术实施例所必须的。
[0084]
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0085]
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。
再多了解一些

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