專(zhuān)利名稱：Method for manufacturing a solar cell with a surface-passivating dielectric ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造具有表面鈍化介電雙層的太陽(yáng)能電池的方法以及對(duì)應(yīng) 的太陽(yáng)能電池。
背景技術(shù)：
在太陽(yáng)能電池中實(shí)現(xiàn)高度效率的關(guān)鍵要求是非常有效地抑制表面重組損失。為 此，應(yīng)盡可能有效地鈍化太陽(yáng)能電池的表面，使得通過(guò)入射光在太陽(yáng)能電池內(nèi)生成且擴(kuò)散 到太陽(yáng)能電池襯底表面的載荷子對(duì)不在太陽(yáng)能電池表面處重組，從而其不再能夠幫助改進(jìn) 太陽(yáng)能電池的效率。在實(shí)驗(yàn)室太陽(yáng)能電池中，通常通過(guò)在高溫(例如>900°C)時(shí)植入二氧化硅來(lái)解決 該問(wèn)題。然而，由于該類(lèi)型的高溫處理步驟意味著太陽(yáng)能電池處理中大幅度的額外花費(fèi)，該 類(lèi)型的表面鈍化目前一般不用在太陽(yáng)能電池的工業(yè)制造中。高溫氧化的另一困難是更經(jīng)濟(jì)的多晶硅對(duì)高溫的敏感性，這會(huì)導(dǎo)致該材料的質(zhì)量 大幅度地下降，即載荷子壽命的下降以及因此而來(lái)的效率損失。低溫替代方法是使用無(wú)定形氮化硅或碳化硅的表面鈍化，例如可通過(guò)等離子體 ±曾強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasma enhanced chemical vapour deposition, PECVD)以 300 400°C的溫度制備該無(wú)定形氮化硅或碳化硅。在以下文獻(xiàn)中舉例說(shuō)明了該類(lèi)型的表面鈍 化Appl. Phys. Lett. 68，1232-1234(1996)，T. Lauinger 等人的"Record low surface recombination velocities on 1 Ω cm p-silicon using remote plasma silicon nitride passivation” ；以及 Appl. Phys. Lett. 79，2199-2201 (2001)，I. Martin 等人的 ‘‘Surface passivation of p-type crystalline silicon by plasma enhanced chemical vapor deposited amorphous SiCx films”。然而，對(duì)于大面積、高效率的太陽(yáng)能電池，僅可在有限 程度上使用以這種方式產(chǎn)生的介電層，因?yàn)槠鋾?huì)包含高濃度的所謂“氣孔”，即層中的小孔 或細(xì)孔，使得其不具有良好的絕緣特性。另外，其鈍化效果大體上基于介電層內(nèi)的非常高的 正電荷濃度，該濃度例如在使用P型硅晶片的情況下在太陽(yáng)能電池的背面鈍化期間會(huì)導(dǎo)致 形成反轉(zhuǎn)層，少數(shù)載荷子的額外泄漏電流可通過(guò)該反轉(zhuǎn)層從太陽(yáng)能電池的基部流到背面觸 點(diǎn)(被稱為“寄生分流”)。在高度摻有硼P+的硅表面上，由于高正電荷濃度，與未鈍化的 P+表面相比氮化硅甚至?xí)?dǎo)致解鈍化。使用無(wú)定形硅層實(shí)現(xiàn)ρ和ρ+表面上的非常良好的鈍化，還可通過(guò)以低涂覆溫度 (一般< 250°C )通過(guò)等離子體增強(qiáng)氣相沉積產(chǎn)生該無(wú)定形硅層，如在以下文獻(xiàn)中所述美 國(guó)，新奧爾良，第29屆IEEE光電專(zhuān)家會(huì)議(2002)會(huì)議記錄，1246頁(yè)，S. Dauwe等人的“Very low surface recombination velocities on ρ-and η-type silicon wafers passivated with hydrogenated amorphous silicon films”;以及德雷斯頓第21屆歐洲光電太陽(yáng)能會(huì) 議(2006) Hi己i，647 M，P. Altermatt ·入白勺“The surface recombination velocity at boron-doped emitters comparison between various passivation techniques，，。
然而，該類(lèi)型的無(wú)定形硅層的表面鈍化特性可能非常容易受溫度處理的影響。在 當(dāng)今的工業(yè)太陽(yáng)能電池處理中，在許多情況下通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)執(zhí)行金屬涂覆，最后處理 步驟一般是在約800°C和900°C之間的溫度在連續(xù)紅外加熱爐中燒制觸點(diǎn)。盡管太陽(yáng)能電 池暴露于這些高溫僅若干秒，該燒制步驟也會(huì)導(dǎo)致無(wú)定形硅層的鈍化效果大幅度地下降。還可使用氧化鋁層來(lái)實(shí)現(xiàn)良好的鈍化結(jié)果，例如在200°C通過(guò)原子層沉積(ALD) 進(jìn)行沉積并隨后在約425°C對(duì)該氧化鋁層進(jìn)行回火。然而，在原子層沉積中，在每個(gè)沉積周 期中一般在襯底表面上僅沉積要沉積的材料的單分子層。因?yàn)槌练e周期一般持續(xù)約0. 5 4s,因此獲得低沉積速率。因此以適于用作抗反射層或背面反射器的厚度來(lái)沉積氧化鋁層 所需的沉積持續(xù)時(shí)間在過(guò)去已證明在工業(yè)生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池中使用該層沒(méi)有商業(yè)優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
需要一種太陽(yáng)能電池和制造太陽(yáng)能電池的方法，其中，一方面可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池 的表面的良好鈍化，另一方面可至少部分地避免傳統(tǒng)表面鈍化層的上述缺點(diǎn)。特別地，應(yīng)有 可能以商業(yè)、工業(yè)可行的方式生產(chǎn)呈現(xiàn)非常好的表面鈍化的太陽(yáng)能電池?？赏ㄟ^(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的主題內(nèi)容來(lái)滿足該需求。在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明了本發(fā)明 的優(yōu)選實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了用于制造硅太陽(yáng)能電池的一種方法，該方法包括 以下步驟提供硅襯底；通過(guò)原子層沉積在硅襯底的表面上沉積第一介電層，其中所述第 一介電層包括氧化鋁；以及在所述第一介電層的表面上沉積第二介電層，所述第一介電層 和所述第二介電層的材料不同，且所述第二介電層中被嵌入氫。本發(fā)明的第一方面可被視為基于如下觀點(diǎn)指定一種用于制造具有介電鈍化層以 減小表面重組損失的硅太陽(yáng)能電池的方法。介電鈍化層例如包括兩個(gè)部分層由原子層沉 積(ALD)形成的非常薄的含氧化鋁層，和例如可通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD) 沉積在所述氧化鋁層上的氧化硅、氮化硅或碳化硅制成的較厚的層。根據(jù)第一方面的方法生產(chǎn)的介電雙層允許導(dǎo)電類(lèi)型為ρ或η的太陽(yáng)能電池表面的 高和低摻雜區(qū)域的鈍化。有可能允許如下穩(wěn)定鈍化即使在800 900°C的溫度范圍的燒 制步驟以燒結(jié)金屬觸點(diǎn)之后仍保持其鈍化特性。同時(shí)，介電鈍化層還可具有優(yōu)選的光學(xué)特 性，即對(duì)于應(yīng)用到太陽(yáng)能電池的前面，該層可用作有效的抗反射層；在應(yīng)用到太陽(yáng)能電池的 背面期間，鈍化層可與背面的整個(gè)區(qū)域上的金屬涂層一起形成針對(duì)具有接近硅帶隙的能量 的光子的有效鏡，從而改進(jìn)所謂的“光捕獲”，即通過(guò)太陽(yáng)能電池中的多次內(nèi)部反射來(lái)捕獲 光。而且，導(dǎo)電類(lèi)型ρ的標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)能電池半導(dǎo)體材料上的后表面鈍化，可避免已知的從氮化 硅“寄生分流”的負(fù)面效果。理解本發(fā)明的堆疊層的顯著鈍化效果和回火穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素在于SiAl2O3界 面和例如在PECVD處理期間形成的高度富氫SiOx，SiNx或SiCx層的組合，其中Si/Al203界 面例如理想地原子級(jí)平整且當(dāng)然是在ALD處理期間產(chǎn)生的物質(zhì)。來(lái)自PECVD沉積層的氫的 一部分可通過(guò)極薄Al2O3層擴(kuò)散且在與硅的界面處鈍化不飽和硅鍵。此外，下面說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的制造方法的實(shí)施例的細(xì)節(jié)和可能的優(yōu)點(diǎn)。所提供的硅襯底可以是薄的單晶或多晶硅晶片或者硅薄層。要涂覆的表面可以是在使用期間面對(duì)入射光的太陽(yáng)能電池襯底的前面。在這種情況下，第二介電層優(yōu)選地用作抗反射層，即為對(duì)入射和反射光發(fā)生負(fù)干涉的厚度?？筛鶕?jù)用 于第二介電層的材料的折射系數(shù)在約50 150nm的范圍中選擇厚度?？商娲?，要涂覆的表面可以是在使用期間遠(yuǎn)離入射光的太陽(yáng)能電池襯底的背 面。在這種情況下，第二介電層優(yōu)選地被實(shí)現(xiàn)為所謂的背表面反射器，從而透過(guò)整個(gè)太陽(yáng)能 電池的光特別是紅外光大部分在該背表面處被反射，且因而再一次穿過(guò)太陽(yáng)能電池襯底。在沉積第一介電層之前，可徹底地清潔硅襯底的表面，使得在其上不保留可能會(huì) 影響后來(lái)沉積的介電層的污物。具體地，可用如下溶液來(lái)稍微蝕刻硅襯底的表面，該溶液例 如一方面包含氧化劑，且另一方面包含蝕刻被氧化的氧化硅的氫氟酸(HF)。在生產(chǎn)太陽(yáng)能 電池中已知的適當(dāng)清潔方法是例如所謂的RCA清潔。根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于第一介電層的原子層沉積，首先用含鋁復(fù) 合物沖洗硅襯底，該含鋁復(fù)合物包括如下成分Al (CH3)3，AlCl3, Al(CH3)2Cl和(CH3)2(C2H5) NiAlH3中的至少一個(gè)，使得含鋁層被沉積在所述硅襯底的表面上。隨后含鋁層在含氧環(huán)境 中被氧化為更高的化合價(jià)。在用含鋁復(fù)合物沖洗硅襯底期間，含鋁復(fù)合物可在其與硅表面發(fā)生接觸的點(diǎn)處附 著于硅表面。可能與硅表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這也被稱作化學(xué)吸附。在最好的情況下，這會(huì) 導(dǎo)致形成由含鋁復(fù)合物的分子制成的單分子層。在這方面該分子層是幾乎完全緊密的，即 在正確選擇處理參數(shù)如沖洗期間的持續(xù)時(shí)間和溫度時(shí)，整個(gè)硅表面覆蓋有含鋁復(fù)合物的分 子，這是有利的。這允許隨后產(chǎn)生的第一介電層大致在原子級(jí)或分子級(jí)是緊密的。在隨后的處理步驟中，含鋁復(fù)合物的之前沉積的分子層被氧化為較高的化合價(jià)。 這可通過(guò)例如以氧或含氧氣體沖洗來(lái)進(jìn)行。為了加速化學(xué)反應(yīng)，可以以高能量O2等離子體 (等離子體增強(qiáng)沉積)的形式提供氧，其中不在襯底上直接點(diǎn)燃O2等離子體，而是在單獨(dú)的 腔中點(diǎn)燃O2等離子體，然后將其引導(dǎo)到襯底(被稱為“遠(yuǎn)程等離子體ALD”)，這是有利的。 可替代地，可在高溫下(熱增強(qiáng)沉積)引入氧。然后形成至少包含Al2O3分子且優(yōu)選完全地 包括Al2O3分子的層。用這種方式有可能以約1. 2埃(0. 12nm)的厚度沉積由Al2O3分子制 成的大致單分子層?？芍貜?fù)若干次上述處理來(lái)實(shí)現(xiàn)足夠厚度的氧化鋁層。這利用了如下事實(shí)含鋁復(fù) 合物的分子不能彼此粘著，然而可粘著到隨后被氧化為更高的化合價(jià)的氧化鋁分子。因而 第一介電層可逐層地構(gòu)造，帶來(lái)非常好的同質(zhì)性以及將產(chǎn)生的層的質(zhì)量?？稍诠餐那恢袌?zhí)行整個(gè)順序的沉積處理，含鋁復(fù)合物首先被引入該腔，然后被 沖洗，隨后在可再次啟動(dòng)處理之前將含氧環(huán)境引入該腔。原子層沉積的主要優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)襯底表面被均勻地涂覆。該沉積與襯底表面的幾何 形狀無(wú)關(guān)地進(jìn)行，即其符合表面。因此整個(gè)地以相同的厚度沉積第一介電層。由于可確保整 個(gè)相關(guān)的太陽(yáng)能電池表面的鈍化，其有益于特別是表面織構(gòu)的太陽(yáng)能電池或具有用來(lái)使太 陽(yáng)能電池的背面與前面電接觸的通道的太陽(yáng)能電池(被稱為EWT(emitter wrap through, 發(fā)射極穿通)太陽(yáng)能電池)。根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例，第二介電層包括氮化硅、氧化硅和/或碳化硅。 這些材料顯示出非常好的光學(xué)特性，例如在幾乎整個(gè)太陽(yáng)光譜中的高透明度。因此其特別 適于用作抗反射層。而且，由這些材料制成的介電層可包含高氫含量，這會(huì)幫助進(jìn)一步鈍化 太陽(yáng)能電池。
根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)PECVD方法生產(chǎn)第二介電層。在該方法中， 通過(guò)點(diǎn)燃等離子體使反應(yīng)劑如硅烷(SiH4)、氧化二氮(N2O)、二氧化碳(CO2)、氨(NH4)和/或 甲烷(CH4)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生高質(zhì)量介電層，該高質(zhì)量介電層由氮化硅、氧化硅或碳化 硅制成，且可另外地具有高氫含量。根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例，可以沉積第二介電層，使其氫含量至少為Iat. %, 優(yōu)選地至少為2at. %，且更優(yōu)選地至少為5at. %。嵌入的氫可至少部分地通過(guò)布置在下面 的第一介電層擴(kuò)散，且通過(guò)使硅的懸空鍵(“不飽和鍵”)飽和有助于那里的鈍化。已發(fā)現(xiàn) 這比在硅表面上直接沉積含氫介電的情況下有更大貢獻(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例，在沉積第二介電層之后，在600°C，優(yōu)選地在 700°C且更優(yōu)選地在800°C以上的溫度執(zhí)行高溫步驟。此類(lèi)型的高溫步驟可例如用來(lái)在太陽(yáng) 能電池的進(jìn)一步處理期間將金屬觸點(diǎn)燒制到太陽(yáng)能電池，該金屬觸點(diǎn)通過(guò)絲網(wǎng)印刷被提前 印制到太陽(yáng)能電池表面。在這種情況下高溫步驟可具有進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，即第二介電層中包 含的氫可容易地以提高的溫度通過(guò)第一介電層擴(kuò)散，并使硅的仍然不飽和的鍵飽和，這會(huì) 導(dǎo)致進(jìn)一步改善鈍化效果。根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例，以小于50nm，優(yōu)選地小于30nm且更優(yōu)選地小于 IOnm的厚度沉積第一介電層。即使是非常低的厚度，由于作為原子層沉積的結(jié)果也可高質(zhì) 量地實(shí)現(xiàn)，該第一介電層也提供非常好的表面鈍化特性。該層越薄，其沉積越快，然而為了 確保層的緊密性，不應(yīng)達(dá)不到約0. 5nm，優(yōu)選為約2nm的最小厚度。根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例，以大于50nm，優(yōu)選地大于IOOnm且更優(yōu)選地大 于200nm的厚度沉積第二介電層。如上所述，第二介電層的厚度可與其作為抗反射層或背 面反射器的任務(wù)匹配。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出一種太陽(yáng)能電池，包括娃襯底；在所述硅襯底的表 面上的包括氧化鋁的第一介電層；在所述第一介電層的表面上的第二介電層，所述第一介 電層和所述第二介電層的材料不同，且所述第二介電層中被嵌入氫。應(yīng)注意已根據(jù)本發(fā)明的制造方法主要地說(shuō)明了相關(guān)的本發(fā)明的實(shí)施例、特征和優(yōu) 點(diǎn)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)從以上說(shuō)明以及從隨后的說(shuō)明認(rèn)識(shí)到，除非另外指出，本發(fā)明 的實(shí)施例和特征還可轉(zhuǎn)換為與本發(fā)明類(lèi)似的太陽(yáng)能電池。特別地，各種實(shí)施例的特征還可 以用期望的方式彼此組合?？傊?，根據(jù)本發(fā)明的各方面和實(shí)施例的方法或太陽(yáng)能電池，與以往已知的晶體硅 太陽(yáng)能電池表面鈍化法或以如此方式涂覆的太陽(yáng)能電池存在以下不同(i)即使在800 900°C的溫度范圍內(nèi)的燒制步驟之后仍可實(shí)現(xiàn)非常好的表面鈍 化，這例如對(duì)于實(shí)現(xiàn)高度的太陽(yáng)能電池效率是必需的；(ii)可非常有效地鈍化低和高摻雜η和ρ型的硅表面；(iii)由于ρ型硅上Al2O3層中的高負(fù)電荷濃度，在硅中的鈍化層下方不會(huì)引發(fā)反 轉(zhuǎn)層，這允許基本上避免“寄生分流”的有害效果；(iv)各層不包含氣孔；(ν)能以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)層系統(tǒng)的非常好的光學(xué)特性，使該層系統(tǒng)的厚度和例如 PECVD沉積層的結(jié)構(gòu)非常容易地適應(yīng)太陽(yáng)能電池的需求，使得層系統(tǒng)例如可結(jié)合鈍化層的 整個(gè)表面上的金屬涂層，實(shí)現(xiàn)為太陽(yáng)能電池前面的抗反射層或太陽(yáng)能電池背面的紅外反射器。


參考附圖通過(guò)示例實(shí)施例的以下說(shuō)明對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員揭示本發(fā)明的進(jìn)一步特 征和優(yōu)點(diǎn)，然而這不應(yīng)被理解為是限制本發(fā)明，在附圖中圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池。
具體實(shí)施例方式以下將具體說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的制造方法的示例實(shí)施例。硅晶片1被引入抽空的涂覆腔中，并且含Al復(fù)合物例如Al (CH3)3被給送入該腔中 作為反應(yīng)劑，其中硅晶片1沒(méi)有被充分地處理以形成太陽(yáng)能電池，且表面上的發(fā)射極例如 提前被擴(kuò)散到該硅晶片1中，且硅晶片1的表面被徹底地清潔?；瘜W(xué)吸附導(dǎo)致反應(yīng)劑的分 子被沉積在硅表面上，直到表面飽和。隨后例如以沖洗氣體如氮沖洗該腔來(lái)從腔移除反應(yīng) 劑的非被化學(xué)吸附的分子。隨后，在要鈍化的硅表面上或在分離的腔中點(diǎn)燃O2等離子體，且氧基與化學(xué)吸附 的分子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)以形成ai2O3。在最好的情況下，形成單分子氧化鋁層。在這種情況下 硅晶片的溫度盡可能恒定地保持在室溫和450°C之間的范圍的溫度。在該類(lèi)型的周期之后，再次抽空涂覆腔并開(kāi)始新的周期。重復(fù)該處理，直到到達(dá)期 望厚度的Al2O3層。為了保持整個(gè)涂覆持續(xù)時(shí)間盡可能短，Al2O3層3的層的厚度被限制到 約5nm，即ALD涂覆處理被重復(fù)約40 50次，這導(dǎo)致整個(gè)涂覆持續(xù)時(shí)間為約20 200s。將此處所述的ALD的變形稱為“等離子體輔助的ALD”，且從文獻(xiàn)中已知參見(jiàn)例如 Jpn. J. Appl. Phys. 40，285-289 (2001)，C. W. Jeong等人的“Plasma-assisted atomic layer growth of high-quality aluminum oxide thin films”。
直接接觸襯底，而是在分離的腔中燃燒，基隨后被從該腔引導(dǎo)到襯底表面，可實(shí)現(xiàn)特別好的 表面鈍化，而在該接觸的情況下，離子轟擊會(huì)破壞襯底表面。該方法的變形被稱為“遠(yuǎn)程等 離子體輔助的ALD”，并且例如在US7，410，671中有所說(shuō)明?？商娲?，還可通過(guò)熱ALD沉積Al2O3薄層3，例如在以下文獻(xiàn)中所述=Science 288，319-321 (2000)，M.Ritala 等人的 “Atomic layer deposition of oxide thin films with metal alkoxides as oxygen sources，，。隨后在高沉積速率的連續(xù)處理中，沉積在硅晶片上的Al2O3薄層3在PECVD反應(yīng)器 中被氧化硅薄層5涂覆。在這種情況下沉積溫度在室溫和450°C之間的范圍內(nèi)。使用的氣 體是SiH4和N20。在這種情況下可用CO2代替N20。還有可能通過(guò)NH4替換N2O來(lái)沉積氮化硅層，或通 過(guò)CH4替換N2O來(lái)沉積碳化硅層。如果在400°C以下的溫度進(jìn)行沉積，隨后在400 500°C 的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行約30分鐘的回火將具有有益效果，從而實(shí)現(xiàn)層系統(tǒng)的最佳鈍化質(zhì)量。最后，例如通過(guò)絲網(wǎng)印刷將金屬觸點(diǎn)7、9設(shè)置到所涂覆的硅襯底的前面和后面， 并以約700 900°C在連續(xù)加熱爐中進(jìn)行燒制?？傊?，換句話說(shuō)，可如下描述本發(fā)明的各方面提出了用于形成堆疊層的方法，該堆疊層包括兩個(gè)部分層
(i)從含鋁氣體(例如三甲基鋁Al (CH3)3)通過(guò)原子層沉積(ALD)形成的非常薄 (例如< lOnm)的氧化鋁薄層，以及(ii)可從硅烷(SiH4)、氧化二氮(N20)、二氧化碳(C02)氣體例如通過(guò)等離子體增 強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)形成的較厚(> 30nm)的含氧化硅的薄層。代替氧化硅薄層，第二層還可以是通過(guò)PECVD由硅烷(SiH4)和氨(NH4)氣體形成 的含氮化硅的薄層，或由硅烷(SiH4)和甲烷(CH4)氣體形成的含碳化硅的薄層。通過(guò)PECVD 沉積的由氧化硅、氮化硅或碳化硅制成的薄層具有非常高的氫含量(例如> 5at. % )，因此 在700 900°C的溫度范圍內(nèi)的燒制步驟期間用作氫源。該氫通過(guò)極薄Al2O3層擴(kuò)散且在 SiAl2O3接口處鈍化不飽和硅鍵(“懸空鍵”)，這導(dǎo)致燒制步驟后非常好的表面鈍化。以這 種方式，根據(jù)兩個(gè)已知沉積方法ALD和PECVD的本發(fā)明的組合允許形成最佳地適于太陽(yáng)能 電池的燒制穩(wěn)定的鈍化層。
權(quán)利要求
一種用于制造硅太陽(yáng)能電池的方法，包括以下步驟提供硅襯底(1)；通過(guò)原子層沉積在硅襯底的表面上沉積第一介電層(3)，其中所述第一介電層包括氧化鋁；以及在所述第一介電層(3)的表面上沉積第二介電層(5)，所述第一介電層和所述第二介電層的材料不同，且所述第二介電層中被嵌入氫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)于沉積所述第一介電層，首先利用含鋁復(fù)合物 沖洗硅襯底，該含鋁復(fù)合物包含成分Al (CH3)3, AlCl3, Al (CH3)2Cl和(CH3) 2 (C2H5) N: AlH3中的 至少一個(gè)，使得含鋁層被沉積在所述硅襯底的表面上，隨后在含氧環(huán)境中含鋁層被氧化為 更高的化合價(jià)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第二介電層包含從包括氮化 硅、氧化硅和碳化硅的組中選擇的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過(guò)PECVD方法制造所述第二介電層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，沉積所述第二介電層，使其氫含 量至少為Iat. %，優(yōu)選地至少為2at. %，且更優(yōu)選地至少為5at. %。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，在沉積所述第二介電層之后，在 6000C以上，優(yōu)選地700°C以上且更優(yōu)選地800°C以上的溫度執(zhí)行高溫步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，以小于50nm，優(yōu)選地小于30nm， 且更優(yōu)選地小于IOnm的厚度來(lái)沉積所述第一介電層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，以大于50nm，優(yōu)選地大于lOOnm， 且更優(yōu)選地大于150nm的厚度沉積所述第二介電層。
9.一種太陽(yáng)能電池，包括硅襯底⑴；處于所述硅襯底(1)的表面上的包含氧化鋁的第一介電層(3)；處于所述第一介電層(3)的表面上的第二介電層(5)，所述第一介電層和所述第二介 電層的材料不同，且所述第二介電層中被嵌入氫。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能電池，其中，通過(guò)原子層沉積來(lái)沉積所述第一介電 層，使得其基本上原子級(jí)緊密。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述第二介電層包括從包括氮化 硅、氧化硅和碳化硅的組中選擇的材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求9 11中的任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述第一介電層的厚度 小于50nm，優(yōu)選地小于30nm，且更優(yōu)選地小于10nm。
13.根據(jù)權(quán)利要求9 12中的任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述第二介電層的厚度 大于50nm，優(yōu)選地大于lOOnm，且更優(yōu)選地大于150nm。
14.使用根據(jù)權(quán)利要求1 8中的任一項(xiàng)的方法制造的太陽(yáng)能電池。
全文摘要
文檔編號(hào)H01L21/316GK101952971SQ200880124779
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2008年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月14日
發(fā)明者Schmidt Jan 申請(qǐng)人:Inst Solarenergieforschung