HIT電池用N型硅片a-Si:H薄膜的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種HIT電池用N型硅片a-S1:H薄膜的制備方法，具體涉及一種高鈍化質量低缺陷密度HIT電池用N型硅片a-S1:H薄膜的制備方法。
【背景技術】
[0002]HIT太陽電池作為高效電池的一種，其既利用了低溫薄膜沉積工藝，又發(fā)揮出晶體硅高迀移率的優(yōu)勢，同時制備工藝簡單。其中，HIT電池晶體硅部分一般為N型硅片，它具有開路電壓高、轉換效率高等特點。一方面，HIT電池在結構與制作工藝上與傳統的晶硅太陽電池完全不同，現有的工藝過程在HIT電池上已基本不適用；但另一方面，其能在薄片化的同時保證較高的效率(國際最高效率已達25.6%)，應用前景非常廣闊，是未來電池發(fā)展的主要方向之一。
[0003]磷摻雜的N型硅片是制造HIT電池的主要襯底材料，其用于制造HIT電池具有更高的轉換效率。本征非晶硅層、摻雜的非晶硅層、透明導電薄膜及柵電極分別在晶體硅襯底的兩面沉積形成雙面電池。它采用高質量及薄的摻雜非晶硅層形成異質結，同時利用薄的本征非晶硅層對晶體硅表面的懸掛鍵進行鈍化，減少界面態(tài)缺陷以提高異質結電池效率。該電池PN結是通過沉積a-S1:H以獲得，與傳統的擴散制結不同，其對硅片表面質量要求較高，硅片表面缺陷密度需盡可能少，硅片表面a-S1: H的沉積及鈍化效果對后續(xù)電池性能影響巨大。因此，需要一種高鈍化質量低缺陷密度的HIT電池用N型硅片a-S1:H薄膜制備方法。而目前來說，HIT電池用N型硅片a-S1:H薄膜的制備技術相對缺乏，現存的非晶硅薄膜沉積主要是用于非晶硅電池，其薄膜質量很難滿足HIT電池的要求。因此，如何提供一種高鈍化質量低缺陷密度的HIT電池用N型硅片a-S1:H薄膜制備方法已成為HIT電池制備的關鍵問題之一。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種HIT電池用N型硅片a-S1:H薄膜的制備方法，該制備方法能夠得到高鈍化質量和低缺陷密度的a-S1:H薄膜，大幅度提高硅片表面質量，在保證HIT電池短路電流穩(wěn)定的基礎上較大程度的提升其開路電壓與填充因子，從而有效的提高HIT電池的效率。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種HIT電池用N型硅片a-S1:H薄膜的制備方法，包括以下步驟:
(1)將N型硅片清洗制絨；
(2)將步驟(I)所得N型硅片進行去氧化層處理；
(3)將步驟(2)所得N型硅片置于PECVD腔中，先抽本底真空，然后加熱升溫、抽高真空，再通入沉積氣體一丨比與H 2，調節(jié)沉積氣壓與射頻功率密度，對N型硅片的正面進行a-S1:H薄膜的沉積，沉積完后降溫并將硅片翻面；
(4)重復步驟(3)的過程，對N型硅片的反面進行a-S1:H薄膜的沉積，沉積完成后降溫取樣，即得到HIT電池用N型硅片a-S1: H薄膜。
[0006]上述的HIT電池用N型硅片a-S1:H薄膜的制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(3)中，先抽本底真空至20Pa以下，然后加熱升溫至190°C?200°C，抽高真空至5 X 10 4 Pa以下。
[0007]上述的HIT電池用N型硅片a_S1:H薄膜的制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(3)中，所述H 2的氣體流量比(即體積流量比)為1: 5?6。
[0008]上述的HIT電池用N型硅片a-S1:H薄膜的制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(3)中，所述沉積氣壓為60Pa?80Pa，所述射頻功率密度為0.01W/cm2?0.02ff/cm2o
[0009]上述的HIT電池用N型硅片a-S1:H薄膜的制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(3)中，所述N型娃片的正面a-S1:H薄膜的沉積時間為1s?12s，沉積厚度為8nm?10nm。
[0010]上述的HIT電池用N型硅片a-S1:H薄膜的制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(4)中，所述N型娃片的反面a-S1:H薄膜的沉積時間為1s?12s，沉積厚度為8nm?1nm0
[0011 ] 上述的HIT電池用N型硅片a-S1: H薄膜的制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(I)中，經所述N型硅片清洗制絨，去除N型硅片的表面損傷層18 μ m?22 μ m，并制得金字塔絨面，金字塔對角線尺寸為5 μ m?10 μ m。
[0012]上述的HIT電池用N型硅片a-S1:H薄膜的制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述去氧化層處理是將步驟(I)所得N型硅片置于HF溶液中浸泡，然后清洗、吹干。
[0013]上述的HIT電池用N型硅片a-S1:H薄膜的制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述HF溶液的體積濃度為2%?3%，所述浸泡的時間為1s?20s。
[0014]與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
采用本發(fā)明的制備方法對HIT電池用N型硅片雙面進行a-S1: H薄膜沉積，a_S1: H的沉積厚度優(yōu)選8?10nm，雙面沉積a_S1:H薄膜后，得到了高鈍化質量低表面缺陷密度的N型硅片表面，少子壽命可達483 μ s以上(體少子壽命〈lms)，硅片表面復合速率<30cm/s。在保證硅片表面鈍化的情況下，有效的保證了后續(xù)PN結隧穿效應(a-S1:H層足夠薄)，在保證HIT電池短路電流穩(wěn)定的情況下有效的提高了電池的開路電壓與填充因子，從而有效的提高了 HIT電池的效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實施例中HIT電池用N型硅片a-S1:H薄膜的制備工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合說明書附圖和具體優(yōu)選的實施例對本發(fā)明作進一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護范圍。
[0017]以下實施例中所采用的材料和儀器均為市售。
[0018]實施例1:
一種本發(fā)明的HIT電池用N型硅片a-S1:H薄膜的制備方法，工藝流程如圖1所示，包括以下步驟:
(I)N型硅片清洗制絨:將用于HIT電池的N型硅片進行清洗制絨處理，主要完成硅片表面機械損傷層去除及金字塔絨面制備，硅片表面損傷層單面去除18 μ m，金字塔對角線尺寸為5?8 μ m。
[0019](2)去氧化層處理(HF處理):N型硅片經清洗制絨后，將其置入體積濃度為2.5%的HF溶液中，反應16s，主要去除硅片表面的自然氧化層，完成后取出，用去離子水沖洗干凈，
N2吹干。
[0020](3 ) N型硅片正面a-S1: H薄膜的沉積
(3.1)放樣抽低真空:對步驟(2)所得N型硅片進行PECVD (即等離子體增強化學氣相沉積)處理，將N型硅片置于PECVD腔中，抽本底真空，使本底真空降低至ISPa以下，完成初真空過程。
[0021](3.2)加熱抽高真空:加熱PECVD腔中樣品臺溫度至200°C，抽高真空至4.8X10 4Pa以下。
[0022](3.3)沉積a-S1:H薄膜:待溫度與真空度達標且穩(wěn)定后，通入沉積氣體一丨比與H2, H2的氣體流量