[发明专利]用于太阳能电池应用的硅表面的干法清洁

说明书

领域

本发明的实施例涉及用于制造太阳能电池的方法和装置。更具体地，本发明的实施例提供用于清洁太阳能电池基板的各层的方法和装置。

背景

光伏(PV)或太阳能电池是将太阳光转换成直流(DC)电功率的器件。典型的PV电池包括p型硅晶片、基板或者片材(sheet)，通常低于约0.3mm厚，在p型基板顶部上设置有n型硅材料薄层。光伏器件所产生的电压或光电压和所产生的电流取决于p-n结的材料特性、所沉积层之间的界面特性和器件的表面积。当暴露到太阳光(由光子能量构成)时，PV电池的p-n结产生自由电子空穴对。跨过p-n结的耗尽区形成的电场将自由电子和空穴分开，产生电压。当将PV电池连接到电负载时自n侧至p侧的电路允许电子流动。电功率是当电子和空穴移过外部负载并最终复合所产生的电流乘以电压的乘积。太阳能电池产生指定量的功率且电池被平铺成模块，其尺寸可传送所需量的系统功率。通过连接多个太阳能电池和之后通过特定框架和连接器将其结合到面板上而产生太阳能模块。

近十年来，光伏(PV)市场经历了超过30％的年增长速率。一些文章已提出不久全球的太阳能电池功率生产将可超过10GWp。已估计所有光伏模块的90％以上都是基于硅晶片的。高的市场增长速率结合充分降低太阳能发电成本的需求导致了对于用于光伏器件的硅晶片生产开发存在很多严峻挑战。

通常，基于硅基板的太阳能技术遵循两种主要战略，来降低使用PV太阳能电池的太阳能电力的成本。一种方式是增加单结器件的转换效率(即每单位面积的功率输出)，和另一种是降低与制造太阳能电池相关的成本。因为基本热动力学和物理属性限制了由于转换效率导致的有效成本降低，因此进一步的增益取决于基本技术进步，诸如本文公开的发明的各方面，以提供有效的制造工艺。

在典型的太阳能电池制造工艺中，经常清洁基板以去除氧化物和其他杂质。用于清洁太阳能基板的工艺与所有太阳能制造工艺一样，优选是有效的，并且需要将很好地与有效的整体制造系统结合的有效的清洁工艺。

概述

本发明的实施例提供一种处理太阳能电池基板层的方法，包括在具有壁的处理室中在基板支架上设置太阳能电池基板，提供包括中性基(neutral radical)的反应气体混合物至处理室，将反应气体混合物导向至基板，使得中性基与来自基板的氧反应以在基板上形成薄膜，在形成薄膜期间保持基板温度在室壁温度以下，以及去除薄膜。

本发明的其他实施例提供一种处理太阳能电池基板的方法，包括将基板设置在处理室中的基板支架上，提供前驱物气体混合物至活化室(activation chamber)，通过将离解能量施加到前驱物气体混合物活化前驱物气体混合物以形成反应气体混合物，以超出足以中和反应气体中至少90％带电荷活性物种的间隔将反应气体混合物流入到处理室，将基板暴露到反应气体以释放氧气同时在基板上形成薄膜，冷却基板同时将基板暴露到反应气体，去除薄膜以形成暴露出的半导体表面，和通过加热薄膜沉积氢、氟或者将两者都沉积到暴露的半导体表面上。

本发明的其他实施例提供一种处理太阳能电池基板的方法，包括在基板上形成第一层，将太阳能电池基板设置在干法清洁室中，将包括氮和氟的中性基导向至设置于干法清洁室中的基板以在第一层上形成薄膜而不需破坏真空，自干法清洁室移走基板至退火室，通过施加热量至薄膜在退火室中去除薄膜，和在基板上形成第二层。

附图简单说明

因此，为了能详细理解本发明的上述特征，通过参考实施例，可获得对上述简要说明的本发明的更具体描述，一些实施例在附图中示出。但是应注意，附图仅示出了本发明的典型实施例，且因此，由于本发明允许其他等效实施例，不认为其限制本发明的范围。

图1A是简要说明根据本发明一个实施例的方法的流程图。

图1B-1D是图1A的方法各步骤中基板的示意性侧视图。

图2是根据本发明一个实施例用于处理太阳能电池基板的室的截面图。

图3是根据本发明一个实施例用于处理太阳能电池基板的系统的平面图。

为了便于理解，只要可以，就使用相同的参考数字指示各图中共用的相同元件。可预期，一个实施例中公开的元件可有利地用于其他实施例而不需具体说明。

具体描述