[发明专利]一种太阳能电池钝化层分层镀膜方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池钝化层分层镀膜方法和装置，属于太阳能电池制备领域。

背景技术

目前太阳能技术中降低晶体硅成本是日益竞争的光伏产业追求的目标之一，降低硅原料成本，一般需要向更薄的硅片发展。

在硅片表面，晶体的周期性被破坏从而产生悬挂键，使得晶体表面存在大量位于带隙中的缺陷能级，另外，位错，化学残留物和表面金属的沉积都会引入缺陷能级，这些都使得硅片表面成为复合中心。不断降低硅片厚度，使光生载流子很容易扩散到背表面而加重了背表面的复合。表面复合速率对太阳能电池的性能影响很大，而通过沉积或生长适当的钝化层可以极大的降低表面复合速率，从而提高太阳能电池的性能。研究表明，太阳能电池钝化层最初的小于2 nm厚度膜的均匀性以及质量对太阳能电池的钝化效果有非常显著的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种太阳能电池钝化层分层镀膜方法和装置，在太阳能电池生产工艺中引入原子层沉积设备(ALD)，使用ALD和PECVD以达到分层镀膜的装置和方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种太阳能电池钝化层分层镀膜方法，对硅片清洗、制绒、甩干、扩散、蚀刻后，使用PECVD法沉积S_????i₃N₄钝化层，之后进行烘干、烧结等步骤，且在对硅片蚀刻后，采用PECVD法沉积S_????i₃N₄钝化层之前，在真空反应腔体内采用ALD技术沉积AL₂??O₃钝化层。

进一步的，采用ALD技术沉积AL₂??O₃钝化层小于2nm，使用三甲基铝与水为前驱体源。

进一步的，在真空反应腔体内加载等离子体，以提高前驱体活化能，降低镀膜反应温度。

一种太阳能电池钝化层分层镀膜装置，进气管路一端连接并联的支进气管路，各支进气管路通过相应的高速隔膜阀与前驱体源钢瓶连接，高速隔膜阀包含脉冲执行器，进气管路另一端与设置在真空反应腔体内部上方的花洒喷头的腔体进气管路连接，真空反应腔体内部下方设置有样品台，样品台下方设置有腔体加热器，腔体内部下方在样品台左右两侧分别设置有出气管路，两个出气管路汇集至一路并通过阀门连接真空泵，总载气管路一端通过流量控制阀连接载气容器，另一端分为两个支路，第一支路为载气管路，分为若干支载气管路，各支载气管路通过支进气管路上的高速隔膜阀与进气管路连接，第二支路为载气自清洁管路，分为若干支载气自清洁管路，各支载气自清洁管路与支进气管路在高速隔膜阀与前驱体源钢瓶之间连接。

进一步的，载气自清洁管路上设置有阀门。

进一步的，本装置的管路均设有加热和保温功能。

进一步的，腔体加热器为红外辐射加热器，采取多点控制方法确保样品台温度均匀性可至±1℃。

进一步的，支进气管路优选3个支路，其中2个支路为使用支路，另外1个支路为备用升级支路。

测试结果表明，沉积氧化铝膜的电池片其开路电压、转换效率、填充因子等参数较正常生产电池片基本没有变化，沉积了氧化铝膜的电池片的短路电流平均值均比正常工艺生产的电池片的短路电流平均值高，说明氧化铝作为钝化层具有明显的钝化作用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有的太阳能电池生产工艺流程图；

图2是采用本发明一种太阳能电池钝化层分层镀膜方法的太阳能电池生产工艺流程图；

图3是分层镀膜后的硅片钝化层结构示意图；

图4是本发明一种太阳能电池钝化层分层镀膜装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。