[发明专利]用于高效钝化硅太阳能电池的原位硅表面预清洗

说明书

技术领域

本发明的实施方式一般涉及用于制造光生伏打装置的方法，以及更具体地涉及用于原位清洗太阳能电池基板的方法。

背景技术

太阳能电池是将阳光直接转换成为电能的光生伏打装置。在太阳能电池中使用的最常见材料是硅，硅通常是单结晶硅、多结晶硅，或非晶硅的形式。转换成电能的光与照射到太阳能电池的前表面或光接收表面上的光量的比率是太阳能电池效率的一个量度。制造技术的改良承担着提高太阳能电池的总效率同时维持或者降低制造成本的任务。

经由在太阳能电池背表面上使用钝化层可以增进太阳能电池的效率。当光从一个介质传递到另一个介质时，例如从空气到玻璃，或者从玻璃到硅，所述光中的一些光可能会从所述两个介质之间的界面反射出来。光的被反射部分是所述两个介质之间的折射率差的函数，其中两个相邻介质的更大折射率差会导致从所述两种介质之间的界面反射更大部分的光。设置在所述太阳能电池背表面上的各个层可以，诸如由所述两种介质之间的界面引起的，将光反射回硅中，以及提高所述太阳能电池的效率，在所述硅中所述反射光可以被吸收。

太阳能电池将入射光能量转变成电能的效率受许多因素的不利影响。这样的因素包括从太阳能电池的光接收表面反射出来的入射光的部分、未从所述太阳能电池的背表面反射出来的入射光的部分，未被所述电池结构吸收的任何其他入射光，以及在所述太阳能电池内的电子和空穴的复合率。每当电子空穴对复合时，载流子被去除，从而降低了太阳能电池的效率。复合可能会发生在基板的体硅中，所述复合是体硅中缺陷数量的函数；或者复合可能发生在基板的表面上，所述复合是所述基板表面上的非终止化学键数量的函数。

钝化层的一个功能是最小化太阳能电池背表面处的载流子复合。一种改善钝化层的钝化功能的方式是具有在所述钝化层中可用的充分的氢源，以用于体钝化和表面钝化。另一种改善所述钝化层功能的方式是在所述钝化层中提供负电荷或者有限量的净正电荷，以阻止分路电流的形成。分路电流是在所述太阳能电池的前表面触点和后表面触点之间不希望的电线短路。使用钝化层对太阳能电池进行彻底钝化经由降低复合率而极大地改善了太阳能电池的效率。

结晶硅太阳能电池的当前制造工艺通常包括在沉积所述钝化层之前定期清洗所述结晶硅基板，以用有效的方法从太阳能电池基板去除氧化物和其他杂质。在沉积表面钝化层之前，通常使用非原位湿法工艺清洗所述结晶硅基板。然而，在将所述结晶硅基板装载入钝化层沉积工具后，所述结晶硅基板的表面仍然可能会由于种种原因被污染，例如，由于在处理腔室内存在有机污染物。

因此，存在对有效的原位清洗工艺的需要，所述原位清洗工艺将会与有效和高产量的生产系统很好地集成。

发明内容

本发明的实施方式一般涉及用于制造光生伏打装置的方法，以及更具体地涉及用于原位清洗太阳能电池基板的方法。在一个实施方式中，提供了一种制造太阳能电池装置的方法。所述方法包括以下步骤：将单结晶硅基板或多结晶硅基板暴露于湿法清洗工艺，以清洗所述结晶基板的表面；将所述结晶硅基板装载入具有真空环境的处理系统；在所述处理系统的所述真空环境中，将所述结晶硅基板的至少一个表面暴露于原位清洗工艺；以及在所述处理系统中，在所述结晶硅基板的至少一个表面上形成一或多个钝化层。

在另一实施方式中，提供了一种制造太阳能电池装置的方法。所述方法包括以下步骤：将所述结晶硅基板装载入具有真空环境的处理系统；在所述处理系统的所述真空环境中，将所述结晶硅基板暴露于含氢的等离子体；以及在所述处理系统中，在所述结晶硅基板的至少一个表面上形成一或多个钝化层。

附图说明

因此，可详细理解本发明的上述特征结构的方式，即上文简要概述的本发明的更具体描述可参照实施方式进行，一些实施方式图示于附图中。

图1A到图1C是图示根据本文描述的实施方式在太阳能电池处理序列的不同阶段的太阳能电池基板的示意性横截面图；

图1D是根据本文描述的实施方式形成的太阳能电池装置的示意性横截面图；

图2是图示根据本文描述的实施方式于处理系统中在基板上执行的处理序列的方块图；以及

图3是根据本文描述的实施方式的处理系统的一个实施方式的示意性等轴视图。

然而，应注意，附图仅图示本发明的典型实施方式，且因此不应被视为本发明范围的限制，因为本发明可允许其他等效的实施方式。

具体实施方式