[发明专利]晶体硅热氧化工艺、系统及晶体硅太阳能电池热氧化工艺

说明书

本发明提供一种晶体硅热氧化工艺、系统及晶体硅太阳能电池热氧化工艺，晶体硅热氧化工艺包括以下步骤：将硅片放置于紫外臭氧腔室内；向紫外臭氧腔室内通入携带有水蒸气的二氧化氮与氧气的混合气，紫外臭氧腔室内的氧气在紫外线的促进下转化为臭氧和游离氧；在150‑160℃的温度下，在水蒸气、二氧化氮、臭氧和游离氧的共同促进下，硅片表面生成二氧化硅氧化层。该方法工艺简单、耗时短、成本低、晶体硅钝化效果佳。

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳电池技术，尤其涉及一种晶体硅热氧化工艺、系统及晶体硅太阳能电池热氧化工艺。

背景技术

面对这中国越来越严重的雾霾形式，中国越来越迫切的需要提高清洁能源的比例。常见的几种清洁能源中，太阳能资源是地球上分布最广泛的资源，所以加大利用太阳能能源成为我国解决提高清洁能源比例的重要出路。晶体硅太阳电池可以把太阳能直接转换成电能，并且在使用中不会产生任何污染，目前很多国家，包括我国也都在大力扶持太阳电池发电技术为我们人类提供大量的环境友好的能源。

目前常见的高效硅电池的结构中，都用到钝化层工艺，而二氧化硅钝化层技术其提高少子寿命是极其明显，所以得到了广泛使用，而且实现的方式也有很多。常见的有干法氧化、湿氧氧化、水氧化几种方法，其中干法氧化效果最好，但是其生成氧化膜的时间耗费的较长，而且干法氧化的高温过程可能会对电池的扩散结有性能有影响。而湿氧氧化和水氧化形成的氧化层不够致密，对硅片表面的钝化效果不够理想。

因此，发明一种适用于现有生产线的晶体硅太阳能电池的热氧化工艺的一种方法具有很大的意义。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前二氧化硅钝化层技术耗时长、钝化效果不理想的问题，提出一种晶体硅热氧化工艺，该方法工艺简单、耗时短、成本低、晶体硅钝化效果佳。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种晶体硅热氧化工艺(晶体硅热氧化生长二氧化硅层的工艺)，包括以下步骤：

将硅片放置于紫外臭氧腔室内；向紫外臭氧腔室内通入携带有水蒸气的二氧化氮与氧气的混合气，紫外臭氧腔室内的氧气在紫外线的促进下转化为臭氧和游离氧；在150-160℃的温度下，在水蒸气、二氧化氮、臭氧和游离氧的共同促进下，硅片表面生成二氧化硅氧化层。

进一步地，所述携带有水蒸气的二氧化氮与氧气的混合气中，二氧化氮与氧气的摩尔比为1:4-5，所述二氧化氮与氧气的混合气湿度为70-80％。

进一步地，所述携带有水蒸气的二氧化氮与氧气的混合气的制备方法如下：将氧气通入到稀硝酸中并加热，所述加热温度为70-80℃；得到携带有水蒸气的二氧化氮与氧气的混合气。

进一步地，所述稀硝酸由浓硝酸与去离子水配置而成，所述浓硝酸浓度为69.2％wt，浓硝酸与去离子水的质量比＝1:3-5。

进一步地，硅片在紫外臭氧腔室内热氧化时间为10-15分钟。

本发明的另一个目的还公开了一种晶体硅热氧化系统，包括氧气源、加热加湿器、紫外臭氧腔室和真空泵，所述氧气源与加热加湿器进气管连通，所述进气管出口深入加热加湿器内溶液中，所述加热加湿器内设置有加热管；所述加热加湿器气体出口通过管路与紫外臭氧腔室连通，所述紫外臭氧腔室内设置有用于放置硅片的传送带，所述传送带上方和下方设置有紫外灯管，所述紫外臭氧腔室内设置有加热管，所述紫外臭氧腔室出口通过三向导通阀与尾气排气口和真空泵连通，所述加热加湿器与紫外臭氧腔室之间的管路上设置有单向阀(允许加热加湿器向紫外臭氧腔室流动)。

进一步地，所述紫外臭氧腔室内壁为透明石英玻璃。

进一步地，所述传送带的材质为聚四氟乙烯或其他耐热材料。

本发明的另一个目的还公开了一种晶体硅太阳能电池热氧化工艺(P型晶体硅太阳能电池的热氧化工艺)，包括以下步骤：