[发明专利]一种背面钝化的晶体硅太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种背面钝化的晶体硅太阳能电池，其特征在于：以氧化钼作为p型晶体硅钝化层和空穴传输层，具有如下的结构：Ag/SiN_x/n-c-Si/p-c-Si/SiO₂/MoO₃/Al/Ag，其中x＝0.9～1.2，n-c-Si为磷掺杂的n型晶体硅，Al层厚度为3nm。

2.一种权利要求1所述晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)清洗与制绒：取电阻率为0.5～1.5Ω.cm，厚度为180μm，尺寸为4×4cm²的单晶硅片，首先将硅片先后浸入丙酮、无水乙醇溶液中并采用超声清洗10min，去除表面油渍和污物；然后在浓度为30％的氢氧化钠溶液中在80℃温度下水浴处理20min，去除表面损伤层；最后，在硝酸/氢氟酸/冰醋酸溶液(体积比为3:3:1)中溶液中在常温下腐蚀120s，对表面进行化学抛光，获得平整表面，然后用去离子水反复冲洗3次以上，并用氮气吹干；

2)背面生长氮化硅：以电子级氨气和硅烷分别为氮源和硅源，以高纯氮气为载气，利用低压化学气相沉积法在硅片背面生长厚度为80～100nm氮化硅保护层；

3)前表面制绒：利用常规碱体系对硅片前表面进行制绒，采用质量分数1～2％的NaOH、质量分数2.5～5.0％的Na₂SiO₃.9H₂O、体积分数5～10％的异丙醇的溶液体系，在80～85℃下水浴加热并超声处理20～30min，然后用去离子水冲洗，氮气吹干；

4)前表面磷扩散：将扩散炉预先升温至扩散温度850～900℃，通入氮气驱除炉管内的残留气体；把表面制绒后的硅片放进石英舟，推入恒温区，在氮气保护下预热5min；携源氮气流量为80～120sccm，氧气流量为50～90sccm，5～10min后关闭携源氮气和氧气阀门；关闭扩散炉的加热电源，让石英舟自然冷却至室温，取出硅片；扩散结束以后，采用等离子体干法刻蚀去除硅片边缘的n型层，然后放入质量分数5～12％氢氟酸溶液，在室温下浸泡30～90s；最后，用去离子水冲洗，氮气吹干；

5)前表面生长SiN_x钝化层和抗反层：采用等离子体增强化学气相沉积法，射频为13.56MHz，沉积腔体的本底真空优于1×10^-3Pa，射频功率密度为0.5～1.0W/cm²，以电子级氨气和硅烷分别为氮源和硅源，氨气和硅烷的流量比为1:2～6，工作气压为100～200Pa，生长温度为200～300℃，在硅片前表面生长厚度为80～100nm的SiN_x薄膜；

6)背面热氧化生长二氧化硅：利用体积分数1％的氢氟酸去除硅片背表面的自然氧化层，用去离子水冲洗，氮气吹干；然后用高温快速热氧化法，在硅片背表面生长一层厚度为1.2～1.5nm的二氧化硅隧穿层；

7)背面热蒸发法生长氧化钼和金属铝：蒸发镀膜腔体的真空度优于1×10^-4Pa，调节加热电流，使得氧化钼蒸发速率为0.05nm/s，待速率稳定后打开挡板，开始蒸镀；当厚度达到3nm时，关闭挡板，关闭加热电流；随后，在不破真空条件下，调节加热电流，使得金属铝蒸发速率为0.1nm/s蒸镀3nm的铝；

8)生长银电极：硅片的前后表面利用磁控溅射法生长厚度为500nm的银电极，前表面利用栅线掩膜板，形成银栅线电极，后表面全部形成银电极；溅射靶材为金属银，溅射腔体的本底真空优于1×10^-3Pa，工作气体为氩气，工作气压为1.0Pa，溅射温度为室温，溅射功率为1～3W/cm²；

9)退火处理：在750～850℃温度和氮气氛围下进行退火处理，时间为5～10min，从而得到所需的晶体硅太阳能电池。