[发明专利]一种板式设备制备钝化接触太阳能电池的方法及装置

说明书

本发明提供的一种板式设备制备钝化接触结构太阳能电池的方法，包括如下步骤：S1.选取晶体硅基体；S2.在板式一体式连续镀膜设备中，晶体硅基体首先进入ALD工艺腔沉积隧穿氧化层，之后进入PECVD工艺腔连续沉积掺杂非晶硅层；S3.将晶体硅基体退火形成掺杂多晶硅层；S4.在掺杂多晶硅层表面制备氮化硅减反层，并在另一面制备氧化铝钝化层及氮化硅减反层；S5.在晶体硅基体正反两面通过丝网印刷的方式制备金属导电电极。本发明采用板式传输，可在一套设备中连续制备隧穿氧化层及掺杂非晶硅层，减少工序；且ALD及PECVD工艺温度低，可减少硅片弯曲带来的不良；PECVD工艺无绕镀，减少后期清洗步骤，并可实现原位掺杂以减少后续单独的磷掺杂工序。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏电池技术领域，具体涉及一种板式设备制备钝化接触太阳能电池的方法及装置。

背景技术

随着光伏行业的不断发展，市场竞争越来越激烈，提高电池转换效率、降低产品度电成本是行业永远不变的前进方向。表面的复合是影响太阳能电池效率的重大因素，对晶体硅表面进行钝化处理，降低表面复合速率可以有效提升电池的转换效率。隧穿氧化层钝化接触技术(TOPCon)是目前行业里比较前沿及热门的降低表面复合速率的技术：在硅片表面先沉积一层隧穿氧化层，然后再覆盖一层掺杂的多晶硅层，从而形成隧穿氧化层钝化接触结构。这种结构在电极与基底之间形成隧穿薄膜，隔绝金属电极与基底接触，减少接触复合损失，因此电池的开路电压可以做到很高，并且电子能隧穿薄膜不会影响电流传递。

目前工业化生产中制备该隧穿钝化接触结构通常采用的方法为：1、先用热氧化生长氧化层；2、再通过LPCVD法（低压化学气相沉积）沉积本征的非晶硅层；3、最后再通过离子注入或者扩散的方法，形成掺杂的多晶硅层。

这种方式有如下缺点：

1、需要3台设备分别单独完成上述3道工序；虽然热氧化生长氧化层和CVD沉积非晶硅层可以在同一个管式炉里实现，但由于工艺温度不一致，需要花费更长的升温、降温等待时间，导致产能偏低；

2、第3步掺杂，如果采用离子注入的方法，机台比较昂贵；如果采用磷扩散的方法需要使用掩模来实现单面掺杂，工序比较复杂；

3、热氧化跟CVD的方法工艺温度在550℃以上，高温会造成硅片弯曲度大，

说 明 书

影响产品良率，同时反应的气体会蔓延到衬底的背面发生反应并沉积成膜而形成绕镀，需增加去绕镀步骤，增加成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明通过引入新的多晶硅制备工艺，通过ALD（原子层沉积）及PECVD（等离子体增强化学）的方法分别连续制备隧穿氧化层及掺杂的非晶硅薄膜，再通过退火形成最终的掺杂多晶硅层。

首先，本发明提供了一种板式设备制备钝化接触结构的方法，包括如下步骤：

S1.选取N型晶体硅基体或P型晶体硅基体；

S2.将步骤S1的晶体硅基体放入包括ALD工艺腔及PECVD工艺腔的板式一体式连续镀膜设备，晶体硅基体首先进入ALD工艺腔沉积隧穿氧化层，之后进入PECVD工艺腔连续沉积掺杂非晶硅层；

S3.将步骤S2沉积掺杂非晶硅层的晶体硅基体进行退火，退火后的掺杂非晶硅层晶化形成掺杂多晶硅层。

其中，步骤S1中，对晶体硅基体进行预处理并在表面形成制绒面或抛光面。

其中，步骤S1中，在晶体硅基体表面进行硼扩散或磷扩散并清洗去除杂质。

其中，步骤S2中，晶体硅基体在ALD工艺腔中加热到工艺温度，并在ALD工艺腔中通入工艺气体，通过原子层沉积方式生成隧穿氧化层，其厚度为0.5~3nm；工艺气体为水蒸气及臭氧的任一种或两种气体的混合气体。