本发明专利技术涉及一种用于硅异质结太阳电池生产的单腔PECVD沉积工艺，该硅异质结太阳电池包括本征非晶硅薄膜和掺杂硅薄膜，该单腔PECVD沉积工艺包括在同一PECVD沉积腔室中沉积本征非晶硅薄膜和掺杂硅薄膜，其中，在沉积掺杂硅薄膜之后通过氧化性等离子体对PECVD沉积腔室进行后处理，以利用氧化性等离子体产生的氧化性粒子钝化附着在PECVD沉积腔室上的掺杂原子使其失去活性以避免交叉污染。根据本发明专利技术的用于硅异质结太阳电池生产的单腔PECVD沉积工艺，引入氧化性等离子体，实现了对PECVD沉积腔室的沉积腔壁上残余掺杂原子的钝化作用，有效避免了不同硅薄膜沉积之间的交叉污染，而且能够获得很高的光电转换效率。且能够获得很高的光电转换效率。且能够获得很高的光电转换效率。
【技术实现步骤摘要】
一种用于硅异质结太阳电池生产的单腔PECVD沉积工艺
[0001]本专利技术涉及硅太阳电池，更具体地涉及一种用于硅异质结太阳电池生产的单腔PECVD沉积工艺。
技术介绍
[0002]晶体硅/非晶硅异质结(SHJ)太阳电池是性能最好的单结硅电池，光电转换效率高达26.7％。典型的SHJ太阳电池中硅薄膜包含三种类型：(1)本征非晶硅i-a-Si:H、(2)掺磷N型非晶硅n-a-Si:H或掺磷N型微晶硅n-μc-Si:H、(3)掺硼P型非晶硅p-a-Si:H或掺硼P型微晶硅p-μc-Si:H。为了避免掺杂原子在不同硅薄膜沉积时的交叉污染，典型的SHJ电池生产工艺中PECVD沉积设备包含三个或四个独立的PECVD腔室，分别用于沉积上述三种不同掺杂类型的硅薄膜。如图5所示，多腔室PECVD沉积设备包括Load-lock201、出片室202、托盘转移腔室203、本征硅薄膜沉积腔室204、N型硅薄膜沉积腔室205和P型硅薄膜沉积腔室206。
[0003]显然，该典型的SHJ电池生产工艺在大规模生产上具有以下缺点：(1)对于不同的硅薄膜沉积，需要机器手臂将沉积托盘在不同腔室之间转运，托盘转运过程腔室抽真空因耗时而影响生产效率；(2)托盘每次转运到新的腔室后温度都会显著下降而低于沉积工艺所需的温度，因此需要大约3分钟的托盘加热过程，既浪费了前驱气体，又损耗了加热能量；(3)PECVD的三腔室或四腔室设计方案需要较大的设备投入成本，如腔室数量增多、射频电源数量增多、气体流量控制阀数量增多等。
技术实现思路
[0004]为了解决上述现有技术中的多腔室PECVD沉积工艺的问题，本专利技术提供一种用于硅异质结太阳电池生产的单腔PECVD沉积工艺。
[0005]根据本专利技术的用于硅异质结太阳电池生产的单腔PECVD沉积工艺，该硅异质结太阳电池包括本征非晶硅薄膜和掺杂硅薄膜，该单腔PECVD沉积工艺包括在同一PECVD沉积腔室中沉积本征非晶硅薄膜和掺杂硅薄膜，其中，在沉积掺杂硅薄膜之后通过氧化性等离子体对PECVD沉积腔室进行后处理，以利用氧化性等离子体产生的氧化性粒子钝化附着在PECVD沉积腔室上的掺杂原子使其失去活性以避免交叉污染。
[0006]优选地，通过氧化性等离子体对PECVD沉积腔室进行后处理的沉积功率为5-400mW/cm2。
[0007]优选地，在沉积掺杂硅薄膜之后通过氧化性等离子体对掺杂硅薄膜进行后处理，以利用氧化性等离子体轰击掺杂硅薄膜来提升掺杂硅薄膜的致密性。
[0008]优选地，通过氧化性等离子体对掺杂硅薄膜进行后处理的沉积功率为6-40mW/cm2。在优选的实施例中，该沉积功率为15mW/cm2。
[0009]优选地，氧化性等离子体包括CO2等离子体。优选地，该氧化性等离子体包括CO2等离子体和稀释气体，该稀释气体为H2、Ar、He、N2中的至少一种。
[0010]优选地，该单腔PECVD沉积工艺还包括在通过氧化性等离子体对沉积腔室进行后
处理之前，在掺杂硅薄膜上沉积高掺杂浓度且较为疏松的掺杂层。
[0011]优选地，掺杂硅薄膜为掺磷非晶硅薄膜(p-a-Si:H)或掺磷微晶硅薄膜(p-μc-Si:H)或掺磷非晶硅氧薄膜(p-a-SiO:H)或掺磷微晶硅氧薄膜(p-μc-SiO:H)或掺硼非晶硅薄膜(n-a-Si:H)或掺硼微晶硅薄膜(n-μc-Si:H)或掺硼非晶硅氧薄膜(n-a-SiO:H)或掺硼微晶硅氧薄膜(n-μc-SiO:H)。
[0012]优选地，掺磷非晶硅薄膜(p-a-Si:H)或掺磷微晶硅薄膜(p-μc-Si:H)或掺磷非晶硅氧薄膜(p-a-SiO:H)或掺磷微晶硅氧薄膜(p-μc-SiO:H)的介电常数的虚部最大值大于22，掺硼非晶硅薄膜(n-a-Si:H)或掺硼微晶硅薄膜(n-μc-Si:H)或掺硼非晶硅氧薄膜(n-a-SiO:H)或掺硼微晶硅氧薄膜(n-μc-SiO:H)的介电常数的虚部大于21。
[0013]优选地，掺硼非晶硅薄膜(n-a-Si:H)或掺硼微晶硅薄膜(n-μc-Si:H)或掺硼非晶硅氧薄膜(n-a-SiO:H)或掺硼微晶硅氧薄膜(n-μc-SiO:H)中氢的含量小于15％。
[0014]优选地，本征非晶硅薄膜为本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)或者本征非晶硅氧薄膜(i-a-SiO:H)。
[0015]根据本专利技术的用于硅异质结太阳电池生产的单腔PECVD沉积工艺，引入氧化性等离子体，如CO2等离子体或CO2与其他非沉积气体的混合等离子体，实现了对PECVD沉积腔室的沉积腔壁上残余掺杂原子的钝化作用，有效避免了不同硅薄膜(a-Si:H)沉积之间的交叉污染，而且能够获得很高的光电转换效率。优选地，氧化性等离子体的引入还可以实现对沉积薄膜后处理，获得更好的薄膜质量。根据本专利技术的用于硅异质结太阳电池生产的PECVD沉积设备由多个沉积腔室减少为单个沉积腔室，因此可以有效降低生产设备的投入成本，同时可以大大缩短工艺的生产线长度，提高SHJ太阳电池的生产效率。总之，根据本专利技术的用于硅异质结太阳电池生产的单腔PECVD沉积工艺，具有低成本、高可靠性的优势，具有广泛的实用价值及经济价值。
附图说明
[0016]图1是根据本专利技术的一个优选实施例的用于硅异质结太阳电池生产的单腔PECVD腔室结构示意图；
[0017]图2是根据本专利技术的一个优选实施例的用于硅异质结太阳电池生产的单腔PECVD沉积设备的俯视结构示意图；
[0018]图3是根据本专利技术的实施例1的用于硅异质结太阳电池生产的单腔PECVD沉积工艺的流程图；
[0019]图4是根据本专利技术的实施例2的用于硅异质结太阳电池生产的单腔PECVD沉积工艺的流程图
[0020]图5是根据现有技术的用于标准硅异质结太阳电池生产的多腔PECVD沉积设的俯视结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图，给出本专利技术的较佳实施例，并予以详细描述。
[0022]在本专利技术中，硅异质结太阳电池包括本征非晶硅薄膜和掺杂硅薄膜，其中，本征非晶硅薄膜为本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)或者本征非晶硅氧薄膜(i-a-SiO:H)，掺杂硅薄膜
为掺磷非晶硅薄膜(p-a-Si:H)或掺磷微晶硅薄膜(p-μc-Si:H)或掺磷非晶硅氧薄膜(p-a-SiO:H)或掺磷微晶硅氧薄膜(p-μc-SiO:H)或掺硼非晶硅薄膜(n-a-Si:H)或掺硼微晶硅薄膜(n-μc-Si:H)或掺硼非晶硅氧薄膜(n-a-SiO:H)或掺硼微晶硅氧薄膜(n-μc-SiO:H)。具体地，硅异质结太阳电池基本结构为：金属电极/TCO/掺硼非(微)晶硅(氧)/本征非晶硅(氧)/晶体硅/本征非晶硅(氧)/掺磷(微)非晶硅(氧)/TCO/金属电极。
[0023]如图1所示，根据本专利技术的用于硅异质结太阳电池生产的单腔PECVD沉积工艺，其气源包括SiH4等硅源气体101，PH3等磷源气体102，B2H6或TMB等硼源气体103，氢气(H2)104，CO2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于硅异质结太阳电池生产的单腔PECVD沉积工艺，该硅异质结太阳电池包括本征非晶硅薄膜和掺杂硅薄膜，其特征在于，该单腔PECVD沉积工艺包括在同一PECVD沉积腔室中沉积本征非晶硅薄膜和掺杂硅薄膜，其中，在沉积掺杂硅薄膜之后通过氧化性等离子体对PECVD沉积腔室进行后处理，以利用氧化性等离子体产生的氧化性粒子钝化附着在PECVD沉积腔室上的掺杂原子使其失去活性以避免交叉污染。2.根据权利要求1所述的单腔PECVD沉积工艺，其特征在于，通过氧化性等离子体对PECVD沉积腔室进行后处理的沉积功率为5-400mW/cm2。3.根据权利要求1所述的单腔PECVD沉积工艺，其特征在于，在沉积掺杂硅薄膜之后通过氧化性等离子体对掺杂硅薄膜进行后处理，以利用氧化性等离子体轰击掺杂硅薄膜来提升掺杂硅薄膜的致密性。4.根据权利要求3所述的单腔PECVD沉积工艺，其特征在于，通过氧化性等离子体对掺杂硅薄膜进行后处理的沉积功率为6-40mW/cm2。5.根据权利要求1所述的单腔PECVD沉积工艺，其特征在于，氧化性等离子体包括CO...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘文柱，张丽平，刘正新，黄圣磊，李晓东，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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