钝化太阳电池表面的方法技术

本发明专利技术公开了一种钝化太阳电池表面的方法，其特点是用浓度为５０％的四乙氧基硅烷溶液在１５℃－２８℃的温度条件下涂在已扩散后的硅片上，在５００℃－７５０℃加热条件下，四乙氧基硅烷热分解生成ＳｉＯ↓［２］和氢气，ＳｉＯ↓［２］粘附在硅表面上经电极烧结时进入硅表面，起到钝化效果。本发明专利技术在不改变现有的民用太阳电池的连续生产程序，在不采用ＰＥＣＶＤ设备的方法情况下，可使多晶硅太阳电池的填充因子增加十个百分点以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
太阳电池是一种半导体器件，它能够直接将太阳的光能转换为电能。由于它工作时无需水、油、汽、燃料，只要有光就能发电的特点，堪称当代清洁、无污染的可再生能源，而且安装维护简单，使用寿命长，可以实现无人值守，倍受人们的青睐，是新能源的佼佼者。近年来，太阳能的应用在全球越来越广泛，特别是在通信领域，太阳能电源系统正逐步取代一些传统的电源设备，得到越来越普遍的应用。硅太阳电池由于存在大量表面态缺陷，影响电池性能。高光电转换效率的电池(实验室制造和空间电池)均增加了制备SiO2或H2钝化工艺，使太阳电池表面覆盖钝化层，钝化层的作用包括(1)钝化太阳电池正面，降低基体和钝化层界面的界面态密度，使光生载流子在该界面处的复合速度减小；(2)减少光的反射。现有技术中太阳电池表面的钝化层采用Si3N4、SiO2、TiO2或Ta2O3等单层或多层介质膜。中国专利CN1085013A虽然公开了一种用半导体材料制作的MIS/IL双面太阳电池，并在其表面上覆盖有钝化层，但并没有公开钝化层沉积的工艺。中国专利CN1564311A公开了一种硅半导体台面器件的复合钝化工艺，利用直流辉光放电法，在半导体器件的终端台面上淀积一层掺氧半绝缘多晶硅膜，再在掺氧半绝缘多晶硅膜上涂敷聚酰亚胺，达到钝化半导体台面器件的目的。中国专利CN1023953C公开了一种半导体台面器件钝化工艺，它将腐蚀好的台面器件冲洗好后，立即放入预先配置好的HF，HNO3，HAc，H2O溶液内，使其先生成一层染色膜，然后去掉保护胶后进行稳定处理，接着放到淀积炉内再淀积一层氮化硅，最后再涂敷一层硅漆，这样在台面上形成染色膜—Si3N4—有机硅漆的多层保护层。中国专利CN1564311A利用直流辉光放电法进行复合钝化工艺，该方法不适用于民用大面积太阳电池的连续生产。中国专利CN1023953C钝化的目的是保护半导体器件台面，不受环境影响，特别是高温(90℃以上)下使用器件，提高器件的稳定性和可靠性，与钝化太阳电池的作用不同，太阳电池表面更不可能涂敷一层硅漆，影响太阳光的吸收。目前，国内外太阳电池行业普遍采用TiOx和SiNx作为电池表面减反射膜，其中TiOx膜仅起减反射膜的作用，而用PECVD制备SiNx膜时，SiH4和NH4等离子与硅表面生成SiNx和氢气。用氢气钝化硅表面态和晶体界面态缺陷，使表面态、界面态复合速度减小。但适合民用大面积硅太阳电池连续生产的PECVD设备，国内尚不能制造，进口每台均在千万元人民币左右，价格昂贵。空间电池采用的干法和湿法制备SiO2能起到很好的钝化作用，但均适用小面积太阳电池，不适宜大面积太阳电池的连续生产，因而没被采用。
技术实现思路
针对现有技术中钝化太阳电池表面工艺复杂、适用于小面积太阳电池而不适宜大面积太阳电池的连续生产的不足，本专利技术提出一种工艺过程简单、适宜大面积太阳电池的连续生产的。本专利技术提出的，其特点是用浓度为50％的四乙氧基硅烷溶液在15℃-28℃的温度条件下涂在已扩散后的硅片上，在500℃-750℃加热条件下，四乙氧基硅烷热分解生成SiO2和氢气，SiO2粘附在硅表面上，经电极烧结时进入硅表面，起到钝化效果。本专利技术，化学原理主要是四乙氧基硅烷热分解。四乙氧基硅烷热分解方程式为 相对于现有技术，本专利技术提出了一种简易、实用、不改变现有的民用太阳电池的连续生产程序，不增加特殊设备，成本低廉的钝化工艺。在不采用PECVD设备的方法情况下，采用本专利技术工艺，可使多晶硅太阳电池的填充因子增加十个百分点以上。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1本专利技术一较佳实施例提出的一种，包括如下步骤(1)配置50％浓度的四乙氧基硅烷溶液；(2)在21℃下，将步骤(1)配置好的四乙氧基硅烷溶液涂附在已扩散后的硅片上；(3)将步骤(2)得到的涂附有四乙氧基硅烷溶液的已扩散后的硅片置入已温升至约125℃的烘干炉中烘干；(4)将步骤(3)烘干的硅片置入能快速升温、快速降温的烧结炉中，约725℃高温下处理35秒。经检测，采用本实施例钝化处理后的多晶硅太阳电池的填充因子比不经过任何钝化处理增加了12.3％。实施例2本实施例中，步骤(3)中烘干炉的温度为140℃，步骤(4)中烧结炉内的温度为705℃，处理时间为1分钟，其余同实施例1。经检测，采用本实施例钝化处理后的太阳电池比不经过任何钝化处理的填充因子增加了11.1％。实施例3本实施例中，步骤(3)中烘干炉的温度为110℃，步骤(4)中烧结炉内的温度为740℃，处理时间为11秒，其余同实施例1。经检测，与不采用任何钝化处理的多晶硅相比(其余条件同本实施例)，采用本实施例钝化处理后的太阳电池的填充因子增加了10.9％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钝化太阳电池表面的方法，其特征是用浓度为５０％的四乙氧基硅烷溶液在１５℃－２８℃的温度条件下涂在已扩散后的硅片上，在５００℃－７５０℃加热条件下，四乙氧基硅烷热分解生成ＳｉＯ↓［２］和氢气，ＳｉＯ↓［２］粘附在硅表面上。

【技术特征摘要】
1.一种钝化太阳电池表面的方法，其特征是用浓度为50％的四乙氧基硅烷溶液在15℃-28℃的温度条件下涂在已扩散后的硅片上，在500℃-750℃加热条件下，四乙氧基硅烷热分解生成SiO2和氢气，SiO2粘附在硅表面上。2.根据权利要求1所述的钝化太阳电池表面的方法，其特征是涂附有四乙氧基硅烷溶液的已扩散后的硅片在100-150...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪乐，
申请(专利权)人：上海太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]