一种提高TOPcon电池LPCVD直通率的方法技术

本发明专利技术提供一种提高TOPcon电池LPCVD直通率的方法，在微负压条件下，利用LPCVD工艺在硅片表面沉积隧穿氧化层；所述微负压条件为300~700torr。本发明专利技术采用微负压沉积隧穿氧化层工艺，使得LPCVD工艺的整个反应过程中，反应腔室的压力保持低于大气压状态，无热气流经过炉门及密封圈，改善了反应室的密封性，避免反应室内的气体泄漏或者炉管外的空气混入反应室内，确保隧穿氧化层和非晶硅薄层的沉积质量，从而提高看了TOPcon电池的转换效率；同时，使后续的沉积非晶硅层工序中抽真空至低压工艺保持稳定状态，降低返工率，从而提高TOPcon电池中LPCVD直通率。LPCVD直通率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高TOPcon电池LPCVD直通率的方法


[0001]本专利技术涉及光伏电池制造
，特别是涉及一种提高TOPcon电池LPCVD直通率的方法。

技术介绍

[0002]随着TOPcon电池转换效率以压倒性优势替代PERC电池后，整个光伏行业也逐步的向TOPcon电池倾斜。但是高效率电池对于成本的要求也是非常高的，特别是因为其高温带来的机台成本和良率损失，还有就是其生产工艺的复杂性等等。因工艺复杂繁琐造成相当高的良率损失和产品的返工率，逐步成为TOPcon高效电池的难点。
[0003]TOPcon电池生产过程中的LPCVD工段，因存在高温、真空、特气等较多不利因素，导致了其在生产过程中返工率居高不下，间接影响TOPcon产品的有效推广。
[0004]LPCVD工序主要是为电池提供隧穿氧化层和非晶硅薄层。隧穿氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子空穴复合，进而电子在多晶硅层横向传输被金属收集，从而极大地降低了金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流。在制备过程中，使用干氧高温下氧化硅片表面，形成氧化层，后通入硅烷低压状态下形成非晶硅薄层。
[0005]上述采用LPCVD工艺制备隧穿氧化层和非晶硅薄层的过程中，在第一步制备隧穿氧化层时，需要先将炉管内抽真空至负压，预热，然后持续通入大量的氧气对硅片进行氧化，传统的工艺中通氧过程中无压力作用，持续通氧会使得反应腔室内的压力逐渐恢复至常压，在通氧的过程中完成隧穿氧化层的沉积，然后再抽真空至负压条件，进行第二步的非晶硅薄层制备。
[0006]该工艺至少存在以下缺陷：（1）在沉积隧穿氧化层的过程中，反应炉管内的气压处于常压状态，由于在高温反应条件下进行反应，会产生大量的热气流，热气流会在常压条件下冲击反应炉管的炉门，会对炉门造成长时间的烘烤，导致炉门发生形变，严重时甚至会损坏炉门的密封圈，破坏炉门的密封性，导致反应室内的气体泄漏或者炉管外的空气混入反应室内，影响隧穿氧化层和非晶硅薄层的沉积质量，从而影响TOPcon电池的转换效率；（2）从生产工艺角度，炉管的密封性破坏后会造成后续低压沉积非晶硅薄层时对炉管抽真空至负压时出现短时间抽不下去，导致整管电池片的全部返工，其影响LPCVD工序电池片下传直通率。

技术实现思路

[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种提高TOPcon电池LPCVD直通率的方法，用于解决现有TOPcon电池LPCVD工艺存在着持续通氧制备隧穿氧化层过程中反应炉管内处于常压状态，导致热气流对炉门造成的冲击和损坏，导致反应气体泄露或混入空气，影响隧穿氧化层和非晶硅薄层的沉积质量，造成后续的抽真空至负压时出现短时间抽不下去，导致整管电池片的全部返工，影响LPCVD工序电池片下传直通率的问题。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种提高TOPcon电池LPCVD直通率的方法，在微负压条件下，利用LPCVD工艺在硅片表面沉积隧穿氧化层；所述微负压条件为300~700torr，如具体为300~400 torr，400~450 torr，450~550 torr，550~600 torr，600~700torr。
[0009]传统LPCVD制备隧穿氧化层需要大量氧气，氧气导致反应腔室内压力升高到常压状态，炉管的密封炉门处的密封圈受到热流影响有概率烧毁，如果烧毁，在后续的工艺时无法抽真空到低压状态，同时也会导致反应气体泄露或混入空气，影响隧穿氧化层和非晶硅薄层的沉积质量，从而影响TOPcon电池的转换效率，导致工艺终止产生返工，导致直通率降低。
[0010]本申请创造性地采用微负压沉积隧穿氧化层工艺，使得LPCVD工艺的整个反应过程中，反应腔室的压力保持低于大气压状态，气压不会逐渐恢复至常压，也不会产生大量的热气流，没有热气流经过炉门及密封圈，可以避免热气流对炉门造成的冲击和损坏，避免炉门被热流烘烤发生变形或者烧毁密封圈的现象，确保炉管在反应过程中的密封性，使其后续的沉积非晶硅层工序中抽真空至低压工艺保持稳定状态，降低返工率，同时保证反应室内的气压和氧气浓度稳定，从而提高隧穿氧化层的质量和制备效率，从而提高TOPcon电池中LPCVD直通率及TOPcon电池的整体性能。
[0011]优选地，所述方法包括以下步骤：1）在反应腔室内放入硅片，在密封条件下抽真空至第一低压条件，升温至第一预设温度后，通入氧气至微负压条件，停止通氧；2）在上述微负压和第一预设温度条件下，进行焖氧，在硅片表面沉积隧穿氧化层。
[0012]TOPCon电池的转换效率主要取决于隧穿氧化层的质量和稳定性。隧穿氧化层是形成电池的PN结的关键部分，它的厚度和质量对于电池的性能和转换效率有着非常重要的影响。因此，制备高质量、稳定的隧穿氧化层是提高TOPCon电池转换效率的关键。
[0013]在本申请的上述技术方案中，通过在沉积隧穿氧化层工序中控制通入氧气的时间，在未达到常压状态时就停止通氧，使得反应体系保持微负压条件，通过加热反应室内的氧气进行氧化反应，增加焖氧工序，形成隧穿氧化层。本申请创造性地采用通氧至微负压、停止通氧、进行焖氧操作的方法可以避免氧气浓度过高或温度过高，从而导致氧化反应过度、硅片表面污染或者硅片表面损坏等问题。这种方法可以保证反应室内的气压稳定，使得氧化反应在相对稳定的条件下进行，从而提高隧穿氧化层的质量和稳定性，从而提高TOPcon电池的转换效率。从生产工艺角度，同时由于气压不会逐渐恢复至常压，也不会产生大量的热气流，没有热气流经过炉门及密封圈，可以避免热气流对炉门造成的冲击和损坏，提高TOPcon电池LPCVD直通率。
[0014]优选地，步骤1）中，所述第一低压条件为5~100mtorr，如具体为5~10mtorr，10~50mtorr，50~100mtorr。
[0015]优选地，步骤1）中，所述第一预设温度为550~650℃，如具体为550~600℃，600~650℃。
[0016]优选地，步骤1）中，升温速率为10~20℃/min，如具体为10~15℃/min，15~20℃/min。
[0017]优选地，步骤1）中，氧气流量为20~40slm，微负压条件为300~700torr，通氧时间为
100~400s。
[0018]在微负压沉积隧穿氧化层工序中，需要严格控制反应室内的氧气浓度和温度，使其能够与硅片表面反应并形成隧穿氧化层。同时，需要避免氧气浓度过高或温度过高，从而导致氧化反应过度、硅片表面污染或者硅片表面损坏等问题。
[0019]优选地，步骤2）中，焖氧时间为300~600s，如具体为300~450s，450~500s，500~600s。
[0020]优选地，还包括在隧穿氧化层表面沉积非晶硅层工序。
[0021]优选地，所述在隧穿氧化层表面沉积非晶硅层工序，包括以下步骤：在第二低压条件和第二预设温度下，在反应腔室内通入硅烷，在隧穿氧化层表面沉积非晶硅层。
[0022]本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高TOPcon电池LPCVD直通率的方法，其特征在于，在微负压条件下，利用LPCVD工艺在硅片表面沉积隧穿氧化层；所述微负压条件为300~700torr。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：包括以下步骤：1）在反应腔室内放入硅片，在密封条件下抽真空至第一低压条件，升温至第一预设温度后，通入氧气至微负压条件，停止通氧；2）在上述微负压和第一预设温度条件下，进行焖氧，在硅片表面沉积隧穿氧化层。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤1）中，所述第一低压条件为5~100mtorr。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤1）中，所述第一预设温度为550~650℃；升温速率为10~20℃/min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1）中，氧气流量为20~40slm，微负压条件为300~700torr，通氧时间为100~400s。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆敏，卓倩武，俞玉松，张旭冉，贾建英，
申请(专利权)人：无锡松煜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：