【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新材料技术以及新能源，尤其涉及一种连续离化硅烷及多次生长退火制备poly-si薄膜的新工艺。
技术介绍
1、众所周知，随着能源资源日益紧缺，环境污染加剧，全球范围内对新能源开发与利用的需求日益增长。光伏电池是将太阳光辐射能直接转换为电能的器件，作为一种不污染环境，无噪音且可再生的能源，近年来备受瞩目，但要使被广大的消费者接受，需要进一步提高太阳电池的光电转换效率，降低生产成本。随着对器件物理、光学特性、气相外延技术认识的加深，topcon及tbc太阳电池的制作工艺不断向前发展，电池的结构更趋合理，电池的效率不断提高，导致实验室水平和工业化大生产的距离不断缩小。topcon及tbc太阳电池在硅基太阳电池中最具代表性，具备光电转换效率高、成本低、性能稳定等特点，被学术界和产业界普遍认为是最有发展前景的太阳电池之一。
2、本专利技术结合等离子体、气相外延和晶体生长技术，制备结晶质量较好的topcon及tbc太阳电池的poly-si薄膜，提高太阳电池光电转换效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提供一种连续离化硅烷及多次生长退火制备poly-si薄膜的新工艺。
2、为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种连续离化硅烷及多次生长退火制备poly-si薄膜的新工艺，该工艺使用了连续离化硅烷技术、多次生长-退火-形核及激光快速退火技术制备poly-si薄膜，首先使用等离子体多次轰击硅烷分子，通过控制脉冲频率和占空
3、1)使用脉冲等离子体多次将硅烷进行离化，通过控制脉冲频率和占空比调节硅烷离化程度，得到所需离化的硅烷混合物的组分；
4、2)使用生长-高温退火技术，离化的硅烷混合物经过热裂解，开始在topcon及tbc太阳电池隧穿层表面沉积poly-si薄膜，当沉积poly-si薄膜厚度到达10-20nm后，停止通入硅烷气体和载气，新沉积的poly-si薄膜进行高温退火处理，能有效降低沉积poly-si薄膜表面氢原子浓度，可以有效地降低薄膜的沉积温度，提高poly-si薄膜结晶质量；
5、3)使用量子点诱导晶体生长技术，对退火后的沉积poly-si薄膜进行氧化或氮化处理，形成siox或si3n4-x量子点，以siox或si3n4-x量子点为形核中心诱导poly-si薄膜定向生长，当沉积poly-si薄膜厚度到达10-20nm后，停止通入硅烷气体，继续将poly-si薄膜进行高温退火处理；
6、4)按照步骤2)、步骤3)方法的重复3-5次，将得到厚度为50-80nm的poly-si薄膜，poly-si薄膜沉积结束，最后采用激光快速退火，修复poly-si薄膜的表面平整度并且提高poly-si薄膜表面结晶质量。
7、优选的，步骤1)中使用脉冲等离子体将硅烷进行离化为三次，第一次脉冲电源的频率为100-500khz；第二次脉冲电源的频率为300-800khz，占空比为0.5-0.9；第三次脉冲电源的频率为500-800khz，占空比为0.5-0.8。
8、优选的，步骤2)中，在以离化的硅烷混合物为气源，进入热裂解反应室，通过控制硅烷混合物的组分和组成，得到一系列具有不同性能的poly-si薄膜。
9、优选的，步骤3)中，poly-si薄膜多次生长技术为采取多次生长-退火-形核的poly-si薄膜制备方法制备poly-si薄膜，能提高poly-si薄膜厚度和结晶质量。
10、优选的，步骤4)中激光功率20-100w。
11、本专利技术有益效果：
12、本专利技术中的新工艺通过使用等离子体离化硅烷和量子点诱导poly-si薄膜生长技术，经过多次的poly-si薄膜沉积-高温退火处理-siox或si3n4-x量子点形核过程后，可以提高poly-si薄膜结晶质量，能够制备出具有较高光电转换效率的topcon及tbc太阳电池，具有较好的开发价值。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种连续离化硅烷及多次生长退火制备poly-Si薄膜的新工艺，其特征在于：该工艺使用了连续离化硅烷技术、多次生长-退火-形核及激光快速退火技术制备poly-Si薄膜，首先使用等离子体多次轰击硅烷分子，通过控制脉冲频率和占空比，获得离化的硅烷混合物，再调节离化的硅烷混合物的组分和组成，以离化的硅烷混合物为气源，进入热裂解反应室，开始在TOPCon及TBC太阳电池隧穿层表面沉积poly-Si薄膜，然后进行高温退火处理和表面氧化或氮化，提高poly-Si薄膜结晶质量，从而提高硅基太阳电池的光电转换效率，该工艺的具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种连续离化硅烷及多次生长退火制备poly-Si薄膜的新工艺，其特征在于：步骤1)中使用脉冲等离子体将硅烷进行离化为三次，第一次脉冲电源的频率为100-500KHz；第二次脉冲电源的频率为300-800KHz，占空比为0.5-0.9；第三次脉冲电源的频率为500-800KHz，占空比为0.5-0.8。
3.根据权利要求1所述的一种连续离化硅烷及多次生长退火制备poly-Si薄膜的新工艺，其特征在于：步骤2)中，在
4.根据权利要求1所述的一种连续离化硅烷及多次生长退火制备poly-Si薄膜的新工艺，其特征在于：步骤3)中，poly-Si薄膜多次生长技术为采取多次生长-退火-形核的poly-Si薄膜制备方法制备poly-Si薄膜，提高poly-Si薄膜的厚度和结晶质量。
5.根据权利要求1所述的一种连续离化硅烷及多次生长退火制备poly-Si薄膜的新工艺，其特征在于：步骤4)中激光功率20-100W。
...【技术特征摘要】
1.一种连续离化硅烷及多次生长退火制备poly-si薄膜的新工艺，其特征在于：该工艺使用了连续离化硅烷技术、多次生长-退火-形核及激光快速退火技术制备poly-si薄膜，首先使用等离子体多次轰击硅烷分子，通过控制脉冲频率和占空比，获得离化的硅烷混合物，再调节离化的硅烷混合物的组分和组成，以离化的硅烷混合物为气源，进入热裂解反应室，开始在topcon及tbc太阳电池隧穿层表面沉积poly-si薄膜，然后进行高温退火处理和表面氧化或氮化，提高poly-si薄膜结晶质量，从而提高硅基太阳电池的光电转换效率，该工艺的具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种连续离化硅烷及多次生长退火制备poly-si薄膜的新工艺，其特征在于：步骤1)中使用脉冲等离子体将硅烷进行离化为三次，第一次脉冲电源的频率为100-500khz；第二次脉冲电源的频率为300-80...
【专利技术属性】
技术研发人员：王应民，曹佳峻，王琴，刘鹏亮，李文琪，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。