專利名稱：鈍化太陽電池表面的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鈍化太陽電池表面的方法。
背景技術：
太陽電池是一種半導體器件，它能夠直接將太陽的光能轉(zhuǎn)換為電能。由于它工作時無需水、油、汽、燃料，只要有光就能發(fā)電的特點，堪稱當代清潔、無污染的可再生能源，而且安裝維護簡單，使用壽命長，可以實現(xiàn)無人值守，倍受人們的青睞，是新能源的佼佼者。近年來，太陽能的應用在全球越來越廣泛，特別是在通信領域，太陽能電源系統(tǒng)正逐步取代一些傳統(tǒng)的電源設備，得到越來越普遍的應用。
硅太陽電池由于存在大量表面態(tài)缺陷，影響電池性能。高光電轉(zhuǎn)換效率的電池(實驗室制造和空間電池)均增加了制備SiO2或H2鈍化工藝，使太陽電池表面覆蓋鈍化層，鈍化層的作用包括(1)鈍化太陽電池正面，降低基體和鈍化層界面的界面態(tài)密度，使光生載流子在該界面處的復合速度減??；(2)減少光的反射。
現(xiàn)有技術中太陽電池表面的鈍化層采用Si3N4、SiO2、TiO2或Ta2O3等單層或多層介質(zhì)膜。中國專利CN1085013A雖然公開了一種用半導體材料制作的MIS/IL雙面太陽電池，并在其表面上覆蓋有鈍化層，但并沒有公開鈍化層沉積的工藝。中國專利CN1564311A公開了一種硅半導體臺面器件的復合鈍化工藝，利用直流輝光放電法，在半導體器件的終端臺面上淀積一層摻氧半絕緣多晶硅膜，再在摻氧半絕緣多晶硅膜上涂敷聚酰亞胺，達到鈍化半導體臺面器件的目的。中國專利CN1023953C公開了一種半導體臺面器件鈍化工藝，它將腐蝕好的臺面器件沖洗好后，立即放入預先配置好的HF，HNO3，HAc，H2O溶液內(nèi)，使其先生成一層染色膜，然后去掉保護膠后進行穩(wěn)定處理，接著放到淀積爐內(nèi)再淀積一層氮化硅，最后再涂敷一層硅漆，這樣在臺面上形成染色膜—Si3N4—有機硅漆的多層保護層。
中國專利CN1564311A利用直流輝光放電法進行復合鈍化工藝，該方法不適用于民用大面積太陽電池的連續(xù)生產(chǎn)。中國專利CN1023953C鈍化的目的是保護半導體器件臺面，不受環(huán)境影響，特別是高溫(90℃以上)下使用器件，提高器件的穩(wěn)定性和可靠性，與鈍化太陽電池的作用不同，太陽電池表面更不可能涂敷一層硅漆，影響太陽光的吸收。
目前，國內(nèi)外太陽電池行業(yè)普遍采用TiOx和SiNx作為電池表面減反射膜，其中TiOx膜僅起減反射膜的作用，而用PECVD制備SiNx膜時，SiH4和NH4等離子與硅表面生成SiNx和氫氣。用氫氣鈍化硅表面態(tài)和晶體界面態(tài)缺陷，使表面態(tài)、界面態(tài)復合速度減小。但適合民用大面積硅太陽電池連續(xù)生產(chǎn)的PECVD設備，國內(nèi)尚不能制造，進口每臺均在千萬元人民幣左右，價格昂貴。空間電池采用的干法和濕法制備SiO2能起到很好的鈍化作用，但均適用小面積太陽電池，不適宜大面積太陽電池的連續(xù)生產(chǎn)，因而沒被采用。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術中鈍化太陽電池表面工藝復雜、適用于小面積太陽電池而不適宜大面積太陽電池的連續(xù)生產(chǎn)的不足，本發(fā)明提出一種工藝過程簡單、適宜大面積太陽電池的連續(xù)生產(chǎn)的鈍化太陽電池表面的方法。
本發(fā)明提出的鈍化太陽電池表面的方法，其特點是用濃度為50％的四乙氧基硅烷溶液在15℃-28℃的溫度條件下涂在已擴散后的硅片上，在500℃-750℃加熱條件下，四乙氧基硅烷熱分解生成SiO2和氫氣，SiO2粘附在硅表面上，經(jīng)電極燒結(jié)時進入硅表面，起到鈍化效果。
本發(fā)明鈍化太陽電池表面的方法，化學原理主要是四乙氧基硅烷熱分解。四乙氧基硅烷熱分解方程式為
相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明提出了一種簡易、實用、不改變現(xiàn)有的民用太陽電池的連續(xù)生產(chǎn)程序，不增加特殊設備，成本低廉的鈍化工藝。在不采用PECVD設備的方法情況下，采用本發(fā)明工藝，可使多晶硅太陽電池的填充因子增加十個百分點以上。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1本發(fā)明一較佳實施例提出的一種鈍化太陽電池表面的方法，包括如下步驟(1)配置50％濃度的四乙氧基硅烷溶液；(2)在21℃下，將步驟(1)配置好的四乙氧基硅烷溶液涂附在已擴散后的硅片上；(3)將步驟(2)得到的涂附有四乙氧基硅烷溶液的已擴散后的硅片置入已溫升至約125℃的烘干爐中烘干；(4)將步驟(3)烘干的硅片置入能快速升溫、快速降溫的燒結(jié)爐中，約725℃高溫下處理35秒。
經(jīng)檢測，采用本實施例鈍化處理后的多晶硅太陽電池的填充因子比不經(jīng)過任何鈍化處理增加了12.3％。
實施例2本實施例中，步驟(3)中烘干爐的溫度為140℃，步驟(4)中燒結(jié)爐內(nèi)的溫度為705℃，處理時間為1分鐘，其余同實施例1。
經(jīng)檢測，采用本實施例鈍化處理后的太陽電池比不經(jīng)過任何鈍化處理的填充因子增加了11.1％。
實施例3本實施例中，步驟(3)中烘干爐的溫度為110℃，步驟(4)中燒結(jié)爐內(nèi)的溫度為740℃，處理時間為11秒，其余同實施例1。
經(jīng)檢測，與不采用任何鈍化處理的多晶硅相比(其余條件同本實施例)，采用本實施例鈍化處理后的太陽電池的填充因子增加了10.9％。
權利要求
1.一種鈍化太陽電池表面的方法，其特征是用濃度為50％的四乙氧基硅烷溶液在15℃-28℃的溫度條件下涂在已擴散后的硅片上，在500℃-750℃加熱條件下，四乙氧基硅烷熱分解生成SiO2和氫氣，SiO2粘附在硅表面上。
2.根據(jù)權利要求1所述的鈍化太陽電池表面的方法，其特征是涂附有四乙氧基硅烷溶液的已擴散后的硅片在100-150℃的烘干爐中烘干后，再進入500℃-750℃加熱條件下加熱。
3.根據(jù)權利要求1所述的鈍化太陽電池表面的方法，其特征是在500℃-750℃加熱條件下是在快速升溫、快速降溫的燒結(jié)爐中實現(xiàn)的。
4.根據(jù)權利要求1所述的鈍化太陽電池表面的方法，其特征是涂附有四乙氧基硅烷溶液的已擴散后的硅片在500℃-750℃加熱條件下處理10-60秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈍化太陽電池表面的方法，其特點是用濃度為50％的四乙氧基硅烷溶液在15℃－28℃的溫度條件下涂在已擴散后的硅片上，在500℃－750℃加熱條件下，四乙氧基硅烷熱分解生成SiO
文檔編號H01L21/316GK1983647SQ20051011145
公開日2007年6月20日 申請日期2005年12月13日 優(yōu)先權日2005年12月13日
發(fā)明者汪樂 申請人:上海太陽能科技有限公司