一种太阳能电池用多晶硅片的钝化处理方法
【专利摘要】本发明涉及晶体硅太阳能电池制作工艺，公开了一种简单有效的太阳能电池用多晶硅片表面的钝化处理方法，提供经过制绒、扩散和刻蚀处理的多晶硅片，去除表面的PSG；刻蚀去除多晶硅片的边结；将多晶硅片浸没于钝化液中，同时在光照下利用钝化液中的氢离子对多晶硅片表面进行钝化处理；在多晶硅片表面沉积SiNx薄膜。本发明的钝化方法步骤少，操作简单易行；使用该钝化方法进行钝化之后的多晶硅片样品的少子寿命可以得到明显提高，进而提高了后续组件的稳定性和效率。
【专利说明】—种太阳能电池用多晶硅片的钝化处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及晶体硅太阳能电池制作工艺领域，具体涉及一种太阳能电池用多晶硅片表面的钝化处理方法。
【背景技术】
[0002]少子寿命是表征硅晶体质量的主要参数。硅晶体结构在表面的突然断裂使得硅表面形成悬挂键，表面态密度增大，形成大量的电子-空穴复合中心，导致少子寿命大大减少。而目前所使用的钝化方法是直接采用PECVD (Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，等离子体增强化学气相沉积，全文简称PECVD)法对多晶硅片进行等离子体沉积SiNx膜，SiNx膜同时具有较好的减反射效果和表面钝化效果，但是制成的组件衰减比较厉害，稳定性不够理想。
[0003]中国发明专利(申请号:201210047081.1)“一种多晶硅片的钝化处理方法”公开了将多晶硅片背面抛光；再将多晶硅片背面用化学试剂清洗后，从离子水中将硅片慢慢提起，以保证没有水珠挂在硅片上；在80?90°C的低温下将硅片烘干，烘干时间为一小时；使用PECVD法对多晶硅片背面进行等离子氧化铝薄膜的沉积，正面减反膜沉积，沉积后在硅片表面形成小于2nm厚度的SiO2薄膜层；将沉积后的多晶硅片在400°C温度下进行退火处理，以激发钝化性能。通过硅片的前期湿-热处理，在硅片表面形成了一层极薄的SiO2薄膜，且这层薄膜中富含水汽所带来的羟基，为与氧化铝中的氧原子的结合提供了很好的化学结构基础。使用该方法钝化处理后，PECVD沉积的氧化铝薄膜相比普通处理的硅片的镀膜优点如下:多晶硅片氧化铝钝化膜的少子寿命可提升30%，烧结后的钝化作用下降幅度也相对减小20%,提闻了热稳定性。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种简单有效的太阳能电池用多晶硅片表面的钝化处理方法，以克服现有技术存在的不足。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0006]本发明的太阳能电池用多晶硅片的钝化处理方法，包括下述步骤:
[0007]a、提供经过制绒、扩散和刻蚀处理的多晶硅片，去除表面的PSG (PhosphoSilicate Glass,磷娃玻璃,全文简称PSG);
[0008]b、刻蚀去除所述多晶硅片的边结；
[0009]C、将所述多晶硅片浸没于钝化液中，同时在光照下利用钝化液中的氢离子对所述多晶硅片表面进行钝化处理；
[0010]d、在所述多晶硅片表面沉积SiNx薄膜。
[0011]优选的，步骤c中，所述的钝化液为氢氟酸溶液。采用液态钝化不仅操作简单，本身钝化液富含丰富的H离子，钝化效果明显。
[0012]进一步的，所述氢氟酸溶液浓度为2?10wt%。[0013]更优选的，所述氢氟酸溶液浓度为5wt%。
[0014]优选的，步骤c中，将所述多晶硅片浸没于钝化液中，使所述多晶硅片表面有一均匀钝化液层，同时利用光子能量大于硅禁带宽度的光对所述多晶硅片光照处理后进行清洗、烘干。
[0015]进一步的，采用波长小于IlOOnm的可见光或紫外光照射所述多晶硅片。
[0016]优选的，步骤c中，光照时间为I?20min。
[0017]进一步的，光照时间为IOmin。
[0018]优选的，步骤d中，采用PECVD法在所述多晶硅片表面沉积SiNx薄膜。
[0019]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0020]本发明利用富含氢离子的液态钝化液结合光照p-n结对多晶硅片进行钝化，使氢离子与硅悬挂键形成S1-H键，对多晶硅片表面起到钝化的效果，降低表面态密度，可以有效地降低表面少子复合率，有效地提高多晶硅片的性能。本发明的钝化方法步骤少，操作简单易行；使用该钝化方法进行钝化之后的多晶硅片样品的少子寿命可以得到明显提高，进而提闻了后续组件的稳定性和效率。
【具体实施方式】
[0021]本发明公开了一种多晶硅片表面的钝化处理方法，具有如下步骤:
[0022]a、提供经过制绒、扩散和刻蚀处理的多晶硅片，去除表面的PSG ；
[0023]b、刻蚀去除多晶硅片的边结；
[0024]C、将多晶硅片浸没于钝化液中，同时在光照下利用钝化液中的氢离子对多晶硅片表面进行钝化处理；
[0025]d、在所述多晶硅片表面沉积SiNx薄膜。
[0026]步骤c具体包括:cl、将多晶硅片浸没于钝化液中，使多晶硅片表面有一均匀钝化液层；c2、同时对多晶硅片光照处理后进行清洗、烘干。
[0027]其中，钝化液为具有2wt%?10wt%浓度的氢氟酸溶液,其浓度为5wt%时,钝化效果最佳。进一步的，本发明利用光子能量大于硅禁带宽度的光，即波长小于IlOOnm的可见光或紫外光照射多晶娃片。光照时间为I?20min,优选为lOmin。
[0028]采用PECVD方法在多晶硅片表面沉积SiNx薄膜。
[0029]e、将稳定状态下的多晶硅片放入WT-2000少子寿命测试仪中进行测量。
[0030]下面将对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]下述实施例中所用的实验材料，如无特殊说明，均可由常规生化试剂商店购买得到。
[0032]实施例1
[0033]具体试验步骤如下:
[0034](I)分别取两组经过制绒、扩散和刻蚀之后的多晶硅片。
[0035](2)将其中一组多晶硅片去除PSG之后浸没于2wt%的HF (氢氟酸)溶液中，使多晶硅片表面有一均匀薄层的钝化液，同时用可见光光照多晶硅片lOmin，清洗烘干；然后进行PECVD沉积SiNx薄膜。
[0036](3)将另一组多晶硅片按照现有方法，去除PSG清洗烘干之后直接进行PECVD沉积SiNx薄膜。
[0037](4)沉积之后的样品分别采用WT-2000少子寿命测试仪进行测试。
[0038]没有经过液态钝化的样品的少子寿命为18 μ S，经液态钝化之后的样品的少子寿命则提闻到20 μ S。
[0039]实施例2
[0040]具体试验步骤如下:
[0041](I)分别取两组经过制绒、扩散和刻蚀之后的多晶硅片。
[0042](2)将其中一组多晶硅片去除PSG之后浸没于8wt%的HF溶液中，使多晶硅片表面有一均匀薄层的钝化液，同时用可见光光照多晶硅片lOmin，清洗烘干；然后进行PECVD沉积SiNx薄膜。
[0043](3)将另一组多晶硅片按照现有方法，去除PSG清洗烘干之后直接进行PECVD沉积SiNx薄膜。
[0044](4)沉积之后的样品分别采用WT-2000少子寿命测试仪进行测试。
[0045]没有经过液态钝化的样品的少子寿命为18 μ s，经液态钝化之后的样品的少子寿命则提闻到22 μ S。
[0046]实施例3
[0047]具体试验步骤如下:
[0048](I)分别取两组经过制绒、扩散和刻蚀之后的多晶硅片。
[0049](2)将其中一组多晶硅片去除PSG之后浸没于5wt%的HF溶液中，使多晶硅片表面有一均匀薄层的钝化液，同时用可见光光照多晶硅片lOmin，清洗烘干；然后进行PECVD沉积SiNx薄膜。
[0050](3)将另一组多晶硅片按照现有方法，去除PSG清洗烘干之后直接进行PECVD沉积SiNx薄膜。
[0051](4)沉积之后的样品分别采用WT-2000少子寿命测试仪进行测试。
[0052]没有经过液态钝化的样品的少子寿命为18 μ S，经液态钝化之后的样品的少子寿命则提闻到23 μ S0
[0053]综上所述，本发明利用富含氢离子的液态钝化液结合光照p-n结对多晶硅片进行钝化，使氢离子与硅悬挂键形成S1-H键，对多晶硅片表面起到钝化的效果，降低表面态密度，可以有效地降低表面少子复合率，有效地提高多晶硅片的性能。本发明的钝化方法步骤少，操作简单易行；使用该钝化方法进行钝化之后的多晶硅片样品的少子寿命可以得到明显提闻，进而提闻了后续组件的稳定性和效率。
[0054]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。[0055]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【权利要求】
1.一种太阳能电池用多晶硅片的钝化处理方法，包括下述步骤: a、提供经过制绒、扩散和刻蚀处理的多晶硅片，去除表面的PSG； b、刻蚀去除所述多晶硅片的边结； C、将所述多晶硅片浸没于钝化液中，同时在光照下利用钝化液中的氢离子对所述多晶硅片表面进行钝化处理； d、在所述多晶硅片表面沉积SiNx薄膜。
2.根据权利要求1所述的钝化处理方法，其特征在于:步骤c中，所述钝化液为氢氟酸溶液。
3.根据权利要求2所述的钝化处理方法，其特征在于:所述氢氟酸溶液浓度为2?10wt%o
4.根据权利要求3所述的钝化处理方法，其特征在于:所述氢氟酸溶液浓度为5wt%。
5.根据权利要求1所述的钝化处理方法，其特征在于:步骤c中，将所述多晶硅片浸没于钝化液中，使所述多晶娃片表面有一均勻钝化液层，同时利用光子能量大于娃禁带宽度的光对所述多晶硅片光照处理后进行清洗、烘干。
6.根据权利要求5所述的钝化处理方法，其特征在于:采用波长小于IlOOnm的可见光或紫外光照射所述多晶硅片。
7.根据权利要求1所述的钝化处理方法，其特征在于:步骤c中，光照时间为I?20mino
8.根据权利要求7所述的钝化处理方法，其特征在于:所述光照时间为lOmin。
9.根据权利要求1所述的钝化处理方法，其特征在于:步骤d中，采用PECVD法在所述多晶硅片表面沉积SiNx薄膜。
【文档编号】H01L31/18GK103715310SQ201410024995
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】沈明荣, 张漫, 苏晓东 申请人:常熟苏大低碳应用技术研究院有限公司