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专利号: 2018108957226
申请人: 浙江师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种背面钝化的晶体硅太阳能电池,其特征在于:以氧化钼作为p型晶体硅钝化层和空穴传输层,具有如下的结构:Ag/SiNx/n-c-Si/p-c-Si/SiO2/MoO3/Al/Ag,其中x=0.9~

1.2,n-c-Si为磷掺杂的n型晶体硅,Al层厚度为3nm。

2.一种权利要求1所述晶体硅太阳能电池的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

1)清洗与制绒:取电阻率为0.5~1.5Ω.cm,厚度为180μm,尺寸为4×4cm2的单晶硅片,首先将硅片先后浸入丙酮、无水乙醇溶液中并采用超声清洗10min,去除表面油渍和污物;

然后在浓度为30%的氢氧化钠溶液中在80℃温度下水浴处理20min,去除表面损伤层;最后,在硝酸/氢氟酸/冰醋酸溶液(体积比为3:3:1)中溶液中在常温下腐蚀120s,对表面进行化学抛光,获得平整表面,然后用去离子水反复冲洗3次以上,并用氮气吹干;

2)背面生长氮化硅:以电子级氨气和硅烷分别为氮源和硅源,以高纯氮气为载气,利用低压化学气相沉积法在硅片背面生长厚度为80~100nm氮化硅保护层;

3)前表面制绒:利用常规碱体系对硅片前表面进行制绒,采用质量分数1~2%的NaOH、质量分数2.5~5.0%的Na2SiO3.9H2O、体积分数5~10%的异丙醇的溶液体系,在80~85℃下水浴加热并超声处理20~30min,然后用去离子水冲洗,氮气吹干;

4)前表面磷扩散:将扩散炉预先升温至扩散温度850~900℃,通入氮气驱除炉管内的残留气体;把表面制绒后的硅片放进石英舟,推入恒温区,在氮气保护下预热5min;携源氮气流量为80~120sccm,氧气流量为50~90sccm,5~10min后关闭携源氮气和氧气阀门;关闭扩散炉的加热电源,让石英舟自然冷却至室温,取出硅片;扩散结束以后,采用等离子体干法刻蚀去除硅片边缘的n型层,然后放入质量分数5~12%氢氟酸溶液,在室温下浸泡30~90s;最后,用去离子水冲洗,氮气吹干;

5)前表面生长SiNx钝化层和抗反层:采用等离子体增强化学气相沉积法,射频为

13.56MHz,沉积腔体的本底真空优于1×10-3Pa,射频功率密度为0.5~1.0W/cm2,以电子级氨气和硅烷分别为氮源和硅源,氨气和硅烷的流量比为1:2~6,工作气压为100~200Pa,生长温度为200~300℃,在硅片前表面生长厚度为80~100nm的SiNx薄膜;

6)背面热氧化生长二氧化硅:利用体积分数1%的氢氟酸去除硅片背表面的自然氧化层,用去离子水冲洗,氮气吹干;然后用高温快速热氧化法,在硅片背表面生长一层厚度为

1.2~1.5nm的二氧化硅隧穿层;

7)背面热蒸发法生长氧化钼和金属铝:蒸发镀膜腔体的真空度优于1×10-4Pa,调节加热电流,使得氧化钼蒸发速率为0.05nm/s,待速率稳定后打开挡板,开始蒸镀;当厚度达到

3nm时,关闭挡板,关闭加热电流;随后,在不破真空条件下,调节加热电流,使得金属铝蒸发速率为0.1nm/s蒸镀3nm的铝;

8)生长银电极:硅片的前后表面利用磁控溅射法生长厚度为500nm的银电极,前表面利用栅线掩膜板,形成银栅线电极,后表面全部形成银电极;溅射靶材为金属银,溅射腔体的本底真空优于1×10-3Pa,工作气体为氩气,工作气压为1.0Pa,溅射温度为室温,溅射功率为

1~3W/cm2;

9)退火处理:在750~850℃温度和氮气氛围下进行退火处理,时间为5~10min,从而得到所需的晶体硅太阳能电池。