一种突变结晶硅太阳电池的制备方法

摘要

一种突变结晶硅太阳电池的制备方法，采用CVD的方法在晶体硅片上低温外延制备晶硅薄膜，并采用快速热退火的工艺激活掺杂元素；采用热丝CVD或等离子辅助CVD可实现大面积均匀沉积薄膜，保证体硅太阳电池的均匀性；采用快速热退火处理，可在保证突变结结构不发生明显扩散的前提下，消除低温外延过程中薄膜中的缺陷，激活掺杂元素，得到性能优良突变结结构的晶硅太阳电池。本发明具有优化了制备器件的性能，提高了太阳电池的转换效率，工艺简单，有利于实现大规模生产。

主权项

一种突变结晶硅太阳电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：1）突变结外延层的制备：晶硅电池有P‑型片和N‑型片两种，对于P‑型硅片，需外延沉积N‑型晶硅薄膜；对N‑型片，需外延沉积P‑型晶硅薄膜，以形成合适的PN结结构；其中，在P‑型硅衬底上低温外延N‑型晶硅薄膜，采用如下工艺实现：采用热丝CVD的方法，源气体流量比：SiH₄:PH₃＝1:0.001～1:0.10，稀释比控制在90％～98％，气压控制在1Pa～5Pa，衬底温度为150℃～300℃，热丝温度控制在1600℃～2000℃，衬底与热丝的距离控制为3～8cm，膜厚控制在10～300nm；或者采用等离子辅助CVD的方法，源气体流量比：SiH₄:PH₃＝1:0.001～1:0.10，稀释比控制在90％～98％，气压控制在1Pa～20Pa，衬底温度为150℃～300℃，射频源功率密度控制在0.1～2.0W/cm²，基板间距离控制在2～4cm，膜厚控制在10～300nm；其中，在N‑型硅衬底上低温外延P‑型晶硅薄膜，采用如下工艺实现：采用热丝CVD的方法，源气体流量比：SiH₄:B₂H₆＝1:0.001～1:0.10，稀释比控制在90％～98％，气压控制在1Pa～5Pa，衬底温度为150℃～300℃，热丝温度控制在1600℃～2000℃，衬底与热丝的距离控制在3～8cm，膜厚控制在10～300nm；或者采用等离子辅助CVD的方法，源气体流量比：SiH₄:B₂H₆＝1:0.001～1:0.10，稀释比控制在90％～98％，气压控制在1Pa～20Pa，衬底温度为150℃～300℃，射频源功率密度控制在0.1～2.0W/cm²，基板间距离控制在2～4cm，膜厚控制在10～300nm；2） 对低温外延制备的突变结结构快速热退火改性的工艺如下：采用N₂或者Ar气进行保护进行退火，或者采用真空退火的方式，升温速率大于20℃/分钟，在800℃～1200℃保温10秒～200秒，随后快速降温，从而制得性能优良的突变结结构晶硅太阳电池。