制造薄膜太阳能电池的硅基薄膜沉积方法

摘要

本发明提出了硅基薄膜沉积方法，用于制备高效率，大面积均匀分布的硅基薄膜太阳能电池。它可在不高于400℃的低温下在大面积的玻璃基片或不锈钢基片、高分子基片上均匀地沉积高质量和具有不同能隙宽度的硅基薄膜；这些薄膜包括n型、i型、p型非晶硅和微晶硅，n型、i型、p型非晶锗化硅和微晶锗化硅，n型、i型、p型非晶碳化硅和微晶碳化硅，以及富硅二氧化硅薄膜。这些薄膜采用感应耦合等离子增强化学气相沉积方法制备。

主权项

一种制造薄膜太阳能电池的硅基薄膜沉积方法，为采用优化高密度等离子增强化学气相沉积工艺在基片或TCO层上沉积非晶硅或微晶硅薄膜，所述基片为不锈钢基片或玻璃基片、常规高分子基片，TCO为透明导电氧化物膜，其特征是，该方法的工艺步骤为：(1)对不锈钢基片或玻璃基片的清洗工艺分两步进行：第一步，用体积比HCl∶H2O2∶H2O＝10∶0.8‑1.2∶48‑52的溶液在60℃‑70℃清洗5分钟‑10分钟；第二步，用体积比NH4OH∶H2O2∶H2O＝10∶0.8‑1.2∶48‑52的溶液在60℃‑70℃清洗5分钟‑10分钟；最后用水清洗干净；常规高分子基片、TCO层不需清洗；(2)基片或TCO层表面处理：使用表面等离子处理或用浓度为0.2％‑0.6％的氢氟酸或盐酸浅度刻蚀，形成中部较低而周边较高的U型表面，以避免在沉积的非晶硅或微晶硅中形成气孔，空洞和间隙；(3)先镀上微晶成核层：使用13.6千赫兹‑40千赫兹及射频功率为400‑800W的高频高能量等离子，H2/SiH4体积流量比为H2/SiH4＝100/1‑10/1，在温度350℃‑400℃和沉积室气压2pa‑5pa条件下，在基片表面形成一层薄的微晶成核层；(4)以下优化的工艺条件制备高质量的微晶硅薄膜或非晶硅薄膜：a.微晶硅薄膜的沉积：等离子射频功率400W‑800W、射频频率为13.6千赫兹‑40千赫兹，H2/SiH4体积流量比为H2/SiH4＝(20‑90)/1，沉积室气压3pa‑12pa；b.非晶硅薄膜的沉积条件为：等离子射频频率13.6千赫兹‑20千赫兹、射频功率50W‑300W，H2或He/SiH4体积流量比为H2或He/SiH4＝10/1‑2/1，温度200℃‑350℃，沉积室气压100pa‑1000pa。