太陽能電池背面鈍化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及晶體硅太陽能電池領域，更具體地，涉及一種太陽能電池的背面鈍化方法。
【背景技術】
[0002]高效太陽能電池發展的重要方向是采用雙面鈍化結構，例如P型基片PERC (passivated emitter and rear side cell)電池和 N 型基片 PERT (passivatedemitter and rear total diffused)電池等。由于娃片表面態的存在，使得表面的復合速率比較高，影響了少數載流子(少子)壽命。而鈍化層通過化學鈍化和場效應鈍化作用，可以降低硅片表面的復合速率。其中，化學鈍化可通過飽和硅片表面的懸掛鍵，降低各種缺陷態密度，減少表面復合中心來降低復合速率；場效應鈍化可通過鈍化膜中固定電荷在界面處形成靜電場作用，減少表面受電場排斥的載流子濃度，從而降低復合速率。
[0003]目前，在太陽能生產中應用比較廣泛的鈍化膜有Si02、SiNdPAl 203。其中，S1^表面固定正電荷濃度為1iciCnT2,主要依靠化學鈍化作用進行表面鈍化，適合鈍化P型和N型層硅表面；SiNx的表面固定正電荷濃度為10 11?10 12cm_2，依靠化學鈍化和場效應鈍化作用進行表面鈍化，適合鈍化N型層硅表面，目前已廣泛應用于P型傳統單晶硅電池的正表面(N+層)鈍化；A1 203的表面固定負電荷濃度為10 12?10 13cm_2，也是依靠化學鈍化和場效應鈍化作用進行表面鈍化，適合鈍化P型層硅表面。
[0004]對于PERC或PERT電池，N型層表面一般采用SiNj^ S1 2/SiNx疊層膜鈍化，目前工藝已經很成熟。而對于P型層表面的鈍化，是提高電池性能的重要方向。當前主要是采用Al203/SiNx疊層鈍化膜對P型層表面進行鈍化，其工藝流程一般是:
[0005]I)背面 ALD(atomic layer deposit1n，原子層沉積)沉積 Al2O3,厚度為 10 ?20nm ；
[0006]2)背面 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposit1n，等離子體增強化學氣相沉積)沉積SiNx,厚度為80?200nmo
[0007]Al2O3通過化學鈍化和場效應鈍化作用，可以很好地鈍化P型表面，但Al 203的熱穩定性較差，在背面鋁燒結的過程中容易被鋁侵蝕，因而需要在Al2O3的表面再沉積一層SiN x對其進行保護，同時利用SiNJX積過程的氫鈍化作用，進一步飽和硅片表面的懸掛鍵，降低表面復合速率。然而，SiNx帶有較高密度的固定正電荷，會與帶固定負電荷的Al 203形成相反的電場作用，因此需要通過增加Al2O3的厚度，來消除SiNx固定正電荷的影響。
[0008]目前，采用ALD原子層沉積技術沉積氧化鋁(Al2O3)鈍化膜時的最高沉積速度只有1.lnm/min，厚度一般為10?20nm，因此需要的工藝時間較長。而采用PECVD沉積51隊或S1Jt的最高沉積速度大于20nm/min,故Al 203較低的沉積速度對電池的規模化生產是一個很大的制約。
[0009]此外，沉積SiNx時采用的反應氣體通常為SiHjP NH 3。其中，SiH4的比例越高，SiNj^的硅含量越高，形成的空位密度越高，氫的擴散系數越大，氫鈍化性能越好。所以，目前Al203/SiNx疊層膜鈍化膜都傾向于采用高硅含量的SiNx(x < 1.33)。不過，雖然SiNj9硅含量提高可以提高鈍化性能，但在背面鋁燒結過程中被鋁漿侵蝕的可能性也越大，因此背面高硅含量的SiNx的厚度一般需要大于80nm，這也制約了產能的提高，并使得成本居高不下。
【發明內容】
[0010]本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種新的太陽能電池背面鈍化方法，通過優化現有的鈍化工藝流程，在保證鈍化效果的條件下，可以降低鈍化膜的厚度，實現產能的提高及成本的降低。
[0011]為實現上述目的，本發明的技術方案如下:
[0012]太陽能電池背面鈍化方法，包括:
[0013]步驟SOl:提供一太陽能電池硅襯底，在所述襯底的背面沉積Al2O3薄膜；
[0014]步驟S02:在所述Al2O3薄膜上沉積S1 2薄膜；
[0015]步驟S03:在所述SiCV薄膜上沉積高硅含量的第一 SiNx薄膜，其中，第一 SiNx中的X < 1.33 ；
[0016]步驟S04:在所述第一 SiNx薄膜上沉積低硅含量的第二 SiNx薄膜，其中，第二 SiNx中的X彡1.33。
[0017]優選地，步驟SOl中，采用ALD法沉積所述Al2O3薄膜。
[0018]優選地，步驟SOl中，所述Al2O3薄膜的沉積厚度為5?10nm。
[0019]優選地，步驟S02中，采用PECVD法沉積所述SiCV薄膜。
[0020]優選地，步驟S02中，所述S12薄膜的沉積厚度為5?10nm。
[0021 ] 優選地，步驟S03中，采用PECVD法沉積所述第一 SiNx薄膜。
[0022]優選地，步驟S03中，所述第一 SiNx薄膜的沉積厚度為10?80nm。
[0023]優選地，步驟S04中，采用PECVD法沉積所述第二 SiNx薄膜。
[0024]優選地，步驟S04中，所述第二 SiNx薄膜的沉積厚度為10?80nm。
[0025]優選地，所述襯底為P型或N型硅襯底。
[0026]從上述技術方案可以看出，本發明通過對現有太陽能電池背面鈍化工藝進行優化，采用Al203/Si02/高硅含量SiNx/低硅含量SiNJ^四層疊層鈍化膜代替傳統的Al 203/SiNx=層疊層鈍化膜，通過增加S1Jl的沉積，可以有效消除高硅含量SiNx固定正電荷的影響，在保證鈍化效果的條件下，可將Al2O3的最小厚度從現有的1nm降至5nm，從而可將ALD工序的產能提高一倍，相當于降低了 ALD工序一半的成本；并且，在硅含量高低不同的二層SiNx疊層中，高硅含量的SiNx可以保證對硅表面的氫鈍化效果，而低硅含量的51\可以防止鋁燒結過程中對內層膜的侵蝕。因此，相比傳統的Al203/SiNx二層疊層膜，本發明可實現對Al203/Si02/高硅含量SiNx/低硅含量51隊四層疊層膜總厚度的明顯降低；Si02、SiNx層的沉積可在同一臺PECVD設備中通過調整反應氣體種類及流量依次實現，不需要增加額外的裝卸片過程，從而進一步提高了產能，節約了工藝總成本，并符合規模化生產的要求。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發明太陽能電池背面鈍化方法的流程圖；
[0028]圖2是本發明一實施例中根據圖1的鈍化方法所形成的電池背面鈍化膜結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖，對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0030]需要說明的是，在下述的【具體實施方式】中，在詳述本發明的實施方式時，為了清楚地表示本發明的結構以便于說明，特對附圖中的結構不依照一般比例繪圖，并進行了局部放大、變形及簡化處理，因此，應避免以此作為對本發明的限定來加以理解。
[0031]在以下本發明的【具體實施方式】中，請參閱圖1，圖1是本發明太陽能電池背面鈍化方法的流程圖；同時，請參閱圖2，圖2是本發明一實施例中根據圖1的鈍化方法所形成的電池背面鈍化膜結構示意圖。如圖1所示，本發明的太陽能電池背面鈍化方法，包括以下步驟:
[0032]如框001所不，步驟SOl:提供一太陽能電池娃襯底，在所述襯底的背面?幾積Al2O3薄膜。
[0033]請參閱圖2，本發明的太陽能電池背面鈍化方法，可適用于對P型或N型硅襯底的背面進行鈍化。在本實施例中，以P型硅襯底為例，在所述P型硅襯底2的正面(即圖示的上表面)，通過進行磷擴散形成N+層I。然后，作為本發明一可選實施例，在所述P型硅襯底2的背面，可采用ALD法沉積一層Al2O3薄膜3。進一步優選地，可將所述Al 203薄膜3的沉積厚度控制在5?10nm。如果是選用N型硅襯底，則還需要先在N型硅襯底的背面通過進行硼擴散形成P+層，然后，再在P +層上沉積Al 203薄膜。
[0034]在現有