热氧化工艺的双面率的研究

发表时间:2019/3/28   来源:《电力设备》2018年第28期   作者:李跃恒 杨爱静 陈璐
[导读] 摘要:二氧化硅(SiO2)薄膜是一种良好的表面钝化膜和介质膜, 广泛应用于太阳电池和微电子工艺。

        (中电投西安太阳能电力有限公司  陕西西安  710100)
        摘要:二氧化硅(SiO2)薄膜是一种良好的表面钝化膜和介质膜, 广泛应用于太阳电池和微电子工艺。二氧化硅薄膜的制备方法主要有热氧化法和化学气相沉积法。热氧化工艺是指在高温(600 -1000 ℃)下氧化硅片表面形成SiO2 薄膜, 包括干氧氧化、湿氧氧化以及水汽氧化。使用氧化炉在高温有氧条件下生成致密性较好的二氧化硅层在PERC电池上会引起对杂质的再分布,对电池的电性能提升,有一定的效果。
        关键词:热氧化;双面率;电池转化效率
        0引言
        目前常规电池的生产中主要是利用PECVD沉积SiNx膜作为钝化减反射膜,SiNx膜具有优良的氢钝化和减反射作用,但是SiNx膜与Si的晶格匹配性较差,导致SiNx/Si界面缺陷密度较高,而SiO2/Si具有良好的界面性能,因此硅片在刻蚀工序后,先在其表面热生长一层SiO2层,再镀SiNx膜,形成SiO2/SiNx双层减反钝化膜可以有效改善硅片的表面钝化。
        1实验部分
        1.1实验原理
        热氧化生长SiO2膜的方法即是在高温条件下,用干燥的纯氧直接与硅片表面的不饱和硅原子结合形成SiO2,其化学反应方程式为:
        Si+O2SiO2
        1.2实验方法
        采用P型硅多晶薄片作为衬底,面积为156.75 mm*156.75 mm,厚度为200±20nm,使用设备为热氧化扩散炉。
        工艺流程:
 
        2结果和讨论
        2.1热氧化对电池正面的电性能影响
 
        通过以上的电性能可以看出,经过热氧化生成的二氧化硅的钝化和退火作用,开压、填充有了极大地提高,转化效率有0.3%的提高。
        2.2目前,在行业内大部分制作的是双面PERC电池,大家对双面率都有一定的要求,通过热氧化退火工艺虽然增加了电池正面的转化效率,但是否满足双面率的要求,有待进一步验证。以下实验是对双面PERC电池的双面率验证的电性能参数:

        通过上述实验验证,可以看出,热氧化的双面率较非热氧化电池的双面率高出2%,热氧化工艺对背面的电池效率也有0.5%左右的提高。
        3结论
        经过热氧化生成的二氧化硅的钝化和退火作用,开压、填充有了极大地提高,转化效率有0.3%的提高;
        热氧化的双面率较非热氧化电池的双面率高出2%,热氧化工艺对背面的电池效率也有0.5%左右的提高。

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