[发明专利]一种掺杂氮硅化物薄膜钝化接触结构的制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种掺杂氮硅化物薄膜钝化接触结构的制备方法及其应用，包括以下步骤：首先在硅片表面生长一层氧化硅层，然后在所述氧化硅层表面上沉积一层或多层掺杂的氮硅化物薄膜，并进行780‑1100^oC的高温晶化处理，形成隧穿氧化硅钝化接触结构；本发明采用掺杂的氮硅化物薄膜取代掺杂多晶硅薄膜，用于TOPCon结构，不仅可以保持TOPCon结构优异的表面钝化性能和接触性能，而且具有若干多晶硅薄膜所不具备的特殊优势。

技术领域

本发明涉及太阳电池技术领域，具体讲是一种掺杂氮硅化物薄膜钝化接触结构的制备方法及其应用。

背景技术

钝化接触也叫载流子选择性收集，是近年来硅太阳电池的热点研究方向。钝化接触结构能够在硅表面形成显著的能带弯曲，使一种载流子通过而另一种载流子无法通过，形成很好的载流子收集，同时又能抑制载流子在界面的复合。因此，钝化接触结构可以实现高效钝化和载流子收集，消除硅与金属的直接接触，因而能够提高钝化效果，使太阳电池获得很高的开路电压。

隧穿氧化硅钝化接触晶硅太阳电池是一种典型的钝化接触电池，英文也称TOPCon，其典型的器件结构如图1所示。需要说明的是，其他一些技术如POLO、monoPoly、PERPoly等也是基于氧化硅/掺杂多晶硅的结构，只是名称有所不同而已。TOPCon技术具有结构简单、钝化效果好、可承受高温工艺、兼容现有产线、可有效提升电池效率等优点，因此被产业界和学术界关注。

常规的TOPCon晶硅太阳电池的主要特征功能层由两部分组成：氧化硅钝化隧穿层、多晶硅载流子收集层。目前，隧穿氧化硅钝化结构可以实现非常优异的钝化效果。隐含开路电压(iV_oc)和单面饱和暗电流(J₀)是表征钝化效果的两个关键指标，其中iV_oc越高越好、J₀则越低越好。通常而言，钝化效果好的n型TOPCon，其iV_oc730mV,J₀7fA/cm²，其接触电阻率均可以低于20mΩcm²，满足全背面接触高效电池所需的接触电阻率需求。

目前，各大光伏制造厂商已经开始研究TOPCon结构的商用化进程。基于掺杂多晶硅的TOPCon结构已经成为一种重要的下一代高效光伏技术，具有重大的应用前景。

TOPCon技术在制备掺杂多晶硅方面存在两大技术路线：一是采用低压化学气相沉积(LPCVD)路线，另一种则是等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)路线。相比于LPCVD路线，PECVD路线可以实现高速的原位掺杂薄膜沉积、且不产生绕镀，被认为是更适合于工业生产的技术路线。

PECVD技术路线的具体实现方式是：首先在硅片表面制备一层氧化硅，接着采用PECVD沉积一层掺杂非晶硅，然后进行高温晶化处理，使非晶硅形成多晶硅，从而制备TOPCon结构。