高效单晶电池工艺之四

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钝化层
      钝化工艺是制造高效太阳电池的一个非常重要的步骤，在一定程度上说，它是衡量高效电池的重要标志。对于没有进行钝化的太阳电池，光生载流子运动到一些高复合区域后，如表面和电极接触处，很快就被复合掉，从而严重影响电池的性能。采取一些措施对这些区域进行钝化后可以有效地减弱这些复合，提高电池效率。一般来说，高效太阳电池可采用热氧钝化、原子氢钝化，或利用磷、硼、铝表面扩散进行钝化。
      热氧钝化是最普遍最有效的一种方式，在电池的正面和背面形成氧化硅膜，可以有效地阻止载流子在表面处的复合。除此之外，氧化硅层还可以起到减反射膜、化学镀的掩膜、防止硅片污染等作用。目前，采用TCA（三氯乙烯）工艺生长的氧化硅层钝
化效果较高。利用原子氢对电池也有很好的钝化，一般认为，硅的表面有大量的悬挂键，这些悬挂键是载流子的有效复合中心，而原子氢可以中和悬挂键，所以减弱了复合。利用PECVD和“alneal”工艺可以在硅片的界面处产生原子氢."PECVD"工艺是采用等离子体增强化学气相沉积技术在电池表面沉积一层SiN减反射膜，其作用：1.减少光反射，起到表面钝化和体钝化的效果；2.提高电池的短路电流和开路电压。其反应式为：SiH4+NH3==SiNx+H2. “alneal”工艺是指在正面的氧化层上蒸镀铝膜，然后在370 ℃的合成气氛（4％H2+96％N2）中退火30 min，最后用磷酸腐蚀掉这层铝膜。经过“alneal”工艺后，载流子寿命和开路电压都得到较大提高。这种工艺的原理是，在一定温度下，铝和氧化物中OH-离子发生反应产生了原子氢，从而对Si/SiO2的界面的
一些悬挂键进行钝化。
      利用磷、硼或铝在电池的表面进行扩散，形成背场，迫使少数载流子远离表面，减少复合几率，这也是一种钝化。