一種太陽能電池及其氫化非晶硅i膜層表面處理方法技術

本發明專利技術公開了一種硅異質結太陽能電池及其氫化非晶硅i膜層表面處理方法，采用氫氬混合或者氫氦混合氣體對氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理，既可以通過氬或者氦等離子體以物理方式對氫化非晶硅i膜層表面進行較優的清洗，還能夠促進氫等離子體數量的增加，從而增強對氫化非晶硅i膜層表面的鈍化和清洗效果；同時，氬或者氦等離子體物理轟擊過程中會對氫化非晶硅i膜層表面產生輕微的損傷，氫等離子體不僅對氫化非晶硅i膜層表面起到鈍化作用，還可修復此輕微損傷。氫氬混合或者氫氦混合等離子體協同作用，可對氫化非晶硅i膜層表面起到較優的鈍化和清洗作用，從而提升電池性能。

A surface treatment method for solar cell and its hydrogenated amorphous silicon I film

The invention discloses a silicon heterojunction solar cell and its hydrogenated amorphous silicon I film surface treatment method of hydrogenated amorphous silicon I film surface plasma treatment by hydrogen and argon or hydrogen helium mixture, either through argon or helium plasma by physical method of hydrogenated amorphous silicon I film with surface cleaning good, also can increase the quantity of hydrogen plasma, thereby enhancing the passivation and cleaning effect of hydrogenated amorphous silicon film on the surface of I; at the same time, the process of argon or helium plasma bombardment will produce slight damage of hydrogenated amorphous silicon I coating on the surface, not only to hydrogen plasma passivation of hydrogenated amorphous silicon I the film surface, can also repair the damage. Hydrogen argon mixing or hydrogen helium mixed plasma synergistic effect can play a better role in passivation and cleaning on the surface of hydrogenated amorphous silicon I, thereby improving battery performance.

【技術實現步驟摘要】
一種太陽能電池及其氫化非晶硅i膜層表面處理方法本專利技術申請是申請日為2015年11月26日、申請號為201510842967.9、專利技術名稱為"一種太陽能電池及其氫化非晶硅i膜層表面處理方法"的專利技術申請的分案申請。
本專利技術涉及太陽能電池生產
，特別是涉及硅異質結太陽能電池及其氫化非晶硅i膜層表面處理方法。
技術介紹
硅異質結太陽能電池是一種利用晶體硅基板和非晶硅薄膜工藝制成的混合型電池，具有轉換效率高、工藝流程簡單、溫度系數低等優勢，受到人們的廣泛關注。現有硅異質結太陽能電池的生產工藝包括：清洗、制絨、對氫化非晶硅i(ia-Si:H)膜層和氫化非晶硅p(pa-Si:H)膜層以及氫化非晶硅n(na-Si:H)膜層進行沉積、對透明導電氧化物薄膜進行沉積、柵極電極絲網印刷、退火等。等離子體處理技術是硅異質結太陽能電池的重要制備工藝之一，常用于氫化非晶硅i(ia-Si:H)膜層表面的處理，可以減少表面未飽和的硅懸掛鍵等缺陷態，降低界面的復合，提高界面的鈍化效果，提升電池的性能。等離子體處理可分為物理處理和化學處理兩種。物理處理的反應機理是利用等離子體中的粒子作純物理的轟擊，把材料表面的原子或附著材料表面的原子打掉，常用的氣體為氬氣、氦氣等不活潑氣體。化學處理的反應機理是利用等離子體中的高活反應粒子與材料表面發生化學反應作用，從而實現分子水平的沾污去除目的，常用的氣體有氫氣、氧氣、四氟化碳、三氟化氮等氣體。現有的硅異質結太陽能電池主要采用氫氣對沉積的氫化非晶硅i膜層進行等離子體處理，該處理方法是一種以化學反應為主的處理工藝，其中氫等離子體可飽和氫化非晶硅i膜層表面未飽和的硅懸掛鍵等缺陷態，降低界面的復合，以達到鈍化界面缺陷態的目的，但是氫等離子體能量較低，對界面的清洗能力較弱，無法起到有效的清洗作用，使得污染物不能被完全清洗，從而影響電池性能。因此，如何提高硅異質結太陽能電池界面的清洗效果和鈍化效果顯得十分重要。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種硅異質結太陽能電池的氫化非晶硅i膜層表面處理方法，可對氫化非晶硅i膜層進行有效的清洗和鈍化，從而清除其表面污染物并飽和其表面未飽和的硅懸掛鍵等缺陷態，降低表面態，使界面復合減小，改善界面性能，從而提高電池性能。本專利技術實施例提供了一種硅異質結太陽能電池的氫化非晶硅i膜層表面方法，包括：S1、沉積氫化非晶硅i膜層；S2、在沉積腔室中采用混合氣體對氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理，混合氣體為氫氣和氬氣混合或者氫氣和氦氣混合。較優的，執行步驟S2前，在沉積腔室中采用氫氣對氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理。較優的，采用氫氣對氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理，處理時間為1至200秒，更優的，處理時間為10至150秒。較優的，采用氫氣和氬氣的混合氣體對氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理，氫氣和氬氣流量體積比為1:0.01至1:10，處理時間為10至1000秒；更優的，氫氣和氬氣流量體積比為1:0.1至1:5，處理時間為50～500秒。較優的，采用氫氣和氦氣的混合氣體對氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理，氫氣和氦氣流量體積比為1:0.01至1:40，處理時間為10至3000秒；更優的，氫氣和氦氣流量體積比為1:0.1至1:20；，處理時間為50至2000秒。本專利技術實施例還提供了一種硅異質結太陽能電池，硅異質結太陽能電池的氫化非晶硅i膜層表面采用上述任意的方法進行等離子體處理。在本專利技術實施例的技術方案中，改進了異質結太陽能電池的氫化非晶硅i膜層表面等離子體處理方法，采用氫氣和氬氣混合或者氫氣和氦氣混合的混合氣體對氫化非晶硅i膜層進行等離子體處理，可對氫化非晶硅i膜層進行有效的清洗和鈍化，從而清除其表面污染物并飽和其表面未飽和的硅懸掛鍵等缺陷態，降低表面態，使界面復合減小，改善界面性能，從而提高電池性能。附圖說明圖1為本專利技術一實施例的硅異質結太陽能電池的氫化非晶硅i膜層表面處理方法。具體實施方式為了改進使用氫氣對氫化非晶硅i膜層進行等離子體處理過程中，因為氫等離子體能量較低，對膜層表面的清洗能力較弱，無法起到有效的清洗作用，本專利技術提供一種硅異質結太陽能電池的氫化非晶硅i膜層表面處理方法。為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，以下舉實施例對本專利技術作進一步詳細說明。如圖1所示，本專利技術一實施例提供了一種硅異質結太陽能電池的氫化非晶硅i膜層表面處理方法，包括：S1、沉積氫化非晶硅i膜層；S2、在沉積腔室中采用混合氣體對氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理，混合氣體為氫氣和氬氣混合或者氫氣和氦氣混合。較優的，執行步驟S2前，在沉積腔室中采用氫氣對氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理。較優的，采用氫氣對氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理，處理時間為1至200秒，更優的，處理時間為10至150秒。較優的，采用氫氣和氬氣的混合氣體對氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理，氫氣和氬氣流量體積比為1:0.01至1:10，處理時間為10至1000秒；更優的，氫氣和氬氣流量體積比為1:0.1至1:5，處理時間為50～500秒。較優的，采用氫氣和氦氣的混合氣體對氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理，氫氣和氦氣流量體積比為1:0.01至1:40，處理時間為10至3000秒；更優的，氫氣和氦氣流量體積比為1:0.1至1:20；，處理時間為50至2000秒。對氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理時，使用氫氣和氬氣混合或者氫氣和氦氣混合的混合氣體，既可以通過氬或者氦等離子體以物理方式對界面進行較優的清洗，還能夠促進氫等離子體數量的增加，從而增強對氫化非晶硅i膜層表面的鈍化和清洗效果；同時，氬或者氦等離子體物理轟擊過程中會對氫化非晶硅i膜層表面產生輕微的損傷，氫等離子體不僅對氫化非晶硅i膜層表面起到鈍化作用，還可修復此輕微損傷。氫氬混合或者氫氦混合等離子體協同作用，可對界面起到較優的鈍化和清洗作用。表一列出了采用氫氬混合氣體對氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理后電池性能的數據。電池性能主要以兩個數據表示：1.Eff：efficiency，電池的轉換效率；2.FF：fillfactor，電池的填充因子。電池性能數據已進行歸一化處理，歸一化處理是指經過某種算法處理將需要處理的數據限制在需要的一定范圍內，便于后續數據處理。下述表中的歸一化是指以原氫化非晶硅i膜層表面等離子體處理后制備的電池性能作為基礎(單位1)，將改進后的氫化非晶硅i膜層表面等離子體處理后制備的電池性能與其進行對比，獲得一個比值，比如原處理技術制備電池的轉換效率為20％，改進界面處理技術制備電池的轉換效率為20.2％，那么電池轉換效率提升了((20.2-20)/20)*100％＝1％，即原電池轉換效率為1，改進后電池轉換效率為1.01。表一采用氫氬混合氣體進行等離子體處理的電池性能受諸多因素的限制提升太陽能電池轉換效率的難度較大，提升千分之一個單位已經是非常好的改善。由表一可知，改進前的電池轉換效率為1且填充因子為1，采用改進后的膜層表面處理技術后，太陽能電池的電池性能有了很好的提升，其中轉換效率最高可提高到1.011，填充因子最高可提高到1.0095。采用氫氦混合氣體對氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理，由于氦原子量小于氬本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種硅異質結太陽能電池的氫化非晶硅i膜層表面處理方法，其特征在于：S1、沉積氫化非晶硅i膜層；S2、在沉積腔室中采用混合氣體對所述氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理，所述混合氣體為氫氣和氬氣混合或者氫氣和氦氣混合；其中，執行步驟S2前，在沉積腔室中采用氫氣對所述氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理。

【技術特征摘要】
1.一種硅異質結太陽能電池的氫化非晶硅i膜層表面處理方法，其特征在于：S1、沉積氫化非晶硅i膜層；S2、在沉積腔室中采用混合氣體對所述氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理，所述混合氣體為氫氣和氬氣混合或者氫氣和氦氣混合；其中，執行步驟S2前，在沉積腔室中采用氫氣對所述氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理。2.如權利要求1所述的處理方法，其特征在于：采用所述氫氣對所述氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理，處理時間為1至200秒。3.如權利要求2所述的處理方法，其特征在于：采用所述氫氣對所述氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理，處理時間為10至150秒。4.如權利要求1至3任一所述的處理方法，其特征在于：采用氫氣和氬氣的混合氣體對所述氫化非晶硅i膜層表面進行等離子體處理，氫氣和氬氣流量體積比為1:0.01至1:10...

【專利技術屬性】
技術研發人員：谷士斌，何延如，張林，張娟，徐湛，楊榮，李立偉，孟原，郭鐵，
申請(專利權)人：新奧光伏能源有限公司，
類型：發明
國別省市：河北,13