本申請屬于晶體硅光伏器件，具體地，涉及一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法和等離子體處理的光伏器件。

背景技術：

1、對于各種半導體器件、特別是晶體硅(c-si)太陽能電池，具有介電層的c-si表面的電子鈍化尤其重要。al2o3是在過去幾年中作為用于晶體硅(c-si)光伏器件(pv)的薄膜鈍化而迅速普及的材料，因此其是最突出和最有效的介質鈍化層，它的有效性歸功于它的高總固定負電荷密度,結合低界面缺陷密度來看，雖然低密度代表了相當好的化學表面鈍化，但高總固定負電荷密度會導致表面電子密度的降低，這對c-si表面鈍化有重要的場效應貢獻。

2、但在太陽能電池中沉積al2o3，需要解決許多技術問題。對于原子層(ald)沉積薄膜，ald對場效應鈍化的重要性較低。最佳沉積溫度通常在150-250℃的范圍內，雖然鈍化水平對沉積溫度不是很敏感，但最佳化學鈍化在較低溫度下導致al2o3膜密度不夠高，而在較高溫度下al2o3又具有太低的氫含量。在這兩種情況下，al2o3都不能提供足夠的氫來鈍化界面上的si懸掛鍵，這是由于氫氣向外擴散到了環境中太多或氫氣儲存量太小而無法開始沉積。

3、考慮到al2o3的退火中的一個對于完全激活表面鈍化至關重要的步驟，其最佳溫度約為400℃，在此溫度下，可以從膜中釋放出足夠的氫，來自膜的氫可以降低界面態密度。此外，相關證據表明也可以通過在n2氣體中退火提供優異的表面鈍化水平，退火步驟的持續時間可短至1分鐘。al2o3在高溫燒制步驟中也足夠穩定，如在具有絲網印刷金屬化的太陽能電池中得到使用。因此，急需一種基于al2o3的高氫量鈍化膜來增強光伏器件的表面鈍化效果，從而提升電池性能。

技術實現思路

1、為了解決現有技術中存在的問題，本申請的目的在于提供一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法和等離子體處理的光伏器件，在硅片表面沉積al2o3/sio2雙分子層鈍化膜，利用等離子體處理al2o3/sio2雙分子層鈍化膜提高氫含量使其具有高的鈍化效果，可適用于多晶/單晶的各種太陽能電池，以及其他類型鈍化層的應用。

2、具體來說，本申請涉及如下方面：

3、1.一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法，包括如下步驟：

4、(1)對硅片進行表面清洗處理并裝載于石墨舟，將裝載了硅片的石墨舟置于等離子體輔助沉積反應室中；(2)通過射頻電源向石墨舟放電，并向等離子體輔助沉積反應室中分別通入第一前驅體和第二前驅體，第一前驅體用于在沉積溫度下沉積al2o3層，第二前驅體用于在沉積溫度下沉積sio2層，在沉積al2o3層和/或sio2層后向等離子體輔助沉積反應室中通入鈍化氣體電離產生等離子體以處理al2o3層界面和/或sio2層界面，得到al2o3/sio2雙分子層；(3)向等離子體輔助沉積反應室中通入h2并在退火溫度下退火。

5、2.根據項1的一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法，其中，硅片為p型硅片時，還包括如下步驟：重復步驟(2)以得到i層al2o3/sio2雙分子層。

6、3.根據項2的一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法，其中，i層al2o3/sio2雙分子層的層數i＝3。

7、4.根據項1的一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法，其中，第一前驅體包括三甲基鋁，通過射頻電源向石墨舟放電的放電射頻功率的取值范圍為5000-12000w；三甲基鋁的通入流量的取值范圍為80-150sccm，氧化亞氮的通入流量的取值范圍為4000-8000sccm；第二前驅體包括雙二乙基氨基硅烷；雙二乙基氨基硅烷的通入流量的取值范圍為100-500sccm；第一前驅體還包括氧化亞氮。

8、5.根據項1的一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法，其中，鈍化氣體包括h2、n2、nh3、o2或ar中的一種或兩種的混合氣體；優選地，鈍化氣體包括h2；鈍化氣體的通入流量的取值范圍為30-200sccm；優選地，鈍化氣體的通入流量的取值范圍為50-100sccm；更優選地，鈍化氣體的通入流量為100sccm。

9、6.根據項1的一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法，其中，al2o3/sio2雙分子層的al2o3層的厚度的取值范圍為2-5nm；優選地，al2o3/sio2雙分子層的al2o3層的厚度為3nm；al2o3/sio2雙分子層的sio2層的厚度的取值范圍為1-4nm；優選地，al2o3/sio2雙分子層的sio2層的厚度為2nm。

10、7.根據項1的一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法，其中，沉積溫度的取值范圍為250-600℃；優選地，沉積溫度為400℃；退火溫度的取值范圍為350-600℃；優選地，退火溫度的取值范圍為450-550℃。

11、8.根據項1-7中任一項的一種等離子體處理的光伏器件，包括：硅襯底和介質鈍化膜；其中，介質鈍化膜包括i層al2o3/sio2雙分子層；其中，al2o3/sio2雙分子層包括al2o3層、al2o3頂層界面、sio2層和sio2頂層界面。

12、9.根據項8的等離子體處理的光伏器件，其中，al2o3/sio2雙分子層的al2o3層的厚度的取值范圍為2-5nm；優選地，al2o3/sio2雙分子層的al2o3層的厚度為3nm；al2o3/sio2雙分子層的sio2層的厚度的取值范圍為1-4nm；優選地，al2o3/sio2雙分子層的sio2層的厚度為2nm。

13、10.根據項8的等離子體處理的光伏器件，其中，硅襯底的表面為織構化的金字塔絨面或堿拋光后的塔基面。

14、有益效果

15、1、通過本申請提出的一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法得到的al2o3/sio2雙分子層鈍化膜，由于沉積源具有高的氫濃度，因此膜的高氫含量而使其具有相比普通al2o3/sio2雙分子層更高的鈍化效果。

16、2、sio2層可以增強化學鈍化效應，由于al2o3層不適于n型硅片的場鈍化，因此al2o3/sio2的多層搭配可以降低其中al2o3層的對于n型不利相反的場鈍化效應；此外，利用peald可以兼具高效沉積al2o3/sio2雙分子層，沉積過程的可操作性強、沉積的工藝時間大大縮減，同時具備500-600℃高溫退火功能。

17、3、多雙分子層沉積所用的特氣源可保持一致，以便更容易光伏產業使用；al2o3/sio2雙分子層易于拓展更多材料的不同組合，不僅僅適用于多晶/單晶的各種太陽能電池，也適用于其他鈍化層的使用。

技術特征：

1.一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法，包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法，其中，

3.根據權利要求2所述的一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法，其中，

4.根據權利要求1所述的一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法，其中，

5.根據權利要求1所述的一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法，其中，

6.根據權利要求1所述的一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法，其中，

7.根據權利要求1所述的一種在硅片上形成al2o3/sio2雙分子層的方法，其中，

8.根據權利要求1-7中任一項所述的一種等離子體處理的光伏器件，包括：

9.根據權利要求8所述的等離子體處理的光伏器件，其中，

10.根據權利要求8所述的等離子體處理的光伏器件，其中，

技術總結
公開了一種在硅片上形成Al2O3/SiO2雙分子層的方法，包括如下步驟：對硅片進行表面清洗處理，裝載于石墨舟后置于等離子體輔助沉積反應室中；向反應室中分別通入第一前驅體和第二前驅體，第一前驅體用于在沉積溫度下沉積Al2O3層，第二前驅體用于在沉積溫度下沉積SiO2層，在沉積Al2O3層和/或SiO2層后向反應室中通入氣體電離產生等離子體以處理Al2O3層界面和/或SiO2層界面，得到Al2O3/SiO2雙分子層；向反應室中通入H2并在退火溫度下退火。通過所述的在硅片上形成Al2O3/SiO2雙分子層的方法得到的Al2O3/SiO2雙分子層鈍化膜，由于鈍化層的氫含量高而使其具有相比普通Al2O3/SiO2雙分子層更高的鈍化效果，同時易于制備。

技術研發人員：白雪飛,陳浩,浩瀚
受保護的技術使用者：新疆中部合盛硅業有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24