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介紹
? ? ? 半導(dǎo)體行業(yè)認(rèn)為濕法清洗是關(guān)鍵的表面準(zhǔn)備步驟。例如，硅/二氧化硅界面對于實(shí)現(xiàn)高柵極氧化物完整性和避免泄漏或堆垛層錯非常關(guān)鍵。同樣，太陽能行業(yè)也看到了濕法工藝實(shí)現(xiàn)最佳電池性能的價(jià)值。在這項(xiàng)研究中，我們強(qiáng)調(diào)了預(yù)清潔、紋理化和最終清潔對細(xì)胞參數(shù)的影響。我們還研究了將這些濕法清洗和紋理化步驟與PECVD步驟相結(jié)合的重要性，以獲得最高太陽能電池效率所需的薄膜質(zhì)量。
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實(shí)驗(yàn)
? ? ? 濕化學(xué)工藝在全自動GAMA太陽能蝕刻和清洗站進(jìn)行。單晶n型晶片被用于這項(xiàng)研究，作為HIT太陽能電池開發(fā)工作的一部分。晶圓在DIO3或SC1進(jìn)行預(yù)清洗，然后在標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鉀、異丙醇工藝中進(jìn)行紋理化。在某些運(yùn)行中，專有過程被應(yīng)用于圍繞金字塔的頂峰。然后，在放置到等離子體化學(xué)氣相沉積工具中之前，在先進(jìn)的氟化氫、氯化氫步驟中處理晶片。進(jìn)行不同的等離子體化學(xué)氣相沉積分離以開發(fā)最佳工藝條件。
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結(jié)果和討論
? ? ? 預(yù)清洗的效果測試了各種預(yù)清洗工藝，以確定它們對組織化步驟的影響。
? ? ? 最終清洗的效果在PECVD之前，必須特別注意最終清洗。
? ? ? 等離子體化學(xué)氣相沉積條件的影響在處理鎢、硫和碳晶片時考慮了這些因素。
? ? ? 表2顯示了用于優(yōu)化的不同PECVD工藝的結(jié)果。測量壽命和Voc。Voc是開路電壓——零電流時太陽能電池的最大可用電壓。正如所料，Voc與電池壽命直接相關(guān):壽命越高，任何晶圓和任何工藝的Voc越高。數(shù)據(jù)還顯示，對于相同的濕法處理晶片，不同的PECVD工藝產(chǎn)生不同的壽命和Voc結(jié)果。因此，重要的是調(diào)整PECVD，使其與濕法工藝相匹配，從而產(chǎn)生紋理清晰、干凈的晶圓，以最大限度地提高Voc。此外，表2中的結(jié)果還表明，金字塔倒圓進(jìn)一步提高了少數(shù)載流子壽命和Voc。
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表?PECVD沉積條件對少數(shù)載流子壽命和隱含Voc的影響
? ? ? 針對這些BKM晶片調(diào)整了PECVD參數(shù)。結(jié)果如表4所示.在PECVD(材料A-1)之前，一半的晶片在HF/漂洗/干燥中進(jìn)行另一個最終清潔步驟，效率為19.98%。另一半(材料A-2)通過SC1/SC2/高頻序列處理，效率平均為19.70%。如表4所示，材料A-1和A-2的平均效率均高于對照組的19.68%.這再次證實(shí)了等離子體化學(xué)氣相沉積工藝條件必須調(diào)整到濕法工藝條件，以實(shí)現(xiàn)盡可能高的效率。PECVD參數(shù)的微調(diào)可以包括例如諸如氣體流速、薄膜厚度和峰谷一致性、調(diào)節(jié)I層的等離子體、摻雜劑強(qiáng)度以及真空退火等參數(shù)。
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表4:針對濕法工藝優(yōu)化的PECVD條件?
結(jié)論
? ? ? 結(jié)果表明，硅片質(zhì)量對硅片的刻蝕特性起著關(guān)鍵作用。數(shù)據(jù)還顯示，需要清潔來標(biāo)準(zhǔn)化不同晶片的表面，以使它們在被引入蝕刻浴時幾乎相似。同樣重要的是最后的清洗步驟，其中添加適當(dāng)?shù)慕鹱炙箞A步驟可以進(jìn)一步提高電池性能。同時，在PECVD步驟之前，必須通過先進(jìn)的HF/HCl清洗來保證晶片上最低的金屬特征。數(shù)據(jù)還強(qiáng)調(diào)了將紋理化和清潔與PECVD工藝相結(jié)合以獲得最高電池性能的重要性。均勻的紋理化和金字塔尺寸產(chǎn)生更高的電流，而良好的清潔產(chǎn)生更長的壽命，從而產(chǎn)生更高的電壓。必須對PECVD工藝進(jìn)行調(diào)整和同等優(yōu)化，以便最大限度地提高電池的整體性能。
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