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引言
最近，作為替代能源，太陽能電池在世界范圍內(nèi)受到很大的管道種植。太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的無污染和半永久性裝置，其發(fā)展性備受期待。在多種太陽能電池中，晶體硅太陽能電池占整個(gè)太陽能電池市場的80%以上，正處于太陽產(chǎn)業(yè)的核心。據(jù)預(yù)測，這種晶體硅太陽能電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)將持續(xù)一段時(shí)間?？梢哉f，太陽能電池產(chǎn)業(yè)最重要的是提高效率，降低制造單價(jià)。為了減少光的表面反射損失，形成了表面組織和防反射膜，形成了防止太陽電池背面電子-專業(yè)對團(tuán)聚損失的背面電場，提高了短波長區(qū)域光能的吸收率。
在表面鈍化的情況下，減少晶體硅片表面的dangling bonds等引起的電子-專業(yè)對團(tuán)聚。在HF處理引起化學(xué)鈍化的情況下，由于晶圓表面的dangling bonds等鍵的氫種團(tuán)，期待鈍化效果。Si3N4膜由于最小的氫(hydrogen)減少了dangling bonds等缺陷、固定電荷(fixed positive charge)的電場效應(yīng)減少了團(tuán)聚等原因，正被用作或正在研究太陽能電池前/后的鈍化膜。本文采用光引起的礦化度carrier lifetime測量方法，考察了N型硅片的化學(xué)HF(以下簡稱HF)處理效果。
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實(shí)驗(yàn)
表1顯示了本研究中的實(shí)驗(yàn)方法。樣品采用4等分法使用了無電阻3-5ωCM、厚度500-550 m的N型(100) 4inch單晶硅基板。樣品的基本清洗采用了RCA清洗工藝。為了進(jìn)行HF處理，H2O使用了DHF(DHF)，DHF以一定比例稀釋。在室溫下處理HF，根據(jù)HF處理時(shí)間測量樣品的lifetime，HF處理的樣品暴露在空氣中后，確認(rèn)了lifetime隨暴露時(shí)間的變化。確認(rèn)了HF處理后離子以不存在的超純水研磨時(shí)的生命時(shí)間變化。通過沉積SiNX來確認(rèn)lifetime隨HF處理鈍化和薄膜鈍化的變化。
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表1 實(shí)驗(yàn)過程
結(jié)果和討論
高頻處理影響：對于經(jīng)過RCA清洗的樣品，由于HF處理，可以期待兩種效果。第一，可以蝕刻在清洗和精中形成的化學(xué)自然氧化膜。在RCA清洗的情況下，H2O2溶液與其他溶液混合使用，H2O2溶液中的氧氣和硅晶片表面的硅(silicon)成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成SiO2膜。由于此時(shí)形成的SiO2膜偶不規(guī)則且生長迅速，因而具有較高的界面態(tài)密度（interface state density）。 在高界面態(tài)密度的情況下，增加了在界面上的團(tuán)聚速度，降低了太陽能電池的效率，因此會(huì)對太陽能電池造成不利影響。 其次推導(dǎo)出氫端效應(yīng)，如硅晶片表面的硅原子和氫（hydrogen）原子的結(jié)合減少了dangling bonds的數(shù)目。對于Dangling bonds來說，由于增加了硅晶片表面電子-電孔對的重聯(lián)速度，對太陽能電池的效率會(huì)產(chǎn)生不利影響。
初始樣品表面的氫端特特顯示了因性沉積SiNx膜而產(chǎn)生的額外的氫端效應(yīng)。通過調(diào)節(jié)HF處理時(shí)間調(diào)整樣品表面氫端正≤后沉積SiNx膜。早期樣品表面氫端的丁≥越少，可以確認(rèn)SiNx膜引起的氫種單效應(yīng)越大。通過這一點(diǎn)，可以看出，由于HF處理，具有較低的氫端效應(yīng)的JOU、SiNx膜產(chǎn)生的氫端效應(yīng)對壽命的增加有很大作用但是，HF處理產(chǎn)生的氫端效用果相當(dāng)高的情況下，由于SiNx膜沉積，可以確認(rèn)壽命減少，這是因?yàn)樵赟iNx膜沉積過程中，氫終止樣品中的硅原分子和氫原子的結(jié)合(Si-H)大量破裂后，氫解吸，SiH4和NH3氣體中的硅錐、氮和氫原子與樣品表面的硅原子相互結(jié)合，所以現(xiàn)有的硅原子和氫原子的結(jié)合減少了。從整體上看，經(jīng)過HF處理后沉積SiNx膜可以確認(rèn)，與不進(jìn)行HF處理而沉積SiNx膜相比，色素的lifetime增加了。
圖4樣品HF處理后給予超純LINSINING和SiNx膜沉積時(shí)的lifetime變化。用HF和H2O以1:1的比例混合的DHF溶液進(jìn)行5秒HF處理，然后進(jìn)行2分鐘的研磨，可以明顯地確認(rèn)壽命減少，原因是氫氣解吸等。另外，樣品表面的氫縱斷面減少了很多，因此沉積SiNx膜時(shí)氫端效應(yīng)會(huì)增加壽命。
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圖4 水沖洗對硅片處理化學(xué)高頻壽命的影響
總結(jié)
本方法增加了n型硅片的生命時(shí)間。利用HF處理進(jìn)行化學(xué)鈍化以顯現(xiàn)。由于HF處理產(chǎn)生的氫端效應(yīng)，lifetime增加，但如果處理時(shí)間超過一定時(shí)間，反而可以確認(rèn)lifetime減少。另外，如果將HF處理過的樣品暴露在空氣中，與空氣中的氧氣反應(yīng)，自然氧化膜形成和氫的解吸可以確認(rèn)lifetime減少。如果在HF處理的同時(shí)將SiNx膜沉積在樣品表面，則在SiNx膜沉積前HF處理不這樣做的情況下，可以確認(rèn)具有更高的壽命。