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介绍

      半导体行业认为湿法清洗是关键的表面准备步骤。例如，硅/二氧化硅界面对于实现高栅极氧化物完整性和避免泄漏或堆垛层错非常关键。同样，太阳能行业也看到了湿法工艺实现最佳电池性能的价值。在这项研究中，我们强调了预清洁、纹理化和最终清洁对细胞参数的影响。我们还研究了将这些湿法清洗和纹理化步骤与PECVD步骤相结合的重要性，以获得最高太阳能电池效率所需的薄膜质量。

实验

      湿化学工艺在全自动GAMA太阳能蚀刻和清洗站进行。单晶n型晶片被用于这项研究，作为HIT太阳能电池开发工作的一部分。晶圆在DIO3或SC1进行预清洗，然后在标准氢氧化钾、异丙醇工艺中进行纹理化。在某些运行中，专有过程被应用于围绕金字塔的顶峰。然后，在放置到等离子体化学气相沉积工具中之前，在先进的氟化氢、氯化氢步骤中处理晶片。进行不同的等离子体化学气相沉积分离以开发最佳工艺条件。

结果和讨论

      预清洗的效果测试了各种预清洗工艺，以确定它们对组织化步骤的影响。

      最终清洗的效果在PECVD之前，必须特别注意最终清洗。

      等离子体化学气相沉积条件的影响在处理钨、硫和碳晶片时考虑了这些因素。

      表2显示了用于优化的不同PECVD工艺的结果。测量寿命和Voc。Voc是开路电压——零电流时太阳能电池的最大可用电压。正如所料，Voc与电池寿命直接相关:寿命越高，任何晶圆和任何工艺的Voc越高。数据还显示，对于相同的湿法处理晶片，不同的PECVD工艺产生不同的寿命和Voc结果。因此，重要的是调整PECVD，使其与湿法工艺相匹配，从而产生纹理清晰、干净的晶圆，以最大限度地提高Voc。此外，表2中的结果还表明，金字塔倒圆进一步提高了少数载流子寿命和Voc。

表 PECVD沉积条件对少数载流子寿命和隐含Voc的影响

      针对这些BKM晶片调整了PECVD参数。结果如表4所示.在PECVD(材料A-1)之前，一半的晶片在HF/漂洗/干燥中进行另一个最终清洁步骤，效率为19.98%。另一半(材料A-2)通过SC1/SC2/高频序列处理，效率平均为19.70%。如表4所示，材料A-1和A-2的平均效率均高于对照组的19.68%.这再次证实了等离子体化学气相沉积工艺条件必须调整到湿法工艺条件，以实现尽可能高的效率。PECVD参数的微调可以包括例如诸如气体流速、薄膜厚度和峰谷一致性、调节I层的等离子体、掺杂剂强度以及真空退火等参数。

表4:针对湿法工艺优化的PECVD条件 

结论

      结果表明，硅片质量对硅片的刻蚀特性起着关键作用。数据还显示，需要清洁来标准化不同晶片的表面，以使它们在被引入蚀刻浴时几乎相似。同样重要的是最后的清洗步骤，其中添加适当的金字塔倒圆步骤可以进一步提高电池性能。同时，在PECVD步骤之前，必须通过先进的HF/HCl清洗来保证晶片上最低的金属特征。数据还强调了将纹理化和清洁与PECVD工艺相结合以获得最高电池性能的重要性。均匀的纹理化和金字塔尺寸产生更高的电流，而良好的清洁产生更长的寿命，从而产生更高的电压。必须对PECVD工艺进行调整和同等优化，以便最大限度地提高电池的整体性能。

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