HDPE天津中沙聚乙烯HD5502XA
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通过自限制表面反应物的方式，将沉积过程控制，可以达到原子水平。ald制备氧化铝过程中，种前驱体为三甲基铝(tma，al(ch3)3)首先与硅片表面的-oh基团吸附并反应至饱和，生成新的表面功能团，第二种前躯体水(h2o)与生成的表面功能团反应生成氧化铝，氧化铝结构中带有-oh基团，然后在通入三甲基铝。通过这样的一次次的ald循环，就可以形成厚度可控的氧化铝薄膜。ald制备的氧化铝薄膜中含有-oh基团，在后续热处理过程中，-oh基团释放出h，可以钝化硅片表面的悬挂键，降低表面复合速率。但-oh基团在高温烧结下释放出的h也会以h2或是h2o的形式损失掉，造成钝化层被气体穿透而破坏掉。目前制备的氧化铝薄膜为了防止后续高温处理过程中-oh基团释放的h2将钝化膜破坏，采取的措施是使氧化铝薄膜的-oh基团的含量很少，但是也导致了硅片表面的钝化效果不是很好。cn102560419a公开了一种氧化铝超薄薄膜的制备方法，所述制备方法以脉冲方式依次进源、利用自限制吸附效应制备得氧化铝超薄薄膜材料；其制备方法基于原子层沉积系统实现；然而其制备得到的氧化铝薄膜并不能在保证硅片表面的钝化效果的同时不破坏钝化膜。因此，在本领域中如果既能够保证硅片表面的钝化效果，又不会在后续高温处理过程中释放过多的h2而破坏钝化膜，是本领域亟待解决的技术问题。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种氧化铝薄膜及其制备方法和应用。本发明的制备方法能够使得制备得到的氧化铝薄膜具有双层结构，底层膜含有大量-oh基团，在后续高温处理过程中，释放出h钝化硅片表面的悬挂键。外层氧化铝薄膜含有较少的-oh基团，不会在高温处理过程中释放太多的h2，不会造成钝化膜层的损坏。为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：一方面，本发明提供一种氧化铝薄膜的制备方法，所述氧化铝薄膜包括底层氧化铝薄膜和外层氧化铝薄膜，所述制备方法具体包括以下步骤：(1)设定原子层沉积系统的反应腔体温度，水相对于三甲基铝过量，利用原子层沉积法，得到底层氧化铝薄膜；(2)重新设定原子层沉积系统的反应腔体温度，三甲基铝相对于水过量，利用原子层沉积法，在底层氧化铝薄膜上得到外层氧化铝薄膜，从而得到所述氧化铝薄膜。优选地，步骤(1)所述原子层沉积系统的反应腔体温度低于步骤(2)所述原子层沉积系统的反应腔体温度。优选地，步骤(1)所述设定原子层沉积系统的反应腔体温度保持为230～250℃(例如230℃、233℃、235℃、238℃、240℃、243℃、245℃、248℃或250℃)，步骤(1)具体的制备过程包括以下步骤：(i)向反应腔体中通入三甲基铝，流量为180～220sccm(例如180sccm、185sccm、188sccm、190sccm、193sccm、195sccm、198sccm、200sccm、205sccm、210sccm、215sccm或220sccm)，通入时间10～30秒(例如10秒、12秒、15秒、18秒、20秒、22秒、25秒、28秒或30秒)；(ii)抽真空；(iii)向反应腔体中通入水，流量为360～440sccm(例如360sccm、365sccm、368sccm、370sccm、375sccm、378sccm、380sccm、385sccm、390sccm、395sccm、400sccm、410sccm、420sccm、430sccm或440sccm)，通入时间10～30秒(例如10秒、12秒、15秒、18秒、20秒、22秒、25秒、28秒或30秒)；(iv)抽真空；步骤(i)-步骤(iv)形成一个循环，重复该循环，得到所述底层氧化铝薄膜。在本发明中，步骤(ii)所述抽真空的目的是将反应腔体内的未反应三甲基铝和其他生成物如甲烷抽扫干净。步骤(iv)抽真空的目的是将反应腔体内未反应的水和其他生成物如甲烷抽扫干净。
底层氧化铝薄膜的制备中由于水相对于三甲基铝过量，例如水与三甲基铝的流量比在1.6～2.5：1之间，水含量较多，导致产生的底层氧化铝薄膜中含有的-oh基团较多。在本发明中，底层氧化铝薄膜的制备中反应腔体温度为230～250℃，控制在这样的较低温度范围内，可以使得反应物更容易吸附，得到的氧化铝薄膜致密。
提供了如上所述制备方法制备得到的氧化铝薄膜。利用本发明的制备方法制备得到的氧化铝薄膜具有双层结构，其中底层氧化铝薄膜-oh基团含量高，外层-oh基团含量低，在后续高温处理过程中，底层氧化铝薄膜释放出氢，钝化硅片表面的悬挂键，外层氧化铝薄膜含有较少的-oh基团，不会在高温处理过程中释放太多的h2，不会造成钝化膜层的损坏。本发明提供了包括如上所述的氧化铝薄膜在的钝化膜。本发明提供了包括如上所述的钝化膜的太阳能电池。提供了包括如上所述的太阳能电池的太阳能组件。本发明的氧化铝薄膜可以使得能够很好地钝化硅片表面的悬挂键与缺陷，降低表面少数载流子的复合，提高少数载流子的寿命，从而提高太阳能组件的电池效率。
但底层氧化铝厚度较厚，底层-oh含量高于外层。比较实施例2与实施例5也可以得到相同的结果(其结果分别如图5和图8所示)，两者氧化铝总厚度都为16nm，但实施例5的底层氧化铝厚度更厚，这就导致了实施例5的h2逸出多，实施例2的h2逸出次之。实施例3(其氧化铝薄膜的h2逸出情况结果图如图6所示)的氧化铝总厚度为12nm，厚度适中，h2逸出明显少于实施例2和5，多于实施例1，与实施例4相当。而对比例1的单层氧化铝薄膜的结果，可以看出，该单层氧化铝薄膜的经过高温退火后h2逸出较多。上述结果可以看出，氧化铝的总厚度，特别是-oh含量较高的底层氧化铝厚度决定了决定了高温退火处理h2逸出量。为了表征氧化铝膜的钝化效果，进行少子寿命测试，具体包括：1、取单晶硅片30片，进行双面抛光，去除硅片两面的损伤层；2、将30片单晶硅片均匀分成6组，分别使用实施例1～5与对比例1的方法进行氮化硅薄膜制备；3、将上述6组制备完成的硅片经过烧结炉在空气气氛下进行热退火处理，退火温度在750～800℃，时间5～10s；本发明制备的氧化铝膜选择一个适宜的总厚度范围，如实施例3，能获得佳的钝化效果，总厚度太厚，氢溢出较多，反而会破坏钝化效果；总厚度太薄，氢含量过少，也会影响钝化效果。同时底层氧化铝的厚度对钝化效果的影响较大，底层氧化铝选择一个适宜的厚度范围也能达到较好的钝化效果。本发明通过上述实施例来说明本发明的氧化铝薄膜及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。
