用於生產衰減lid現象的太陽能電池的方法

2023-05-18 19:34:51 1

專利名稱：：用於生產衰減lid現象的太陽能電池的方法
技術領域：
：本發明涉及用於生產對LID(「光致衰退」)現象敏感度低的光電池，LID即當電池第一次曝露於光時產生的光伏轉換效率的衰退。
背景技術：
：光伏技術發展的一個目標是降低製造成本並結合著提高效率。由於矽襯底代表著大約40%的電池成本，因此研究針對著光伏質量的矽的低成本生產線的發展，光伏質量即處於在電子工業中使用的極高質量的矽(電子產品質量的高純度矽)與在冶金工業中使用的質量要求較低的矽(冶金質量的矽)之間的質量。因此光伏質量的晶體(單晶或多晶)矽在金屬雜質(鈷、銅、鐵等等)中、在摻雜雜質(例如磷、砷和硼)以及在氧方面，比在電子產品質量的晶體矽中豐富。該生產線的主要目的為能夠生產並不是很貴但具有有利的轉換效率的電池。這是可行的經濟生產線發展的條件之一。然而，眾所周知，半導體的電子特性(載荷子的壽命、擴散長度)受在原子結構中點缺陷或擴展缺陷的存在的影響。具體來說，低成本的矽襯底對LID現象是非常敏感的，該LID現象與在光照下被激活的硼和氧複合物的形成是相關聯的。這些現象導致在第一次使用電池時其光伏轉換效率(在電池的輸出處提供的電功率與接收的光功率的比率)的衰退。當在矽襯底中的氧和/或硼的水平高時，這種衰退是相當高的，儘管其他因素也導致了轉換效率的衰退，例如在生產結束時電池的質量(電池的初始性能越差，在光照下的衰退就越嚴重)和其他雜質的存在(尤其是磷、碳、鋁)。標準的生產線使用摻雜硼的矽。尤其是，在用於光電池的低成本的矽襯底中，通常硼和氧的水平分別超過3.1O15CnT3和1017cm_3。其中的LID現象特別敏感，相對於曝光前的電池的轉換效率具有大約8%的轉換效率的衰退。在低成本矽生產線的背景下，因此出現了找到降低該衰退程度的解決方案的必要。現已提出了各種技術。尤其是，已經提出了在350°C到500°C之間的退火以俘獲熱施主形式的氧，例如在JanSchmidt和KarstenBothe的文章"Structureandtransformationofthemetastableboron—andoxygen-relateddefectcenterincrystallinesilicon"(publicationdu22janvier2004-PhysicalReview,B69,024107:1-8)(「亞穩態硼的結構和轉換和以晶體矽為中心的氧相關缺陷」(2004年I月22日公開一物理綜述，B69,024107:1-8))的B部分「Longtermannealingatlowtemperature」(「在低溫的長時間退火」)中所描述的。然而，相關聯的動力學是非常緩慢的，其與用於大量生產的低成本生產線是不匹配的。應用於多晶矽的另一種解決方案使用快速退火，如在JiYounLee等人的文章〃Improvementofchargeminority-carrierlifetimeinp(boron)-typeCzochralskisiliconbyrapidthermalannealing"(ProgressinPhotovoltaics:ResearchandApplications,2001;9:417-424)(「通過快速加溫退火提高在P(硼)型切克勞斯基法生長矽中的少數載荷子的壽命」(光電壓進展:研究與應用，2001；9:417-424))中所描述的。該解決方案能夠引入影響材料的電特性的其他缺陷，尤其是將初始沉澱的雜質引入解決方案。光致「再生」技術也是已知的，其存在於光照下進行的在80°C到200°C之間的退火中，其效果將是「溶解」硼一氧缺陷。然而，實際上得到的再生效果將暫時證明:在一定時間後，轉換效率再次衰退。此外，該現象因太慢而無法實現工業化。因此存在著真實的需要去尋找用於限制LID現象的技術方案，其在轉換效率上產生可靠並持久的效果，並且完全集成到大量生產的光伏生產線上去。這即是本發明的目的。本發明是基於對硼一氧缺陷的激活機制的更好認識。由V.V.Voronkov和R.Falster最近發表的〃Latentcomplexesofinterstitialboronandoxygendimersasareasonfordegradationofsilicon-basedsolarcells〃-JournalofAppliedPhysicsl07,053509(2010)(「作為矽基電陽能電池的衰退原因的間隙硼和氧二聚物的潛在複合物」(應用物理雜誌107,053509(2010)))，證明了LID現象的主要機制，所述機制為在光照效應下激活結合間隙硼和氧的複合物的機制。更精確地說，光照將引起BiOi2複合物(間隙硼加間隙氧的二聚物)的電激活。這些複合物將深度能量水平引入矽的禁帶，允許自由電荷的重新結合，這導致載流子壽命降低，並且因此導致電池的光伏轉換效率降低。關於有關在光照下激活BiOi2複合物的機制的進一步細節，可有效地參考出版物。在本發明中，試圖利用對在LID現象中的硼和間隙氧的主要作用的這種證明。在本發明中，試圖尋找侵蝕衰退源的上遊技術方案，即以完全集成到製作不影響晶體矽(單晶或多晶)的電特性的矽化物流程的方式，防止或避免責任BiOi2複合物的激活。應當記起，在摻雜的晶體矽襯底中，摻雜物，並且尤其是在此處特別感興趣的硼，為在晶格中的取代位置上最重要的部分。如在前述出版物中更詳細解釋的，在矽的原子結構中的間隙位置上硼的存在將與氧的沉澱有關。這種機制將為:在矽的結晶化期間(冷卻步驟)，氧沉澱。隨著它們的形成，氧沉澱驅逐自間隙(間隙矽)。之後這些自間隙與在被稱為驅逐機制形成的取代位置Bs上的硼原子相互作用:在間隙位置Bi上獲得硼原子。這些間隙硼通過與氧二聚物(其濃度取決於間隙氧的水平)重新結合，形成引起轉換效率衰退的重組體BiOi2複合物。本發明的目的為提供一種可以降低間隙硼和/或間隙氧的濃度的方法，以降低形成責任BiOi2複合物的可能性，並且因此降低在具有低成本晶體矽的電池中的LID現象的程度。
發明內容為了實現該目的，本發明提出一種使空隙受控注入光電池的矽襯底的原子結構中的方法。應當記起，空隙是在矽的原子結構中的空位(此處本應是矽原子但卻什麼也沒有:此位為空)。空隙的注入具有促進空隙一氧的複合物(以VO表示)的形成的技術效果。這些VO複合物為Oi原子的阱。因此該方法可以降低間隙氧Oi的水平。空隙的注入具有降低在矽的原子結構中自間隙數量的進一步技術效果，並且因此可以限制通過驅逐形成間隙硼的過程。本發明也涉及用於由矽襯底生產光電池的方法，其特徵在於其包括至少一個使空隙受控引入矽襯底的步驟。將空隙引入晶體矽的步驟包括下列步驟中的一個或多個步驟:矽化、滲氮、離子注入、雷射輻射、將機械彎曲應力施加在矽襯底的一個面上，並與促進空隙形成的溫度相結口ο通過閱讀以下的參考附圖做出的具體描述，本發明的其他特徵和優點將變得明顯,其中:圖1示意性地表示標準光電池的結構；以及圖2顯示利用本發明的對作為注入空隙的溫度的函數的轉換效率的衰退的限制。具體實施方式根據本發明的用於生產光電池的方法包括將空隙受控引入晶體矽的步驟，目的在於限制LID現象。通過VO複合物的擴散效應和氧的沉澱效應，在襯底中過度注入空隙可以降低間隙氧的水平。空隙的引入具有降低自間隙水平的進一步效果，並且因此限制了間隙硼的形成。由間隙硼和氧的二聚物的BiOi2複合物的激活產生的LID現象因此受到了限制。更具體地說，第一效果是氧單體的擴散係數的增加。在空隙「豐富」的矽中，發生空隙一氧的複合物的形成。這些複合物由V-O表示:V表示空隙並且O表示氧單體。這些V-O複合物具有大於氧單體自身的擴散係數。通常，間隙氧的擴散的激活能量為2.5eV,而VO複合物的擴散的激活能量約為1.7eV。加速氧的擴散的現象可以加速氧的沉澱效應(或簡單的凝聚效應)。該沉澱效應在多晶矽中特別顯著，在所述多晶矽中該沉澱效應沿擴展的結晶缺陷(位錯、雙晶、晶界)發生，但也通過氧原子的凝聚(內在的或在雜質附近)在單晶矽中發生。這有助於降低間隙氧的水平，並因此降低氧的二聚物的水平。第二效果是矽的自間隙水平的降低。可以看出，自間隙促成從晶格中的替代位置上到間隙位置上的硼的通道。因此空隙的注入可以降低間隙硼的水平。這兩個效果相結合，可以限制形成BiOi2複合物的可能性，並且因此降低了其在曝露於光照的矽中的濃度。例如，對於根據標準工業流程由具有硼含量為4.1O16CnT3和初始間隙氧含量為7.1O17Cm-3的Cz(直拉)單晶矽襯底生產的光電池，當使用對本領域技術人員有效的行為建模軟體(例如PClD軟體(「PC1D版本5:在個人計算機上建模的32比特的太陽能電池」，作者:DonaldA.Clugston和PaulA.Basore,1997年10月)),能夠預期下面的效率值:在曝露於光前為17.3%;在第一次曝露於光後為16.1%，即由於LID現象產生的效率損耗的絕對項為1.2%(相對項接近7%)。利用由相同的Cz矽襯底生產，具有相同初始硼和間隙氧水平，但通過包括根據本發明的空隙引入步驟的流程生產的光電池，通過仿真，在任意第一次曝露於光照後的轉換效率被估計為17.2%，即由於LID現象產生的效率損耗的絕對項僅為0.1%(相對值項近0.6%)=LID效應的程度被降低了10倍。獲得的增益實際上取決於引入空隙步驟的控制參數，尤其是溫度，但也有其他的衰退因子，例如那些由包含在襯底中的金屬雜質、矽的結晶生長模式等等引起的衰退因子。在具體描述根據本發明的空隙引入步驟之前，將回顧用於生產光電池的方法的主要步驟，假定最常見的包含硼的P型晶體矽的情況，其也對應於由於較高的硼濃度而引入的LID現象最嚴重的情況。用於生產光伏太陽能電池的標準流程包括以下主要步驟:一沉澱包含硼的p型晶體矽。一通過n型摻雜物(通常為磷)在大約一微米的深度上擴散而形成射極(半導體結的形成)。通常，由n擴散區域形成射極，而由p摻雜的襯底形成基極。一形成基極與射極的金屬接觸，包括在背面上的鋁層和正面(射極側)上的銀層的絲網印刷沉積，以及在例如接近800°C的高溫下的快速退火(通常在連續的紅外光爐中)，以在每個面上產生矽一金屬接觸。退火條件，更具體地為溫度和持續時間，受廣泛使用的銀的特性的指示。尤其是，退火的溫度應當不超過900°C並且退火的持續時間大約為10秒。標準方法可包括可以提高電池性能的其他步驟。尤其是，可以包括矽襯底的表面的紋理化處理，通過表面粗糙的產生可以提高由材料吸收的光量，也可以包括在正面的至少一個防反射層(矽層、氮化矽SiN層)的沉澱，該防反射層在正面的金屬層之前，用以限制由反射引起的損耗。圖1很示意性地顯示相應的光電池結構,從正面開始,具有正面金屬接觸1、防反射層2、射極3、基極4和背面金屬接觸5。存在著其他的光電池結構。尤其是，可以包括背端接觸電池，其中在背面上產生基極和射極接觸，通常以交叉指梳狀的形式，或者可以包括多射極電池等等。本發明通常應用於所有的這些晶體矽電池，並且更特別地應用於具有也包含氧的硼摻雜晶體矽的電池，以降低在這些電池中LID現象的程度。根據本發明的生產步驟包括使空隙受控注入矽中的步驟。空隙受控注入矽的該步驟能夠以各種方式執行，其可以相互結合以獲得期望的效果。在第一實施方案中，空隙受控引入晶體矽襯底應用了使用在促進在襯底中的空隙形成的溫度下與襯底的一個面上的矽反應的物質的步驟。該步驟可以是形成矽化物的步驟，或者是滲氮的步驟。形成矽化物的步驟通常包括:一通過任何對本領域技術人員有效的技術(例如，並且不限制於，通過絲網印刷、真空蒸發、陰極濺射、噴墨、浸潰或電沉積)，將金屬層沉積在襯底的一個面上的步驟。一退火以形成矽化物的步驟，該步驟可以要麼在空氣中執行，要麼在受控的氣氛中執行。相關聯的空隙形成機制能夠通過壓縮機械應力的現象來解釋，該機械應力由與受退火溫度促進的空隙的擴散相結合的矽化物層來施加。更精確地，通過矽化物形成空隙可以遵循兩個機制，這取決於使用的金屬的特性。應用於諸如銀、金或鋁的金屬的形成空隙的第一機制，伴隨液相中發生的合金的形成，這可以通過在矽化物形成期間的負體積變化(即收縮)來解釋。應用於諸如鈦、鈀、鈷、鐵、鎳或鉬的金屬的形成空隙的第二機制，伴隨發生固相合金的形成，這可以通過矽原子擴散以在矽和金屬之間的界面上形成矽化物來解釋。這種進入娃化物的娃的流動產生了相反的進入娃的空隙的流動。這就是柯肯特爾(Kirkendall)效應。在所有的情況中，退火的參數，並且主要是溫度，應當允許矽化和空隙的形成。該溫度根據選擇的金屬而變化，但它高於銀能夠承受的溫度，這事實上使得有必要在銀金屬化的形成之前執行通過矽化形成空隙的任意步驟。退火的持續時間可以控制作為在所選擇的溫度下引起的流的函數的注入的空隙量。考慮到這些各種限制的這種矽化步驟的各個示例性實施方案如下所述。第一示例通過矽化引入空隙的步驟包括產生至少一個犧牲矽化物層的步驟，所述犧牲矽化物層即僅為了在矽襯底中形成空隙的目的，並且隨後被移除的層。形成和移除犧牲矽化物層的步驟在形成金屬接觸前執行。通過任意適當的技術，例如通過化學侵蝕、通過等離子體，或者通過機械拋光，在重新開始標準生產流程之前移除犧牲矽化物層。犧牲矽化物層可以由上面提及的金屬中的一個，或者多個金屬的合成物形成。在第一改進中，引入空隙的步驟包括兩個犧牲矽化物層的連續形成，每一個都在促進一個和/或其他的空隙形成機制(液相、固相)的條件下。因此擴寬了所注入的空隙的流動的控制範圍(不同的金屬，每種金屬不同的溫度和/或持續時間)。通常，引入空隙的步驟包括在重新開始標準生產流程的進程之前，在襯底的一個面上形成第一犧牲矽化物層，在產生第二犧牲矽化物層之前移除該層，該第二犧牲矽化物層之後也被移除。通過矽化形成空隙的這個步驟可有利地在襯底的面的紋理化處理之前執行，因此使得移除犧牲矽化物層更為容易。優選地，在襯底的背面上產生犧牲層，以避免電池的正面上任何多餘的汙染物。有利地，形成犧牲矽化物層的這個步驟在磷擴散進入矽的步驟之前執行。這是因為通常在800°C到900°C之間的高溫熱處理，可以使磷擴散進入矽(形成射極)，其具有通過隔離包含在矽中的金屬雜質而作為外部吸收劑的額外已知效果。通過選擇金屬(例如鎳)而得到可以形成富矽矽化物層的額外效果。之後選擇金屬和退火溫度，以促進相比於矽較小的金屬晶粒的形成。金屬晶粒的尺寸也取決於持續時間和溫度增加和減少的條件。之後鎳將沉積為在沉積的持續時間與金屬種類的可用性之間折衷的厚度(例如大約為I微米)，並且考慮到在大約900°C的溫度下得到小尺寸的鎳晶粒，將在該溫度執行退火，使得能夠形成促進NiSi2耦合而不是NiSi耦合的鎳一娃的矽化物。第二示例在該示例中，通過將形成鋁金屬接觸的步驟應用於允許空隙形成的退火控制參數中，該步驟被有利地作為用於引入空隙的矽化步驟，所述控制參數即高於通常在銀和鋁金屬接觸共用的退火步驟中使用的溫度和/或更長的退火持續時間(例如用I小時替代10秒)。通過矽化引入空隙的這個步驟之後以下列方式集成於生產流程:一沉積鋁層，並且在高於577°C的溫度進行退火，使得能夠形成在矽中的鋁矽化物和空隙。退火的持續時間被選擇為空隙的注入流的函數，其取決於鋁的特性、應用的退火溫度，以及氧沉澱或凝聚時間。其多於I分鐘。一沉積銀層，並且在通常為800°C到850°C之間的高溫下迅速退火，持續幾秒，以形成銀金屬化。形成鋁金屬化以引入空隙的步驟的使用提供了額外的優勢。特別是，在應用於本發明的鋁矽化物退火條件下，並且具體在至少577°C的退火溫度時，鋁將在背面局部地摻雜在矽中，其效果為形成了在背面上的用於光生載流子的排斥場。此外，已經知道鋁一娃合金的形成發生在液相時。通過經由外部吸收劑效應的隔離，這種液相可以俘獲包含在矽中的金屬雜質。金屬雜質的隔離有助於提高電池的轉換效率。形成阻力場和吸收劑效應的這些額外的效果有助於獲得光電池的更好性能。利用一種金屬或不同的金屬，結合各個顯示的示例性實施方案，可以提供多個通過矽化使空隙受控注入的步驟。這使控制參數(金屬、溫度、持續時間)的範圍變寬，使得能夠精確地控制打算注入的空隙的流動和量。為了使空隙受控引入矽，利用材料與矽的反應，也可以利用在矽中滲氮。例如，在1100°c的溫度下在氮中執行矽滲氮步驟。該實施方案特別好地適用於Cz矽。根據本發明的第二實施方案，通過在促進在矽中形成空隙的溫度下的退火期間，將宏觀的機械應力(通常為變曲應力)施加在矽襯底上來執行空隙的受控引入襯底，例如在閃光燈下退火，例如從900°C到1000°C持續10到30秒。根據本發明的第三實施方案，通過跟隨有退火的氦或氫的離子注入執行空隙的受控引入襯底。該離子注入步驟優選等離子體離子注入，其執行起來比較便宜。氫或氦的離子注入步驟促進了在矽表面的納米腔的產生。隨後的退火的效果為允許這些納米腔的空隙擴散進入材料的主體。因此通過離子注入引入空隙的這個步驟的控制參數為離子種類(氦或氫)、它的流動、溫度，以及退火的持續時間。在等離子體注入的情況下，這些控制參數為離子種類(氦或氫)、它的濃度、溫度和退火的持續時間。例如，可以使用下面的控制參數:(氫或氦)的濃度:在250keV為3.1O15原子/cm3，跟隨有在氬流中在750°C下持續一小時的退火。由於離子注入產生了表面缺陷，將優選在矽的背面上執行該離子注入，以免降低電池的性能。通過離子注入和退火引入空隙的這個步驟可以在電池的標準生產過程中的任意時間執行，但至少在銀金屬接觸的退火步驟前，這是由於在注入後退火的溫度條件與銀的低溫退火限制不相容。在一個示例性實施方案中，在磷的擴散步驟之後在襯底的背面上執行離子注入步驟，並且跟隨有在背面上的鋁層的沉積，之後進行持續時間多於I分鐘的退火，該退火因此使得能夠在矽上重建鋁接觸並注入空隙。之後從銀層的沉積和相關聯的低溫退火重新開始標準流程。然而，優選地，將在磷的擴散之前執行該流程，這樣在退火的控制參數對(溫度、時間)的選擇上能夠具有更大的彈性。通過優選氫離子注入而不是氦離子注入可以得到額外的優勢，因為注入的氫原子具有在矽襯底中出現電鈍化缺陷(擴展的和點)的效果。等離子體輔助的氫離子注入可有利地使工作成本降低。根據本發明的第四實施方案，通過跟隨有隨後的退火的雷射輻照執行空隙在襯底中的受控引入。雷射輻照的效果為在矽的表面上產生擴展的晶格缺陷。在接下來的退火過程中，空隙從這些缺陷擴散進矽的主體中。與上面的離子注入相同，由於輻照產生表面缺陷，優選僅輻照電池的背面。通過雷射輻照和退火引入空隙的這個步驟可以在電池的標準生產過程中的任意時間執行，但是要在形成電池的正面和背面金屬接觸的步驟之前，這是由於在注入之後退火的溫度條件與銀的退火限制不相容。優選在磷的擴散步驟之前執行該步驟，這使得在退火的控制參數對(溫度、時間)的選擇上能夠具有更大的彈性。也可以設想執行磷擴散晶片的背面的雷射輻照來沉積鋁層，並且因此同時執行退火，使得能夠形成背面接觸以注入空隙。之後從在正面上的銀層沉積和用於形成正面金屬接觸的相關聯的退火來重新開始標準流程。引入空隙的步驟的各個示例性實施方案和它們的可選實施方案可在後續的步驟中結合使用。在適用於每個變型的改進中，退火步驟使得能夠在光照下執行注入空隙，其效果為促進了點缺陷的擴散:這兩個效果順利地結合以俘獲間隙氧並限制間隙硼的形成。此外，已知氫的存在加速VO複合物的擴散。優選在可以使電池的主體氫化的處理後執行前述步驟。其可以是方法中作為標準提供的氫化步驟，例如以形成富氫氮化矽(SiN-H)的防反射層為標準的步驟。因此剛剛描述的本發明可以限制LID效應產生的衰退的幅度。實際上，不可能給出該限制的精確值，這是因為衰退的這個幅度也取決於其他因素:如上所見，包含在所涉及的矽中的其他雜質。電池的質量，即它的生產後性能，也有一定的影響。從一個結晶化方法到另一個結晶化方法，從一個類型的矽分批處理到另一個類型的矽分批處理，以及從一個電池結構到另一個電池結構，LID效應的幅度也是變化的。然而，在給定溫度，可以給出用於根據本發明的空隙引入步驟的大約的幅度。根據沒有實施本發明的標準方法，以由重摻雜硼([B]=4XIO16CnT3)的Cz單晶矽襯底形成的電池為例，其間隙氧的濃度為7X1017cnT3。通常通過在溫度下的霍爾效應，或者通過質譜分析技術(GDMS、ICP-MS)來測量這種硼的濃度。通常通過傅立葉變換紅外(FTIR)光譜法來測量間隙氧的濃度。對於這些濃度，根據已知的對Cz矽的建模，少數載荷子的壽命在LID效應產生衰退前為80μS。因此在衰退前電池的相應效率為17.3%。依然是根據現有技術，在衰退以後，並且通過仿真，電池的相應效率為16.1%。因此存在著相對項為7%的效率損耗。根據本發明的空隙引入步驟，可以加速氧的擴散，更精確地說是VO複合物的擴散。這種擴散引起了氧沉澱的加速，直到達到了氧在矽中的溶解極限。這些氧的擴散和沉澱動力學取決於執行該擴散的溫度，即應用於空隙的形成的溫度。由於氧的溶解極限為溫度的函數是眾所周知的，因此對於應用於引入空隙的步驟的給定溫度，如何確定間隙氧的剩餘水平是已知的，並且因此如何確定在LID效應產生的衰退之後少數載流子的壽命值是已知的。例如，在初始包含7.1O17原子/cm3的氧的矽中，在950°C的空隙擴散步驟之後，間隙氧的剩餘水平為IO7原子/cm3。因此可以確定在衰退之後的轉換效率。這是由圖2中的曲線6所表示的，其顯示了在衰退之後的轉換效率的值(利用本發明獲得)，該轉換效率的值作為執行形成空隙時的溫度的函數。在衰退之前的值(上面的虛線)被估計為17.3%，並且也顯示了當沒有實施本發明時，在衰退之後的值(下面的曲線)被估計為16.1%。可見，利用用於形成空隙的950°C的退火溫度，絕對效率損耗為0.1%(17.3-17.2)，而當不實施本發明時為1.2%(即相對項為0.6%)。在該示例中，由於衰退而產生的損耗因此被限制了接近10倍。不考慮使用的空隙形成方法，可比較的結果作為控制參數並且尤其為溫度和/或持續時間的函數而獲得。權利要求1.一種用於由晶體矽襯底生產光電池的方法，其特徵在於它包括至少一個使空隙受控引入娃襯底的步驟。2.根據權利要求1所述的用於由晶體矽襯底生產光電池的方法，其中引入空隙的步驟包括在下列步驟中的一個或多個步驟:矽化、滲氮、離子注入、雷射輻照、將機械彎曲應力施加在所述矽襯底的一個面上，並與促進空隙在所述襯底中的形成的溫度相結合。3.根據權利要求1所述的用於由晶體矽襯底生產光電池的方法，其中引入空隙的步驟為在促進空隙在所述襯底中的形成的溫度下，使用與所述襯底的一個面上的矽反應的材料的步驟。4.根據權利要求3所述的用於由晶體矽襯底生產光電池的方法，其中使用與矽反應的材料的所述步驟為在促進空隙在所述襯底中的形成的溫度下的滲氮步驟。5.根據權利要求3所述的用於由晶體矽襯底生產光電池的方法，其中使用與矽反應的材料的所述步驟為形成至少一個矽化物層的步驟，包括跟隨有在促進空隙在所述襯底中的形成的溫度下的退火的金屬層的沉積。6.根據權利要求5所述的用於由晶體矽襯底生產光電池的方法，其中所述步驟包括至少一個犧牲娃化物層的形成。7.根據權利要求6所述的用於由晶體娃襯底生產光電池的方法,其中在所述襯底的背面上產生犧牲矽化物層。8.根據權利要求7所述的用於由晶體娃襯底生產光電池的方法,其中所述娃化物的金屬為鎳，並且在大約為900°C的溫度下執行退火。9.根據權利要求6到8中的一項所述的用於由晶體矽襯底生產光電池的方法，其中在移除所述犧牲矽化物層之後，執行磷在所述襯底中的擴散，以形成射極。10.根據權利要求1所述的用於由晶體矽襯底生產光電池的方法，其中引入空隙的步驟包括在促進空隙在所述襯底中的形成的溫度下將宏觀的機械應力施加在所述襯底上的步驟。11.根據權利要求1所述的用於由晶體矽襯底生產光電池的方法，其中使空隙受控引入所述矽襯底的步驟包括跟隨有在促進空隙在所述襯底中的形成的溫度下的退火的雷射輻照步驟。12.根據權利要求1所述的用於由晶體矽襯底生產光電池的方法，其中使空隙受控引入所述矽襯底的步驟包括跟隨有在促進空隙在所述襯底中的形成的溫度下的退火的氦或氫離子注入步驟。13.根據權利要求12所述的用於由晶體矽襯底生產光電池的方法，其中所述離子注入步驟為氫的等離子體輔助注入步驟。14.根據前述權利要求中任意一項所述的用於由晶體娃襯底生產光電池的方法，其中在引入空隙步驟之前執行氫化步驟。15.根據前述權利要求中任意一項所述的用於由晶體娃襯底生產光電池的方法，其中在所述電池的光照下執行引入空隙步驟。全文摘要為了降低晶體矽太陽能電池由於LID效應產生的轉換效率的衰退，應用包括使空隙受控引入矽的一個或多個步驟，其中通過從下列步驟中選擇一個或多個步驟的方式來執行所述引入矽化、滲氮、離子注入、雷射輻照、通過彎曲施加機械應力於矽襯底的表面，並與促進空隙形成的溫度相結合。藉助於VO複合物的擴散效應和氧的沉澱效應，所述空隙可以降低間隙氧的含量。空隙的引入還具有降低自間隙含量的效果，並且因此限制了間隙硼的形成。因此限制了由BiOi2複合物的激活產生的LID現象。特別地，本發明能夠應用於具有較高硼和氧濃度的單晶矽或多晶矽太陽能電池。文檔編號H01L31/04GK103201857SQ201180052656公開日2013年7月10日申請日期2011年10月28日優先權日2010年11月2日發明者P·波謝,S·迪布瓦申請人:原子能和能源替代品委員會