日前，中科院微電子所在新型Al₂O₃表面鈍化研究上取得突出進展。

　　良好的表面鈍化對于提升晶體硅太陽能電池的開路電壓十分重要，傳統晶體硅電池常用等離子體增強化學氣相沉積法沉積SiNx:H薄膜，除了能夠降低反射率以外，還對Si電池的表面進行了較好的鈍化。然而傳統SiNx:H薄膜對晶體硅的表面鈍化效果有限，因此對表面鈍化技術的探索和研究，一直是國際上的重點研究領域。最近幾年，國際上利用Al₂O₃對晶體硅進行表面鈍化，再結合新的工藝，有效地提升了p型和n型晶體硅電池的效率，Al₂O₃鈍化技術有望在太陽能電池的生產中得到大規模的應用。

　　中科院微電子所微波器件與集成電路研究室（四室）賈銳研究員率領的研究團隊，在國內率先系統地開展了Al₂O₃鈍化的研究工作。該研究團隊利用原子層沉積(Atomic Layer Deposition, ALD)技術，在2cm×2cm的電池上結合其它技術來沉積以Al₂O₃為主的復合鈍化結構。使用ALD設備，在低溫下循環通入鋁的有機源，再通過氧化的過程得到Al₂O₃。通過多個周期的循環沉積，可以獲得納米尺度的Al₂O₃薄膜，并在一定的氣氛和溫度下進行激活處理，形成良好的復合鈍化薄膜結構。系統實驗表明，不使用Al₂O₃和使用Al₂O₃的電池差別十分明顯，后者的開路電壓(Voc)和光電轉換效率(η)相比前者分別提高了9.6%和44.2%，表面鈍化使得短波長和長波長光的響應明顯提高。為了使Al₂O₃鈍化效果充分地體現出來，該鈍化技術必須輔之以新型電池工藝技術，因此配套的電池工藝技術開發是十分重要的。該研究團隊還對基于Al2O3的場效應鈍化和化學鈍化進行了理論和實驗上的研究，研究表明Al₂O₃的化學鈍化起到了更好的鈍化作用，因此鈍化對p型和n型硅都是有效的。

　　該項研究成果開創了中科院微電子研究所在太陽能研究領域的新局面，有力的推動了國內Al₂O₃鈍化技術的發展。

　　圖1: Al₂O₃表面復合鈍化結構SEM圖片

　　圖2: 2cm×2cm原型電池的量子效率測試圖