[發明專利]適用于RIE絨面的三明治結構正面介質膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201110217661.6
• 申請日: 2011-07-30
• 公開（公告）號: CN102339871A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 蔡文浩
• 申請（專利權）人: 常州天合光能有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/18
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術領域

本發明涉及晶體硅太陽能電池工藝技術領域，尤其是一種適用于RIE絨面的三明治結構正面介質膜及其制備方法。

背景技術

當前晶體硅太陽能電池生產中，一般采用PECVD方法生長單層SiN_x薄膜作為正面鈍化層及減反膜，具有降低表面反射以及表面鈍化、體鈍化作用。但SiN_x沉積在硅片表面后，界面缺陷密度較高，相對于SiO₂表面鈍化效果較差。同時，利用RIE方法制備的絨面其表面損傷嚴重，表面復合速率大，因此單層SiN_x薄膜作為正面鈍化層應用于RIE絨面效果不理想。

此外，高效晶體硅太陽能電池研發一般采用SiO₂/SiN_x雙層薄膜作為正面鈍化層，其中SiO₂、SiN_x分別采用干氧氧化、PECVD的方法生長。SiO₂薄膜能夠有效降低Si-SiO₂的界面缺陷態密度，應用于RIE絨面具有良好的表面鈍化效果；SiN_x薄膜中含有大量的以N-H鍵和Si-H鍵存在的氫，燒結過程中氫從N-H鍵、Si-H鍵中釋放出來，然后擴散進入電池內，起到體鈍化的作用。然而熱氧化SiO₂薄膜的折射率為1.46，而PECVD沉積SiN_x薄膜的折射率較高，約為2.05±0.05，也就是說SiO₂/SiN_x雙層薄膜結構作為正面減反膜不利于太陽能電池的光吸收。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術中之不足，提供一種能夠有效提高RIE制絨晶體硅太陽能電池的開路電壓及短路電流，達到提升轉換效率的適用于RIE絨面的三明治結構正面介質膜及其制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種適用于RIE絨面的三明治結構正面介質膜，包括底層SiO₂薄膜，所述的底層SiO₂薄膜表面覆蓋有中間層SiN_x薄膜，中間層SiN_x薄膜表面覆蓋有表層SiO₂薄膜。

本發明所述的中間層SiN_x薄膜和表層SiO₂薄膜的總厚度為100-150nm，其中中間層SiN_x薄膜厚度為50-90nm，所述的底層SiO₂薄膜的厚度為5-20nm。

本發明所述的底層SiO₂薄膜折射率為1.46，中間層SiN_x薄膜的折射率為2.0-2.3，表層SiO₂薄膜的折射率為1.5-1.8。

一種適用于RIE絨面的三明治結構正面介質膜的制備方法，具有如下步驟：(1)、晶體硅太陽能電池擴散及去PSG工藝后，用干氧氧化方法在硅片絨面生長一層SiO₂薄膜，氧氣流量為0.5-8slm，氧化溫度為650-900℃，氧化時間為5-50min；(2)、采用PECVD的方法沉積一層富硅的SiN_x薄膜，硅烷和氨氣流量比為1∶3，沉積溫度為350-450℃，射頻功率為3000W，反應壓強為3×10^-2Pa；(3)、采用PECVD的方法沉積一層SiO₂薄膜，硅烷和一氧化二氮流量比為1∶2.5，沉積溫度為300-400℃，射頻功率為1000W。

本發明所述的中間層SiN_x薄膜和表層SiO₂薄膜的總厚度為100-150nm，其中中間層SiN_x薄膜厚度為50-90nm，所述的底層SiO₂薄膜的厚度為5-20nm。

本發明所述的底層SiO₂薄膜折射率為1.46，中間層SiN_x薄膜的折射率為2.0-2.3，表層SiO₂薄膜的折射率為1.5-1.8。