[發明專利]一種晶體硅太陽能電池多層氮化硅減反射膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201110301555.6
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102339872A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 郭進;劉文峰;任哲;劉海平;羅亮
• 申請（專利權）人: 湖南紅太陽新能源科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/18;C23C16/34
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及一種晶體硅太陽能電池多層氮化硅減反射膜及其制備方法，具體說是一種能提高太陽能電池光電轉換效率的多層氮化硅減反射膜及其制備方法。

背景技術

常規的太陽能電池制備的傳統工藝是：制絨清洗、擴散、刻蝕、去磷硅玻璃、鍍減反射膜、絲網印刷、燒結。其中鍍減反射膜工藝是在電池表面鍍一層或多層光學性質匹配的減反射膜，減反射膜的制作直接影響著太陽能電池對入射光的反射率，對太陽能電池的效率的提高起著非常重要的作用。對于減反射膜還需有一定的鈍化效果，以提高太陽能電池的光電轉換效率。

目前大規模生產中對晶體硅太陽能電池表面采用PECVD方法鍍一層氮化硅減反射膜，具有較低的減反射效果和較差的鈍化效果。采用相對簡單的工藝，制備出減反射效果好，鈍化效果好的減反射膜成為太陽能電池研究的熱點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有的技術存在的缺陷，提供一種晶體硅太陽能電池多層氮化硅減反射膜及其制備方法，它可有效改善單層膜與雙層膜反射率高、鈍化效果差的特點，能夠改善PECVD鍍膜效果，提高產品品質，降低反射率，增強鈍化效果提高太陽能電池效率。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：所述晶體硅太陽能電池多層氮化硅減反射膜，其結構特點是，包括淀積在硅基襯底上的至少三層氮化硅薄膜，所述各層氮化硅薄膜的折射率從下至上呈依次減小，且各層氮化硅薄膜的厚度從下至上呈依次增大。

本發明將直接沉積在硅基襯底上的第一層氮化硅薄膜定義為最下層，遠離硅基襯底的氮化硅薄膜為相對上層。

進一步地，根據實際需要，所述氮化硅薄膜優選共三層，包括淀積在硅基襯底表面的折射率為2.15～2.35的致密層氮化硅薄膜，淀積在致密層氮化硅薄膜上的折射率為2.0～2.2的中間層氮化硅薄膜，淀積在中間層氮化硅薄膜上的折射率為1.85～2.05的疏松層氮化硅薄膜；所述致密層氮化硅薄膜厚度為5nm～10nm，所述中間層氮化硅薄膜厚度為20nm～30nm，所述疏松層氮化硅薄膜厚度為40nm～60nm。

上述硅基襯底選自單晶襯底、多晶襯底、準單晶襯底中的一種。

進一步地，本發明提供了一種如上所述的晶體硅太陽能電池多層氮化硅減反射膜的制備方法，包括如下步驟：

1)、清洗硅基襯底，保證其表面干凈無水漬；

2)、將清洗后的硅基襯底插入石墨舟后，放入PECVD設備真空室內，抽真空，并升溫至350℃～500℃；

3)、當PECVD設備真空室真空達到5Pa～20Pa，保持350℃～500℃溫度100s～300s后，在PECVD設備真空室通入3000～6000ml/min的NH₃，使真空室的壓力保持在160Pa～240Pa，保持恒壓50s～300s后，保持NH₃的流量為3000ml/min～6000ml/min，將高頻電源功率設置為1500W～5000W，開啟高頻電源；

4)在PECVD設備真空室內通入流量500ml/min～900ml/min的SiH₄氣體和1500ml/min～3500ml/min的NH₃氣體，設置高頻電源功率為1500W～5000W并開啟，硅基襯底在PECVD設備真空室內放電20s～70s后停止高頻放電，切斷NH₃氣體通入，將PECVD設備真空室內殘余氣體抽干凈，再充入氮氣后抽空，得到一層氮化硅薄膜；

5)重復步驟4)，但通入的SiH₄氣體流量較步驟4)小，通入NH₃氣體流量較步驟4)大，高頻放電時間較步驟4)長，得到第二層氮化硅薄膜；

6)重復步驟5)，但通入的SiH₄氣體流量較步驟5)小，通入NH₃氣體流量較步驟5)大，高頻放電時間較步驟5)長，得到第三層氮化硅薄膜；

7)、按照后一步驟相對于前一步驟通入的SiH₄氣體流量變小、通入NH₃氣體流量變大、高頻放電時間增長的規律，得到相應層的氮化硅薄膜。

更進一步地，當氮化硅薄膜為三層時，在沉積準備工作結束后，三層氮化硅薄膜的制備包括如下步驟：