[發明專利]一種晶體硅太陽電池的漸變減反射氮化硅薄膜的制備工藝

無效

• 申請號: 201110423222.0
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102534547A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 謝忠陽;朱生賓;劉光;王永豐
• 申請（專利權）人: 合肥晶澳太陽能科技有限公司
• 主分類號: C23C16/34
• 分類號: C23C16/34
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 李海波

技術領域

本發明屬于太陽電池技術領域，具體涉及一種晶體硅太陽電池的漸變減反射氮化硅薄膜制備工藝。

背景技術

提高晶體硅太陽能電池轉換效率的一種方案為降低硅片表面的反射率和增加表面的鈍化效果。如圖1所示，目前商業化太陽能電池采用PECVD方式沉積一層氮化硅薄膜，因為該氮化硅中富含H+鍵，又用SiN_X:H表示，可以起到降低反射率和增加鈍化效果的作用。同時，SiN_X:H含有正電荷，能夠將擴散層中的少數載流子空穴推向PN結方向，具有很好的場鈍化效果。

考慮到太陽能電池使用時需封裝在玻璃或EVA等封裝材料中，最佳折射率在2.3左右時達到最佳的減反射效果，折射率在2.0以上時能達到良好的鈍化效果。但是高折射率的氮化硅會引起嚴重的吸光損失，反而會降低輸出電流，使轉換效率變低。目前采用的單層SiN_X:H薄膜無法解決這一矛盾，只能折中選取最優點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種晶體硅太陽電池的漸變減反射氮化硅薄膜的制備工藝，采用該工藝制備獲得的薄膜具有吸光損失小，表面鈍化效果好，同時擁有良好的減反射效果，可以提高晶體硅太陽能電池的轉換效率。

本發明的上述目的是通過如下技術方案來實現的：一種晶體硅太陽電池的漸變減反射氮化硅薄膜的制備工藝，選取磷擴散后的晶體硅片，采用PECVD工藝在硅片行進方向上設定不同的微波功率、溫度和氣體流量比，從而形成一個由下到上折射率依次降低的漸變氮化硅減反射膜。

本發明所述氣體為硅烷和氨氣，所述硅烷和氨氣的流量比為1:1~7。

本發明所述微波功率為2000~4000w。

本發明所述溫度為400~500℃。

作為本發明的一種優選的實施方式：設定本發明中微波功率在2000~4000w范圍內任一值和溫度在400~500℃范圍內的任一值內保持恒定，采用PECVD工藝在硅片行進方向上調整硅烷和氨氣的流量比逐步增大，如從1:1~1:7等，從而形成一個由下到上折射率依次降低但無明顯界限的漸變氮化硅減反射膜。

其中硅烷和氨氣的流量比主要影響減反射膜的折射率，硅烷的含量越高，折射率越大，微波功率主要影響減反射膜的厚度，微波功率越大，膜厚越厚。

作為本發明的一種較佳的實施方式：設定溫度在上述400~500℃范圍內的任一值保持恒定，采用PECVD工藝在硅片行進方向上調整微波功率逐步增大，如從2000w到4000w等，同時調整硅烷和氨氣的流量比逐步增大，如從1:1~1:7等，從而形成一個由下到上折射率依次降低但無明顯界限的漸變氮化硅減反射膜。

制備太陽能的其他工序如表面織構化、磷擴散、在硅片背面采用絲網印刷鋁漿和銀漿、正面絲網印刷銀漿、燒結形成金屬接觸，測試分選等可以采用本領域內技術人員所熟知的方式。

如作為本發明的一種實施方式，本發明提供的晶體硅太陽電池的漸變減反射氮化硅薄膜的制備工藝，含以下步驟：

(1)?選取硅基體，去除硅片表面的損傷層，制絨后清洗；

(2)?在POCl₃氣氛中進行磷擴散形成n+擴散層；

(3)?進行干法或濕法邊緣刻蝕，去除磷硅玻璃；

(4)?采用在線PECVD工藝在硅片行進方向上設定不同的微波功率和氣體流量比，從而形成一個由下到上折射率依次降低但無明顯界限的漸變氮化硅減反射膜；

?(5)?在硅片背面使用絲網印刷鋁漿和銀漿，并在正面絲網印刷銀漿；

(6)?燒結形成金屬接觸；

(7)?測試分選。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

(1)?底層高折射率的氮化硅薄膜直接接觸硅片表面，形成良好的鈍化效果；

(2)?底層高折射率的氮化硅薄膜層較薄，吸光損失較小，對太陽能電池的轉換效率影響較小；

(3)?采用高低折射率漸變的氮化硅薄膜，減少了光的反射，提高了減反射效果，有利于太陽能電池的轉換效率提升。

附圖說明

圖1是商業化晶體硅太陽電池結構示意圖；

圖2是含本申請漸變氮化硅薄膜的晶體硅太陽能電池結構示意圖；

圖3是實施例1-4中采用Roth&Rau?板P?3200+的進行鍍膜的示意圖，其中1、加熱裝置；2、石墨框（用于裝晶體硅片）；3、石英管。

具體實施方式