[發明專利]氮化硅的膜制備方法、具有氮化硅膜的太陽能電池片及其制備方法

有效

• 申請號: 201210350692.3
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN102856174A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 趙學玲;范志東;李倩;李永超;王濤;解占壹
• 申請（專利權）人: 英利能源（中國）有限公司
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;H01L21/318;H01L31/0216
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本發明涉及太陽能電池領域，具體而言，涉及一種氮化硅膜制備方法、具有氮化硅膜的太陽能電池片及其制備方法。?

背景技術

太陽能電池，也稱光伏電池，是一種將太陽的光直接轉化為電能的半導體器件。由于它是綠色環保產品，不會引起環境污染，而且是可再生資源，所以在當今能源短缺的情形下，太陽能電池是一種具有廣闊發展前途的能源。太陽能電池片的制作工藝一般有以下幾個步驟：化學清洗及表面織構化處理、擴散制結、周邊刻蝕、氮化硅膜沉積、絲網印刷、燒結。在氮化硅膜沉積步驟中，等離子增強化學氣相沉積（PECVD）是制備氮化硅膜常用的方法。?

等離子增強型化學氣相沉積（Plasma?Enhanced?Chemical?Vapor?Deposition，PECVD）是借助微波使含有薄膜組成原子的氣體電離進而在局部形成等離子體，因等離子化學活性很強，容易發生反應，容易在基片上沉積出所期望的薄膜。由于PECVD法沉積的氮化硅膜具有沉積溫度低、沉積速度快、薄膜質量好、工藝簡單易于工人操作等優點，所以被廣泛應用于晶體硅太陽能電池產業中。根據采用的沉積設備不同，分為平板式PECVD沉積爐和管式PECVD沉積爐。相對于平板式PECVD沉積爐，管式PECVD沉積爐有著更好的鈍化效果和更高的電池轉換效率。?

現有的制備工藝是將鈍化層和減反射層在相同的工藝參數下沉積，只是沉積時間上略有不同。現有的制備工藝存在一些缺陷，如將裝有硅片的石墨舟推入管式爐的爐管內后開始加熱，由于固體導熱大于空氣的導熱速度，因此導致緊密挨著石墨舟的硅片四周和未接觸石墨舟的硅片中間部分存在溫度差，最終導致沉積在硅片四周的氮化硅膜和沉積在硅片中間部分的氮化硅膜生長速率不一致，四周生長速率快導致氮化硅膜厚度較大，內部生長速率較慢導致氮化硅膜較薄，所以由于硅片表面各處氮化硅膜的厚度和折射率不一致致使外觀上看到的氮化硅膜的顏色存在色差。?

所以如何優化氮化硅膜的沉積工藝參數從而得到薄厚均勻的氮化硅膜，進而提高成品率和太陽能電池的轉換效率成為目前研究的熱點。?

發明內容

本發明旨在提供一種氮化硅膜制備方法、具有氮化硅膜的太陽能電池片及其制備方法，采用該該種氮化硅膜的制備方法可使硅片四周和中間的氮化硅膜生長速率一致，提高了合格率。?

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種氮化硅膜的制備方法，包括以下步驟：S1、將硅片置入管式爐內；S2、向管式爐內通入氮氣，并將管式爐在氮氣氣氛下升溫至340℃～360℃，恒溫500s～2000s；以及S3、利用PECVD法在硅片上依次形成第一氮化硅膜層和第二氮化硅膜層。?

進一步地，步驟S3包括：S31、向管式爐內通入氨氣，對硅片表面進行預處理；S32、向管式爐內通入包括硅烷和氨氣的第一混合氣體，在經預處理的硅片表面上形成第一氮化硅膜層；S33、向管式爐內通入包括硅烷和氨氣的第二混合氣體，在硅片形成有第一氮化硅膜層的一側表面上形成所述第二氮化硅膜層。?

進一步地，步驟S31中進一步包括：以流量為2800～3200sccm向管式爐內通入氨氣，并在壓強為1300～1500mTorr，射頻功率為4800～5400W，時間為200～300s條件下進行預處理。?

進一步地，步驟S32中進一步包括：按照體積流量比為1:3～1:5向管式爐內通入硅烷和氨氣，其中硅烷的流量為800～1200sccm；在壓強為1400～1600mTorr，射頻功率為5800～6100W，沉積時間為120～200s條件下，在經預處理的硅片上形成第一氮化硅膜層。?

進一步地，步驟S33中進一步包括：按照體積流量比為1:9～1:12向管式爐內通入硅烷和氨氣，其中硅烷的流量為500～900sccm；在壓強為1300～1500mTorr，射頻功率為5800～6300W，沉積時間為600～800s條件下，在硅片形成有第一氮化硅膜層的一側表面上形成第二氮化硅膜層。?

進一步地，步驟S31、S32和S33均是在溫度為340℃～360℃條件下進行。?

進一步地，步驟S2中恒溫600s～900s。?

進一步地，步驟S3中完成第二氮化硅膜層沉積后，在溫度為340℃～360℃條件下直接取出具有氮化硅膜的硅片。?

根據本發明的另一方面，提供了一種太陽能電池片的制備方法，包括制備氮化硅膜的步驟，其中氮化硅膜的為采用上述任一種的方法制備而成。?