[發明專利]一種PECVD鍍膜方法

在審

• 申請號: 201510023807.1
• 申請日: 2015-01-16
• 公開（公告）號: CN104762610A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 董方;李虎明;孫涌濤;張向斌;胡玉婷
• 申請（專利權）人: 橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: C23C16/52
• 分類號: C23C16/52;C23C16/34;H01L31/18
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及高效太陽能電池組件相關技術領域，尤其是指一種能夠降低太陽能電池組件封裝損失的PECVD鍍膜方法。

背景技術

晶硅太陽能電池技術發展到目前為止，發電成本已經成為制約光伏發電發展的主要因素。降低生產成本，以高效電池替代低效電池獲取更多的能源一直是科學研究的熱門。近年來高效單晶電池技術研究已經取得巨大成就，在美國、德國和日本商品化的高效電池轉化效率超過20％。目前研究成果表明影響高效晶硅太陽能電池的轉化效率的原因主要來自于兩個方面：1、光學損失，包括電池前表面反射損失、接觸柵線的陰影損失、光波部分波段非吸收損失，其中反射和陰影損失是可以通過技術手段減少的，而光波段非吸收損失與半導體的性質有關；2、電學損失，它包括半導體表面和體內光生載流子復合、半導體和金屬柵線的體電阻、金屬-半導體接觸電阻損失，歐姆電阻在技術上比較容易降低，其中最關鍵的是降低光生載流子的復合。綜上所述：提高電池的轉化效率的關鍵就是：1.減少光的反射和陰影損失；2.降低光生載流子的復合。

目前對晶硅太陽能電池的表面鈍化主要有SiN：H膜和SiO₂膜2種鈍化技術。常規晶硅太陽能采用的SiN：H膜鈍化在退火過程和組件紫外線照射下Si-H鍵很容易斷裂導致H逸出使表面鈍化效果變差。而在高溫下在硅片表面熱生長一層SiO₂膜，由于二氧化硅與硅界面處Si-O價鍵匹配，界面態可以降低很多，但由于熱生長二氧化硅是一種高溫過程，通常鈍化的溫度在900℃以上，而高溫易使硅內部產生缺陷，導致硅片體少子壽命的下降。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中存在上述的不足，提供了一種能夠降低太陽能電池組件封裝損失的PECVD鍍膜方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種PECVD鍍膜方法，采用常規晶硅太陽能電池制造技術，對常規PECVD設備增設N₂O氣路的基礎上，在PECVD沉積“SiO₂+SiNx”減反射膜，具體鍍膜方法如下：

(1)沉積SiO₂層：在一定的壓力和功率下，通入總流量為4200-10800sccm的SiH₄、NH₃和N₂O氣體，沉積一定時間；

(2)沉積SiNx層：分兩次進行沉積，分別形成第一層SiNx和第二層SiNx，分別在相同的壓力和功率下，通入不同流量的SiH₄和NH₃氣體，沉積一定時間。

據研究表明對SiO₂+SiNx膜和SiNx膜在600-900℃下快速高溫退火后測試兩種膜的少子壽命，SiNx膜的最大少子壽命只有16us，而“SiO₂+SiNx”膜最大少子壽命在27us以上，“SiO₂+SiNx”膜熱穩定性好，鈍化效果穩定，少子壽命高。SiO₂膜和SiNx膜的折射率分別為1.6和2.1左右，由于兩種折射率有著較大差異，通過控制兩種膜的厚度與折射率，形成高低搭配，達到了對光譜中波長300-1200um的反射率低0.5％-1％，對光吸收顯著提高。

本發明所涉及的“SiO₂+SiNx”鍍膜技術是在對常規PECVD設備增設N₂O氣路的基礎上，采用常規晶硅太陽能電池制造技術，在PECVD沉積“SiO₂+SiNx”減反射膜，通過控制兩種膜的厚度與折射率，使之提高對光吸收，利用SiO₂物理穩定性，減少電學損失，降低組件封裝損失。而且本發明不增加生產成本，易于實現。

作為優選，在步驟(1)中，SiH₄氣體流量為200-800sccm，NH₃氣體流量為2000-5000sccm，N₂O氣體流量為2000-5000sccm，壓力為1500-2000mtor，功率為3000-5000W；沉積時間為30-300s。SiO₂的膜厚度與折射率是根據NH₃、SiH₄、N₂O的流量比、射頻功率、射頻脈沖開關比以及鍍膜時間來確定，利用SiO₂物理穩定性，減少電學損失，降低組件封裝損失。