專利名稱：晶體硅太陽能電池的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池的制備技術，尤其涉及一種晶體硅太陽能電池的制備方法。
背景技術：
太陽能電池是一種通過光伏效應將太陽能轉化為電能的半導體器件。如圖1所示，現(xiàn)有技術中的晶體硅太陽能電池的結構，是在P型單晶或多晶硅材料 1表面擴散一層N型摻雜層2形成PN結，背面印刷Al背電場4，當太陽光透過減反射膜3 入射到電池中時，在電池的PN結兩邊產(chǎn)生電子-空穴對(electron-hole)，由PN結兩邊的 金屬電極5和6分別將電子和空穴收集起來，提供給外電路?，F(xiàn)有技術中，應用較為廣泛的一種太陽能電池的減反射膜是SiN膜，折射率可達 到1. 9 2. 5，可以有效地減少電池對太陽光的反射。除此之外，采用PECVD (等離子增強化學氣相淀積)方法沉積SiN膜時，會產(chǎn)生副 產(chǎn)物氫，氫原子對硅片具有表面鈍化與體鈍化的雙重作用，能夠很好地修復硅中的位錯、表 面懸掛鍵，提高硅片中載流子的遷移率，從而提高電池效率。SiN膜的內應力和微觀結構是決定SiN膜質量的重要因素。SiN膜的內應力和微 觀結構取決于薄膜生長的條件和環(huán)境，諸如等離子體起輝頻率，等離子體起輝功率，溫度， 氣體壓力，氣體組分等等。在進行PECVD工藝時，不同頻率下產(chǎn)生的等離子體由于等離子體密度和離子能量 的區(qū)別，對薄膜生長過程有著重要的影響，導致最終生長的薄膜致密性，元素含量和內應力 不同。在相同的工藝參數(shù)條件下，對于電極上施加高頻(> IOMHz)和施加低頻(< IMHz) 電源所產(chǎn)生的等離子體而言，高頻下等離子體密度高，但由于電場方向變化過快，離子沒有 時間響應電場的加速過程，因此離子能量較低，與之對應的低頻下的等離子體則是等離子 體密度較低，離子能量相對較高。等離子體密度影響沉積速率，而離子能量則影響對基片和 薄膜的轟擊作用。轟擊作用大，會使生成的薄膜結構較為致密，但同時也會對薄膜表面產(chǎn)生 一定的損傷；轟擊作用小，生成的薄膜結構較為疏松，表面損傷小。對于作為太陽能電池減反射膜SiN而言，致密性和Si/N元素比會影響折射率，影 響減反射效果；致密性、H元素含量和離子轟擊會影響表面鈍化和體鈍化效果；離子轟擊會 影響內應力，影響SiN膜的機械性能。選擇合適的等離子體起輝頻率對最終沉積的SiN膜的減反射性能，表面鈍化與體 鈍化性能及機械性能有著重要的影響?，F(xiàn)有技術中，采用PECVD方法沉積太陽能電池SiN減反射膜時，產(chǎn)生等離子體所采 用的頻率有40kHz、250kHz、13. 56MHz以及2. 45GHz等，只能單獨提供高頻或者低頻沉積SiN膜。上述現(xiàn)有技術至少存在以下缺點SiN膜的內應力調節(jié)窗口小，難以獲得無內應力的薄膜；SiN膜的表面鈍化效果和
3體鈍化效果不能兼顧。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能減小減反射膜內應力、提高表面鈍化和體鈍化效果的 晶體硅太陽能電池的制備方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的本發(fā)明的晶體硅太陽能電池的制備方法，包括在已完成擴散制結步驟的硅片表面 沉積減反射膜，所述減反射膜包括多層薄膜；所述多層薄膜中，相互間隔采用高頻起輝的等離子增強化學氣相沉積及低頻起輝 的等離子增強化學氣相沉積；所述高頻大于或等于IOMHz，所述低頻小于或等于IMHz。由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，本發(fā)明所述的晶體硅太陽能電池的制備 方法，由于減反射膜包括多層薄膜，多層薄膜間隔采用高頻及低頻起輝的等離子增強化學 氣相沉積。能減小減反射膜內應力、提高表面鈍化和體鈍化效果。


圖1為現(xiàn)有技術中的晶體硅太陽能電池的結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的晶體硅太陽能電池的制備方法，其較佳的具體實施方式
是包括在已完 成擴散制結步驟的硅片表面沉積減反射膜，所述減反射膜包括多層薄膜；多層薄膜中，相互間隔采用高頻起輝的等離子增強化學氣相沉積及低頻起輝的等 離子增強化學氣相沉積；所述高頻大于或等于10MHz，所述低頻小于或等于1MHz?？梢栽诙鄬颖∧ぶ?，底層薄膜采用高頻起輝的等離子增強化學氣相沉積；其上一 層薄膜采用低頻起輝的等離子增強化學氣相沉積，再上的多層薄膜間隔采用高頻或低頻起 輝的等離子增強化學氣相沉積；也可以底層薄膜采用低頻起輝的等離子增強化學氣相沉 積；其上一層薄膜采用高頻起輝的等離子增強化學氣相沉積，向上依次間隔。具體減反射膜可以包括2η層薄膜，η為正整數(shù)。如2層、4層、6層等；所述2η層薄膜中，自下而上奇數(shù)層薄膜采用高頻起輝的等離子增強化學氣相沉 積，偶數(shù)層薄膜采用低頻起輝的等離子增強化學氣相沉積，依次相間布置。上述的多層薄膜可以為以下一種或多種薄膜=SiON薄膜、SiO2薄膜、SiN薄膜。本發(fā)明采用雙層或多層SiN膜(或SiON薄膜、SiO2薄膜等)作為減反射膜，相鄰 層間SiN膜采用不同的等離子體起輝頻率沉積。雙層減反射膜結構的特征是高頻下制備的 SiN膜作為底層，低頻下制備的SiN膜作為頂層。底層薄膜提供良好的表面鈍化效果，表現(xiàn) 出張應力，頂層薄膜提供良好的體鈍化效果，表現(xiàn)出壓應力，兩層之間的內應力得以補償， 使整個雙層減反射膜的內應力減小，同時具有良好的表面鈍化和體鈍化效果。多層減反射 膜結構的特征是在雙層減反射膜結構之間增加薄膜層，相鄰層間采用不同的等離子體起輝 頻率沉積。具體實施例一
采用雙層SiN薄膜作為太陽能電池的減反射膜。在已完成擴散制結步驟的硅片表 面，可以以SiH4/NH3/N2或者SiH4/NH3/H2等作為反應氣體，用PECVD法沉積雙層減反射膜。具 體方法是先調解SiH4/NH3的氣體比例在1 2. 5到1 5之間，硅片溫度在350 550°C 之間，給高頻電源施加一定的功率，低頻電源功率為0，在硅片表面沉積SiN薄膜，厚度約為 5 30nm。隨后在同一設備同一次工藝操作中改變SiH4/NH3氣體比例在1 3. 5 1 6 之間，改變高頻電源功率為0，給低頻電源施加一定的功率，沉積SiN薄膜，厚度約為50 75nm。具體實施例二 采用多層SiN薄膜作為太陽能電池的減反射膜。在雙層減反射膜之間增加2η (η = 1，2，3...)層SiN膜，由硅片向上奇數(shù)層為高頻下制備薄膜，偶數(shù)層為低頻下制備薄膜，以 四層SiN薄膜為例先調解SiH4/NH3的氣體比例在1 2. 5到1 5之間，硅片溫度在350 550°C之間，給高頻電源施加一定的功率，低頻電源功率為0，在硅片表面沉積SiN薄膜，厚 度約為5 lOnm。隨后在同一設備同一次工藝操作中改變SiH4/NH3氣體比例在1 3. 5 1 6之間，改變高頻電源功率為0，給低頻電源施加一定的功率，沉積SiN薄膜，厚度約為 10 15nm。再調解SiH4/NH3的氣體比例在1 2. 5到1 5之間，給高頻電源施加一定的 功率，低頻電源功率為0，在硅片表面沉積SiN薄膜，厚度約為25 30nm。隨后在同一設備 同一次工藝操作中改變SiH4/NH3氣體比例在1 3.5 1 6之間，改變高頻電源功率為 0，給低頻電源施加一定的功率，沉積SiN薄膜，厚度約為35 40nm。本發(fā)明通過高、低頻下沉積薄膜的內應力補償，減小了整體薄膜的應力；通過高、 低頻下沉積薄膜的表面鈍化和體鈍化效果互補，提高了整體鈍化效果。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
一種晶體硅太陽能電池的制備方法，包括在已完成擴散制結步驟的硅片表面沉積減反射膜，其特征在于所述減反射膜包括多層薄膜；所述多層薄膜中，相互間隔采用高頻起輝的等離子增強化學氣相沉積及低頻起輝的等離子增強化學氣相沉積；所述高頻大于或等于10MHz，所述低頻小于或等于1MHz。
2.根據(jù)權利要求1所述的晶體硅太陽能電池的制備方法，其特征在于所述多層薄膜 中，底層薄膜采用高頻起輝的等離子增強化學氣相沉積；其上一層薄膜采用低頻起輝的等 離子增強化學氣相沉積。
3.根據(jù)權利要求2所述的晶體硅太陽能電池的制備方法，其特征在于所述減反射膜 包括2η層薄膜，η為正整數(shù)；所述2η層薄膜中，自下而上奇數(shù)層薄膜采用高頻起輝的等離子增強化學氣相沉積，偶 數(shù)層薄膜采用低頻起輝的等離子增強化學氣相沉積。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的晶體硅太陽能電池的制備方法，其特征在于所述薄 膜為以下一種或多種薄膜=SiON薄膜、SiO2薄膜、SiN薄膜。
5.根據(jù)權利要求4所述的晶體硅太陽能電池的制備方法，其特征在于所述減反射膜 包括4層薄膜，包括步驟Α、采用工藝氣體SiH4與NH3W比例在1 2. 5到1 5之間，硅片溫度在350 550°C 之間，采用所述高頻起輝，在硅片表面沉積SiN薄膜，厚度為5 lOnm。B、改變SiH4與NH3的氣體比例在1 3.5 1 6之間，采用所述低頻起輝，沉積SiN 薄膜，厚度為10 15nm。C、改變SiH4與NH3的氣體比例在1 2.5到1 5之間，采用所述高頻起輝，沉積SiN 薄膜，厚度為25 30nm。D、改變SiH4與NH3的氣體比例在1 3.5 1 6之間，采用所述低頻起輝，沉積SiN 薄膜，厚度為35 40nm。
6.根據(jù)權利要求4所述的晶體硅太陽能電池的制備方法，其特征在于所述減反射膜 包括2層薄膜，包括步驟A、采用工藝氣體SiH4與NH3W比例在1 2. 5到1 5之間，硅片溫度在350 550°C 之間，采用所述高頻起輝，在硅片表面沉積SiN薄膜，厚度為5 30nm。B、改變SiH4與NH3的氣體比例在1 3.5 1 6之間，采用所述低頻起輝，沉積SiN 薄膜，厚度為50 75nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶體硅太陽能電池的制備方法，在已完成擴散制結步驟的硅片表面沉積減反射膜，減反射膜包括多層薄膜，多層薄膜間隔采用高頻或低頻起輝的等離子增強化學氣相沉積。通過高、低頻下沉積薄膜的內應力補償，減小了整體薄膜的應力；通過高、低頻下沉積薄膜的表面鈍化和體鈍化效果互補，提高了整體鈍化效果。
文檔編號C23C16/40GK101931022SQ20091008795
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權日2009年6月25日
發(fā)明者肖青平 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司